WO2018065537A1 - Sensor - Google Patents

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WO2018065537A1
WO2018065537A1 PCT/EP2017/075395 EP2017075395W WO2018065537A1 WO 2018065537 A1 WO2018065537 A1 WO 2018065537A1 EP 2017075395 W EP2017075395 W EP 2017075395W WO 2018065537 A1 WO2018065537 A1 WO 2018065537A1
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layer
radiation
circuit board
contact
semiconductor chip
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PCT/EP2017/075395
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Dirk Becker
Matthias Sperl
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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    • H01L33/58—Optical field-shaping elements

Definitions

  • the present invention relates to a sensor comprising a printed circuit board and at least one radiation-detecting semiconductor chip.
  • the invention further relates to a method for producing sensors.
  • Optical sensors can have a printed circuit board and at least one radiation-detecting semiconductor chip arranged on the printed circuit board.
  • at least one radiation-emitting semiconductor chip can be arranged on the printed circuit board.
  • the semiconductor chips may have a backside contact and a front side contact.
  • About the rear side contact and an electrically conductive connection means may be a semiconductor ⁇ chip chip with a contact surface of a circuit board verbun ⁇ .
  • the front-side contact of a semiconductor chip can be connected via a bonding wire to a contact surface of a printed circuit board.
  • the object of the present invention is to specify an improved sensor and a corresponding method for producing sensors.
  • a sensor is provided schla ⁇ gene.
  • the sensor includes a circuit board and at least one arranged on the printed circuit board semiconductor chip.
  • the semiconductor chip has a front side contact.
  • the semiconductor chip is a radiation-detecting semiconductor chip.
  • Another component of the sensor is an embedding layer arranged on the printed circuit board which adjoins the at least one semiconductor chip laterally.
  • the sensor comprises a contact layer which is a pre ⁇ derricessor of the at least one semiconductor chip verbun ⁇ .
  • an electrical contacting of the front-side contact of the at least one semiconductor chip takes place by means of a contact layer.
  • the senor can have a lower overall height in comparison to sensors whose semiconductor chips are contacted by means of bonding wires.
  • This space advantage proves to be Güns ⁇ tig when only limited space for the sensor is available. This applies, for example, to a possible application of the sensor in a mobile device.
  • Another advantage of the contact layer is a higher stability compared to bonding wires. In this way, the sensor can have a high reliability and durability. This is also the case when there are large temperature fluctuations. This property favors, for example, a possible application of the sensor in a motor vehicle.
  • the printed circuit board can also be referred to as PCB or PCB substrate (Printed Circuit Board).
  • the printed circuit board on an insulating material and electrical ⁇ cal conductor structures.
  • the insulating material may be a prepreg material such as a FR4 or BT material (bismaleimide-triazine).
  • the conductor patterns may be formed of a metallic material and having Maisflä ⁇ chen.
  • the printed circuit board can have two main sides, wherein the at least one semiconductor chip and the embedding layer are arranged on one of the main sides.
  • the conductor structures may have arranged on the two main sides 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 embedding layer arranged on the printed circuit board can completely enclose the circumference of the at least one semiconductor chip.
  • the embedding layer can be formed from an electrically insulating embedding material.
  • the A ⁇ bedding material may be radiopaque, and for example have a black or white color.
  • a winding the side of a semiconductor chip can be free from the potting material at least, and thereby not be covered with the A ⁇ underlayment.
  • the radiation-detecting semiconductor chip may have a photodiode structure. It is also possible a configuration in which the radiation-detecting semiconductor chip having a plurality of detection areas, for example in the form of a plurality of photodiode structures ⁇ . The plurality of detection regions may be formed to allow radiation detection in different wavelength regions.
  • the radiation-detecting semi-conductor chip ⁇ additionally comprises circuit structures for evaluation.
  • the radiation-detecting semiconductor chip can be, for example, an ASIC chip (Application Specific Integrated Circuit).
  • the electrically conductive contact layer which is on the pre ⁇ der services the at least one semiconductor chip is joined ⁇ may be made in a planar interconnect technology (PI, Planar interconnect). Therefore, the contact layer may be a so-called PI contact, also referred to as a Picos contact (Planar Interconnect Chip on Substrate).
  • the contact layer may be on the semiconductor chip or on its front side contact, the embedding layer, and we ⁇ turis arranged a further component of the sensor.
  • the contact layer may be formed of a metallic material.
  • the senor additionally has an insulating layer which covers the at least one semiconductor chip on the front side at the edge or in the region of the front side contact and also the embedding layer in this region.
  • the contact layer may be partially disposed on the insulating layer. With the aid of the insulating layer, it is possible to prevent the front-side contact of the semiconductor chip from being short-circuited via the contact layer to a side edge of the semiconductor chip.
  • the embedding layer has a recess over which such a contact surface of the printed circuit board is at least partially exposed.
  • the contact layer is connected to the exposed contact surface of the printed circuit board verbun ⁇ .
  • the contact layer can extend to the recess and be arranged within the recess on the contact surface.
  • An electrical connection between the front-side contact of the at least one semiconductor chip and a contact surface of the printed circuit board can not be determined exclusively via the contact Be made layer.
  • the sensor comprises a valve disposed on a contact surface of the circuit board electrical Verbin ⁇ -making element.
  • the embedding layer laterally adjoins the electrical connection element, and the contact layer is connected to the electrical connection element.
  • the electrical connection element may be, for example, a body formed of a metallic material.
  • the electrical connection element is a metallized body of, for example, silicon.
  • the electrical connection element can be connected via an electrically conductive connection means such as an electrically conductive adhesive, a solder or a sintered paste to the relevant contact surface of the circuit board.
  • the embedding layer can surround the electrical connection element circumferentially fully ⁇ constantly.
  • the contact layer may be arranged on the electrical connection element ⁇ rule.
  • the at least one semiconductor chip may also have a rear-side contact. Via the rear-side contact and an electrically conductive connecting means, such as an electrically conductive adhesive, a solder or a sintering paste, the semiconductor chip can be electrically connected to a further contact surface of the printed circuit board.
  • the at least a half ⁇ semiconductor chip having not just one, but a plurality of front side contacts.
  • the at least one semiconductor chip can have a plurality of rear side contacts.
  • embodiments and details described above may be used in a corresponding manner for the multiple contacts.
  • the semiconductor chip has, for example, a plurality of front side contacts, a contact layer can be connected to each front side contact.
  • each front-side contact a ⁇ iso-regulating layer may be provided for short circuit prevention. Such aspects may also apply to the embodiments described below.
  • the sensor can be realized with only a single radiation-detecting semiconductor chip or with a plurality of semiconductor chips.
  • the sensor has, in addition to the radiation-detecting semiconductor chip, at least one further semiconductor chip arranged on the printed circuit board with (at least) a front-side contact to which the
  • Embedding layer laterally adjacent a wide ⁇ re contact layer is provided which is connected to the front contact of the other semiconductor chip.
  • the front-side contact of the other semiconductor chip can also be electrically connected to ei ⁇ ner contact surface of the printed circuit board.
  • ⁇ contact layer is connected to a via a recess of the buried layer at least partially exposed contact surface of the circuit ⁇ plate.
  • the respective contact layer is connected to a further electrical connection element which is arranged on a contact surface of the printed circuit board.
  • the embedding layer can laterally adjoin the further electrical connecting element .
  • an insulating layer may additionally be provided, which the other semiconductor chip in the area of the front contact and the embedding layer ⁇ partly covered to avoid a short circuit in this area.
  • the further semiconductor chip may have a rear-side contact, and via the rear-side contact and an electrically conductive connection means be a contact surface of the circuit board electrically connected.
  • the sensor may also with a larger number of semiconductor chips, ie, thus a total realized on the printed circuit board is arranged ⁇ semiconductor chips and having more than two semiconductor chips, with several other.
  • a total realized on the printed circuit board is arranged ⁇ semiconductor chips and having more than two semiconductor chips, with several other.
  • the above-described embodiments and details with respect to each other semiconductor chip may be used.
  • the at least one further semiconductor chip is a radiation-emitting semiconductor chip.
  • the radiation-emitting semiconductor chip can be, for example, a light-emitting diode chip or LED chip (LED, light-emitting diode).
  • the radiation-emitting semiconductor chip can be designed, for example, for dispensing infraro ⁇ ter light radiation. Also possible is an embodiment for the emission of visible light radiation.
  • the radiation-detecting semiconductor chip can be designed to detect the radiation emitted by the radiation-emitting semiconductor chip and reflected in a suitable manner. In this way, the sensor may be, for example, a proximity sensor or a biomonitoring sensor.
  • the one or more radiation-detecting semiconductor chip (s) may be designed to detect the reflected radiation (s) of the one or more radiation-emitting semiconductor chip (s).
  • the sensor has, in addition to one or more optoelectronic semiconductor chips, at least one semiconductor chip of a different type. in this connection, it may be an integrated circuit (IC) chip such as a driver chip.
  • IC integrated circuit
  • the senor at least comprises a further component which a semiconductor chip, the embedding layer and the circuit board we ⁇ antes a contact layer provided ⁇ is integrally arranged on the Wenig ⁇ least.
  • the component in question can be placed on a top ⁇ surface which is formed by the semiconductor chip or the plurality of semiconductor chips, the buried layer and the contact layer (s).
  • the surface may be formed in part by at least one further stand part ⁇ Be, for example, by one or more of the insulating layers described above and used to prevent a short circuit. Due to the contact layer (s), this surface may be relatively flat and have a low topography. This can favor a production of the sensor. With respect to the arranged on the upper surface ⁇ additional component following excluded can staltitch be considered.
  • the embedding layer and the circuit board we ⁇ antecedents a contact layer provided optical element angeord ⁇ net.
  • the optical element may be located in the region of the at least one semiconductor chip and arranged on the semiconductor chip. Depending on the type of semiconductor chip, a shaping of a radiation received or emitted by the semiconductor chip can be achieved with the aid of the optical element.
  • the optical element may be, for example, a lens having a curved surface.
  • the sensor may have a plurality of radiation-transmissive optical elements.
  • each optical element may be located in the area of entspre ⁇ sponding semiconductor chips.
  • the design of the sensor with one or more contact layers allows a high efficiency of the optical element (s). Disturbances in the optical channel, as can be caused by bonding wires, can be avoided in this embodiment.
  • a radiation-opaque optical barrier structure with the at least one semiconductor chip, the embedding layer and the circuit board we ⁇ tendonss a contact layer provided at least.
  • the barrier structure may be formed of a radiopaque material.
  • the aforementioned embodiment can be considered with reference to an embodiment of the sensor in which the sensor has at least one radiation-detecting and at least one radiation-emitting semiconductor chip.
  • the sensor has at least one radiation-detecting and at least one radiation-emitting semiconductor chip.
  • the barrier structure may, based on an overview of the sensor, at least partially be present in a region which is located between a radiation-detecting and a radiation-emitting semiconductor chip.
  • the barrier structure may, for example, be realized in the form of an elongate or linear section.
  • the sensor can also be realized with a plurality of elongate barrier structures. Also possible is a configuration in which the barrier structure comprises a plurality of continuous elongated Abschnit ⁇ te.
  • the barrier structure has a frame-like shape.
  • an optical element is partly also arranged on at least one barrier structure or at least partially overlaps a barrier structure.
  • the at least one barrier structure is disposed in part on at least one optical element and which overlaps at least one optical ele ment ⁇ part or wetted.
  • a radiation-permeable cover is arranged on the at least one radiation-impermeable barrier structure.
  • the cover may be plate-shaped, and be formed of a glass or plastic material.
  • the embedding layer and the circuit board we ⁇ antes a contact layer provided a radiation-permeable layer. With the aid of the radiation-transmissive layer, it is likewise possible to achieve protection of the at least one semiconductor chip from external influences.
  • the radiation-permeable layer ⁇ sepa rate and / or interconnected film portions has up. Between such portions of a radiopaque layer or barrier structure we ⁇ iquess are a section of a barrier structure may be at least.
  • the radiation-transmissive layer has a trench structure.
  • a radiopaque structural barrier ⁇ structure is arranged.
  • the at least one semiconductor chip and the embedding layer are arranged directly on the printed circuit board.
  • the at least one semiconductor chip via a connection means for example, an adhesive, a solder or a sintering paste, be connected to the Lei ⁇ terplatte.
  • the plurality of semiconductor chips may be connected in a corresponding manner to the printed circuit board via a connection means.
  • Embedding layer can be directly adjacent to the circuit board.
  • a method for producing sensors includes providing a printed circuit board and arranging semiconductor chips on the printed circuit board.
  • the semiconductor chips have a front-side contact.
  • at least one radiation-detecting semiconductor chip is arranged on the printed circuit board.
  • a potting material on the circuit ⁇ plate for forming a buried layer which is adjacent to the semiconductor chips since ⁇ Lich.
  • Another step is to form contact layers which are connected to the front side contacts of the semiconductor chips.
  • a contiguous composite of a plurality of sensors is produced, which is subsequently singulated into separate sensors. Due to the composite production of the sensors, the method can also be referred to as wafer level production method.
  • individual manufacturing steps can be performed in parallel for sämtli ⁇ che commonly manufactured sensors. For example for the formation of devices connected to the front-side contacts of the semiconductor chips contact layers ⁇ . Compared to wire bonding for connecting bonding wires, which can only be done sequentially, this step can be faster and cheaper. The achievable cost advantage can clearly come to light with larger production volumes.
  • the sensors produced by the method may have the structure described above or a structure according to one or more of the embodiments described above. Therefore, features and details described above can be used in a corresponding manner for the manufacturing process.
  • the semiconductor chips can be arranged directly on the printed circuit board.
  • the half ⁇ semiconductor chip via a connection means for example, an adhesive, a solder paste or a sintering, are fixed on the terplatte LEI.
  • the potting material can be di rectly applied ⁇ on the circuit board, so that the embedding layer is adjacent to the circuit board.
  • the sensors produced with the aid of the method can have a single or else a plurality of semiconductor chips.
  • the latter variant can be realized by arranging at least one further semiconductor chip with a front-side contact on the printed circuit board for each sensor to be produced.
  • the at least one further semiconductor chip may be a radiation-emitting semiconductor chip.
  • sensors can be manufactured having a plurality of radiation-detecting and / or several radiation-emitting semiconductor chip ⁇ .
  • sensors can be realized, which in addition to one or more optoelectronic Semiconductor chips have at least one semiconductor chip of another type, for example a driver chip.
  • the semiconductor chips used in the method may have a backside contact.
  • the semiconductor chips can be connected via their rear side contacts and an electrically conductive connecting means with contact surfaces of the printed circuit board.
  • the embedding material may be comprising an epoxy and a silicone material be a Kunststoffma- TERIAL such as an epoxy or a Hyb ⁇ ridmaterial.
  • the embedding material can be applied in liquid or viscous form and then hardened.
  • the potting material, in which further comprises a filler may be hold ent ⁇ can, a black or white color zen besit ⁇ .
  • the application of the potting material on the circuit ⁇ plate may be such that the burying layer formed thereby to a front side of the semiconductor chips ⁇ ranges. In this case, the semiconductor chip may be enclosed peripherally by the embedding layer, and may expose the front sides of the semiconductor chips. If this is not possible, and semiconductor chips are on the front side covered with the embedding material, may further comprise a cleaning step are performed ⁇ for front exposure.
  • the application of the embedding material on the printed circuit board comprises performing a molding process, also referred to as a molding process.
  • the molding process may be carried out with the aid of a molding or Moldtechnikzeugs in which the circuit board is received with the hie ⁇ located up semiconductor chips.
  • the molding process can be a transfer molding process, for example film-assisted molding
  • a film may be applied to a tool part of a tool used for transfer molding. orders be.
  • the relevant tool part with the film can be pressed against the front sides of the semiconductor chips arranged on the printed circuit board. This is associated with a seal of the front sides of the semiconductor chips, so that it is possible to apply the embedding mate rial ⁇ laterally adjacent to the semiconductor chip and suppressing a front cover of the semiconductor chips with the embedding material.
  • Performing the film assisted molding process requires that the semiconductor chips have the same or unsaturated ⁇ ferry same thickness. With larger thickness differences ⁇ between semiconductor chips, it may optionally come into Be ⁇ tracht, applied before the molding process, a photoresist material onto thinner semiconductor chip and NEN again by the semiconductor chip to entfer ⁇ after the molding process.
  • the embedding layer produced by the transfer molding can have a greater thickness than the thinner semiconductor chips.
  • the application of the embedding material comprises on the circuit board performing ei ⁇ nes Verg manretes.
  • a circumferential wall also referred to as a dam, can be formed or arranged on the printed circuit board, which serves as a boundary for enclosing a region intended for casting.
  • the formation of the contact layers may comprise performing an electrochemical deposition. This can be done as follows. First, a metal seed layer may be deposited ⁇ to, for example, by performing a sputtering process. Thereafter, a photoresist layer on the seed layer being formed ⁇ may be, and subsequently by exposure and development be structured. In this manner exempt Be can ⁇ rich be preset, which are provided for generating the contact layers on the starting layer. Subsequently, the actual electrochemical deposition can take place.
  • 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. Subsequently, 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.
  • insulating layers which surface contacts the semiconductor chips on the front side at the edge or in the region of the front and the embedding layer in this Be ⁇ cover rich.
  • the subsequently formed contact layers may be partially disposed on the insulating layers. As stated above, in this embodiment, with the aid of the insulating layers, occurrence of short-circuiting can be avoided.
  • 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 front side contacts of the semiconductor chips can be electrically connected to contact surfaces of the printed circuit board.
  • the contact layers For a direct connection are according to a further exemplary form prior to formation of the contact layers formed recesses in the burying layer, via which contact surfaces of the printed circuit board at least partially defines ⁇ glassge are. Furthermore, the contact layers are formed such that the contact layers are connected to the exposed contact surfaces of the printed circuit board.
  • the formation of the recesses can be carried out, for example, by means of a laser.
  • electrical connection elements are arranged on contact surfaces of the printed circuit board before forming the embedding layer.
  • the electrical connection elements can be connected via an electrically conductive connection means with the Kunststoffflä ⁇ chen.
  • the embedding layer laterally adjacent to the electrical connection elements ⁇ formed.
  • the contact layers are formed such that the contact layers are connected to the electrical connection elements. If the formation of the embedding layer, as stated above, is carried out with the aid of a film-supported transfer molding process, the film can also be pressed against the electrical connecting elements .
  • other components can be formed on the fitted with the semiconductor chips, the buried layer and the Kon ⁇ clock-layer printed circuit board or on a surface also formed by the semiconductor chips, the buried layer and the contact layers.
  • Ge ⁇ if necessary the surface may be formed in part by further constituents, for example by the above- ⁇ be written and used to prevent a short circuit insulating layers. Due to the contact layers, this surface may be relatively flat and have a low surface area. own a photograph. As a result, it is possible to apply suitable materials to form further components using cost-effective processes.
  • a radiation-transmissive material for forming optical elements is applied to the printed circuit board provided with the semiconductor chips, the embedding layer and the contact layers.
  • the radiation-permeable material may be applied and cured below in liquid or zähflüssi ⁇ ger form.
  • the radiation-transmissive material may be a plastic material such as, for example, a clear epoxy or silicone material, or may comprise such a material.
  • the application of the radiation-transmissive material which can be done by dispensing, for example, can take place in the region of all or part of the semiconductor chips.
  • optical elements in the form of lenses with a curved lens surface can be formed.
  • the lens shape can be adjusted, for example, by thixotropy. This utilizes that the strahlungs trimläs ⁇ SiGe material may be a higher viscosity ⁇ sit after application than during the related mechanical stress application. In this way it can be achieved that a lens shape present after application is preserved.
  • the radiant ⁇ permeable material may additionally comprise a suitable filler.
  • an overhead curing is possible for determining the lens shape, ie an harden with an orientation of the circuit board in which the radiation-transmissive material is directed downwards.
  • the lens shape can be adjusted by the influence of Gravitati ⁇ on or after application, a loading already retained existing lens shape.
  • optical elements it is also possible to perform the formation of optical elements by means of a molding process. Also in this way, optical elements having a lens shape can be produced.
  • the molding process can be a UV molding process.
  • a UV curing plastic material can be used as a radiation-permeable material for forming the optical elements, which (ultraviolet radiation) can be solidified by means of UV radiation. Further, one used in the molding process
  • the printed circuit board provided with the semiconductor chips, the Einbet ⁇ processing layer and the contact layers can be accommodated, having a permeable to UV radiation tool part with tuned to the optical elements to be produced cavities.
  • the radiation-transmissive material can with the aid of this tool part are pressed in the form applied to the provided with the semiconductor chips, the Einbet ⁇ tung layer and the contact layers circuit board and below.
  • the strahlungs knockläs- SiGe material can be introduced into the cavities of the tool part and applied with the aid of the tool part to the semiconductor ⁇ chips, the buried layer and the contact layers shipping ⁇ hene circuit board. These steps can be carried out in a liquid or viscous state of the radiation-transmissive material.
  • a curing can be effected by the radiation-transmissive material is carried through the tool part with UV radiation be ⁇ irradiated.
  • a radiopaque Materi al ⁇ for forming at least one is provided with the strahlungsun nurselässi- on the semiconductor chips, the buried layer and the contact layers circuit board gene barrier structure applied. This embodiment can be considered if, with the aid of the method, sensors are produced with at least one radiation-detecting and at least one radiation-emitting semiconductor chip. Crosstalk between a radiation-emitting and a radiation-detecting semiconductor chip can be suppressed with the aid of a barrier structure.
  • a continuous or several barrier structures which can be severed in the singulation step and thus distributed to a plurality of sensors.
  • a plurality of linear barrier structures or a grid-shaped barrier structure can be formed.
  • The can re Scheme a barrier-at least with respect to a plan view of the circuit board provided with the semiconductor chips and the embedding layer, in regions or at least partially formed in preparation ⁇ surfaces, which are found loading between strahlungsde ⁇ tektierenden and radiation-emitting semiconductor chips.
  • the radiopaque material may be a barrier structure are applied in the form we ⁇ iquess.
  • the radiopaque material can be applied in liquid or viscous form and subsequently harden.
  • a black epoxy or silicone ⁇ material can be used as a radiopaque material, for example.
  • the application can be carried out for example by means of dispensing or jetting.
  • the application can, for example, in oblong or linear
  • a layer of black Photoresist material are applied by, for example, printing or laminating and patterned by exposure and development. It is also possible to produce sensors having both optical elements and one or more Barrierestruktu ⁇ ren. In this context, optical elements and then at least one barrier structure may be formed on the semiconductor chips, the buried layer and the contact layers provided ⁇ circuit board first. Also possible is a reverse order of these steps.
  • a radiation-transmissive material bring to be incorporated into the form of a planar layer ⁇ .
  • a radiation-permeable cover is arranged on the radiopaque material.
  • This embodiment may be considered when the radiopaque material is directly applied in the form of at least one barrier structure as indicated above.
  • the cover may be placed thereon prior to curing of the radiopaque material and secured as a result of the curing of the radiation- impermeable material.
  • the cover may be plate-shaped, and be formed of a glass or plastic material.
  • the cover may be severed in the separating process, and thus be distributed to several Sen ⁇ sensors.
  • it may optionally be considered, to provide through the conductors ⁇ plate and the embedding layer extending Entlwestslö ⁇ cher. This can be avoided by placing the cover closed cavities are formed and in this way by outgassing of the radiopaque material contamination of the cover occurs.
  • a radiation-transmissive material for forming a radiation-transmissive layer is applied to the printed circuit board provided with the semiconductor chips, the embedding layer and the contact layers.
  • the radiation-transmissive material may be, for example, a clear epoxy or silicone material han ⁇ spindles.
  • the application of the radiation-transmissive material can be carried out, for example, by spray coating or film lamination.
  • At least one trench structure subsequently becomes in the radiation-transmissive
  • the width ⁇ ren is applied a radiopaque material for forming a strahlungsun matlässi ⁇ gen barrier structure in the area of grave structure, for example by means Dis ⁇ Pensen.
  • the radiation-transmissive layer in structured form with at least one trench structure.
  • spraying of a radiation-transmissive material using a shadow mask having recesses may be used.
  • a radiopaque material may be applied for forming a strah ⁇ lungsun into protecten barrier structure in the area of grave structure. This can be done, for example, by dispensing, or by means of a spraying process using another shadow mask.
  • FIGS. 1 to 8 show a possible method for the production of sensors based on lateral representations, wherein the sensors comprise a printed circuit board, semiconductor chip, a ⁇ embedding layer, contact layers and optical elements;
  • FIG. 9 is an elevational view of a sensor manufactured by the method of FIGS. 1 to 8;
  • Figures 10, 11 a side view and a supervisory ⁇ representation of another sensor, which has separate light-blocking barrier structures;
  • Figure 12 is a plan view of another sensor having a coherent light blocking Barrie residual stru ctu re ⁇ ;
  • FIG. 13 is a side view of another sensor with barrier structures
  • Figure 18 is a side view of another sensor with barrier structures and with a cover
  • FIGS. 19, 20 show a production of a further sensor with barrier structures on the basis of lateral representations
  • FIGS. 21, 22 show a production of a further sensor with barrier structures on the basis of lateral representations
  • FIG. 23 shows a side view of a further sensor with a single semiconductor chip.
  • the sensors 100 have at least one radiation-detecting semiconductor chip 122.
  • known processes can be carried out from semiconductor technology and from the production of sensors and optoelectronic components, and customary materials can be used in these areas, so that this is only partially discussed.
  • 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, components and structures shown in the figures may be exaggerated or oversized for clarity.
  • each sensor 100 includes a Strahlungsemit ⁇ animal semiconductor chip 121 and a strahlungsdetektieren- the semiconductor chip 122.
  • the sensors 100 may be combined proximity and ambient light sensors, which thus can be used for detecting objects and for measuring a brightness of the ambient light ⁇ well.
  • FIG. 9 additionally shows a top view of a sensor 100 manufactured according to the method of FIGS. 1 to 8.
  • a contiguous composite is fabricated from a plurality of sensors, which is subsequently singulated into the separate sensors 100.
  • a cut-out in ⁇ We sentlichen in the region of one of the manufactured sensors 100 is shown in each case.
  • the circumstances shown here can be present in a plane repeatedly repeating next to each other.
  • a repetition grid is indicated in the relevant figures with reference to dashed lines 200. On the lines 200 is also a
  • a printed circuit board 110 is provided, as shown in fragmentary form in FIG.
  • the printed circuit board 110 has an electrically insulating material 114 and electrical conductor structures 116.
  • the insulating material 114 may be, for example, an FR4 material or a BT material.
  • the conductor structures 116 may be made of a metallic material such as copper surebil ⁇ det.
  • the conductor structures 116 have contact surfaces 117, 118, which on two opposite main sides of
  • Printed circuit board 110 are arranged, and are freely accessible on the main pages and thereby contacted.
  • the side facing upwards in the figures is a front side and, in the case of the downward side, a rear side of the printed circuit board 110.
  • the contact surfaces 117 will also be referred to as front contact surfaces 117 and the other contact surfaces 118 as rear side Contact surfaces 118 referred.
  • each conductor pattern 116 may include a front-side contact surface 117 and a rear-side contact surface 118.
  • the LEI ter Quilt 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. Via the contacts, the semiconductor chips 121,
  • the connecting means can, for example, an electrically conductive adhesive (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 half Conductor chips 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. In this case, a detection region 124 for detecting visible light radiation, and the other detection region 124 for detecting the emitted from an emitter 121 and reflected at an object infrared light radiation may 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, photodiode chips.
  • the detection areas ⁇ 124 of the detectors can be realized in the form of 122 Photodiodenstruk- structures.
  • the embedding material of the embedding ⁇ layer 130 may be a plastic material, which may be applied in liquid or viscous form and then curing.
  • 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 embedding material may further contain a particulate filler.
  • the embedding 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. For this purpose, can
  • a film-assisted molding process As a film-assisted molding process (film As ⁇ sisted Transfer Molding) are carried out.
  • 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).
  • this tool part with the film is pressed against the front sides of the semiconductor chips 121, 122.
  • ⁇ is that the on the circuit board 110 is ⁇ arranged semiconductor chips 121, 122 the same or Wesent ⁇ union of the same thickness, for example with a tolerance in the range of 5ym have. Such variations in thickness can be compensated with the aid of the film.
  • 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 embedding material for forming the semiconductor chips 121, 122 circumferentially surrounding Einbet ⁇ processing layer 130 can be Runaway ⁇ leads to other manner. For example, it is possible to perform a potting process.
  • a circumferential wall also referred to as a dam
  • the ⁇ se wall can be used as limiting for enclosing an intended for the casting area on the circuit board 110 DIE NEN (each 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 are electrically connected to further front-side contact surfaces 117 of the printed circuit board 110.
  • 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 the insulating layers 150, it is possible to prevent the front-side contacts 125 of the semiconductor chips 121, 122 from being short-circuited via the subsequently formed contact layers 140 with side flanks of the semiconductor chips 121, 122.
  • the contact layers 140 can be ⁇ det such as easilybil that the front side contacts 125 of the semiconductor ⁇ chip 121, 122 are electrically connected via the contact layers 140 with the cropped via the recesses 135 of the buried layer 130 contact surfaces 117 (see FIG. 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 can be removed, and an etching process can be performed to remove the starting layer outside the contact layers 140 to remove (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 also be trained in such a way det that the contact layers 140, the embedding ⁇ layer 130 completely covering the recesses within the recesses 135, and out of the recesses 135 in a 135 peripheral edge region. It is possible not to connect the front-side contacts 125 of the semiconductor chips ⁇ 121, 122 exclusively via electrodeposited contact layers 140 with front pads 117 of the circuit board 110 electrically.
  • Figure 6 shows a further Enlarge ⁇ te lateral view of the circuit board 110 in the area of a semiconductor chip 121 and 122. Also, this representation may be related to all on the circuit board 110 angeord ⁇ designated semiconductor chip 121, 122 are used.
  • 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 connection elements 155 may be formed, for example, in the form of bodies of a metallic material. In another possible embodiment, the electrical connection elements 155 are in the form of bodies made of, for example, silicon. Lizium realized with a metallization. Also, the electrical connection elements 155 may be executed, for example, cuberför ⁇ mig.
  • the electrical connection elements 155 can be mounted together with the semiconductor chips 121, 122 on the circuit board 110. During assembly, the electrical connection elements 155 can be connected to the corresponding contact surfaces 117 via an electrically conductive connection means, for example an electrically conductive adhesive, a solder or a sintering paste, not shown.
  • an electrically conductive connection means for example an electrically conductive adhesive, a solder or a sintering paste, not shown.
  • 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
  • the ⁇ se can be also exposed under the above-mentioned cleaning step (each 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). In this way, the front-side contacts 125 of the semiconductor chips 121, 122 not only over the contact layers 140, but also over the electrical connection elements 155 with appropriate ⁇ speaking front-side contact surfaces 117 of the printed circuit boards te 110 electrically connected.
  • the formation of the insulating layers 150 and the contact layers 140 may be performed as described above.
  • the processes described above offer the Mög ⁇ friendliness to form in each case in a parallel manner all the insulating layers 150 and all the contact layers 140th In this way, the process can be carried out inexpensively.
  • the sensors 100 produced by means of the method can furthermore have a low overall height. This proves to be favorable in Be ⁇ train for potential, not shown applications of the sensors 100 in mobile devices.
  • a further advantage is a high resistance ⁇ speed of the contact layers 140, so that the sensors 100 can have a high reliability and durability.
  • Such components may be formed on a plane formed by the semiconductor chips 121, 122, the embedding layer 130 isolie ⁇ leaders layers 150 and the contact layers 140 surface. Due to the contact layers 140, this surface may be relatively flat and have a low topography. This makes it possible to design more compo ⁇ nents using inexpensive processes to this.
  • the optical elements 160 are realized in the form of lenses with a curved lens surface.
  • each of the semiconductor chips 121, 122 such an optical element 160 is provided on each of the semiconductor chips 121, 122.
  • the arranged on the under ⁇ different semiconductor chips 121, 122 optical Elements 160 have different lateral dimensions and different 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 may cause 160 ei ⁇ ne shaping received from the detector 122 radiation.
  • a radiation-transmissive material can be applied in the region of the semiconductor chips 121, 122.
  • the radiation-permeable material can be applied in liquid or viscous form and subsequently hardened.
  • the radiation-permeable Materi ⁇ al may be a transparent plastic material, for example, a clear epoxy or silicone material.
  • the application can be carried out, for example, by metering with the aid of a dispenser (not shown).
  • the lens shape of the optical elements 160 can be adjusted, for example, by thixotropy. This exploits the fact that the radiation-permeable material after application may have a higher viscosity than during Aufbrin ⁇ gene, in which the radiation-permeable material is subject to mechanical stress. This property can be realized by designing the radiation-transmissive material with a suitable particulate filler. In this way it can be achieved that a lens shape present after application is preserved. Additionally or alternatively, overhead curing after application of the radiation-transmissive material can be considered for setting the lens shape. For this purpose, the printed circuit board 110 is brought into an upside-down orientation in contrast to FIG. 7, so that the radiation-permeable material is directed downwards.
  • the lens shape can be set by the influence of Gravita ⁇ tion or can receive a pre-existing lens shape remain (not shown respectively).
  • a dicing process is performed to form the sensor array including the circuit board 110 including the semiconductor chips 121, 122, the buried layer 130, the contact layers 140, and the optical elements 160 into separate sensors 100 to divide.
  • the singulation in which the circuit board 110 and the embedding layer 130 are severed along the parting lines 200 can be done, for example, by means of sawing.
  • Each sensor 100 has a portion of the printed circuit board 110, a portion of the Einbet ⁇ processing layer 130, an emitter 121, a detector 122 and the emitter 121 and the detector 122 associated with optical elements 160.
  • the backside contacts and Vorderactedkon- contacts the semiconductor chips 121, 122 are integrally joined to front ⁇ Kon ⁇ clock surfaces 117 of the associated circuit board portions, and can be electrically contacted, therefore, on the rear 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 slightly larger lateral dimensions. As a result, the optical elements 160 can also be arranged laterally of the semiconductor chips 121, 122 on the embedding layer 130.
  • One possible refinement is, for example, form Sen ⁇ sensors 100 with one or more radiopaque barrier structures 170th
  • the impermeability refers to the radiation emitted by an emitter 121 radiation or light radiation.
  • Such light-blocking barrier structures 170 as the optical elements 160 may be formed on the circuit board 110 provided with the semiconductor chips 121, 122, the embedding layer 130, and the contact layers 140.
  • an over-talk between the emitter 121 and the 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.
  • Figures 10, 11 show a side view and an elevation view of a sensor 100 implemented in this manner.
  • This sensor 100 may similarly be a combined proximity and ambient light sensor.
  • the sensor 100 shown in FIGS. 10, 11 additionally has three elongated or bar-shaped light-blocking barrier structures 170 in comparison with the design shown in FIGS. 8, 9.
  • the barrier structures 170 like the optical elements 160, are arranged on the surface formed by the semiconductor chips 121, 122, the embedding layer 130, the insulating layers 150 and the contact layers 140.
  • a middle barrier structure 170 is provided in a region between the semiconductor chips 121, 122 (see Fig. 11).
  • the above-described suppression of crosstalk can be achieved mainly by means of the middle barrier structure 170.
  • the radiopaque material in the form of the barrier structures 170 can first of all still produce several of them
  • Sensors 100 are assigned and therefore extend over the areas of several sensors 100 (not shown).
  • a black epoxy or silicone material may be used as the radiopaque material.
  • Such a material can be applied in liquid or viscous form and subsequently hardened. The application can be carried out, for example, by dispensing.
  • Another possible process is a droplet-like application by means of a jetting device. Due DIE ser processes the barrier structures 170 in cross-section, as indicated in Figure 10 may have a curved upper surface ⁇ .
  • the optical elements 160 can NEN be different from Figure 10 arranged in part on the residual Barrie ⁇ rukturen 170 as indicated in FIG. 11
  • the sensor composite present after the formation of the optical elements 160 is then separated into separate sensors 100 having the construction shown in FIGS. 10, 11. In the singulation process, a severing takes place nearest to ⁇ still more sensors 100 associated with barrier structures 170, which are distributed to individual sensors insofar 100th
  • FIGS. 12 to 16 which may also be combined proximity and ambient light sensors.
  • Figure 12 shows a plan view of a further sensor 100, which has, in contrast to the design shown in Figure 11 instead of separate barrier structures 170 a coherent light blocking barrier structure 170 ⁇ .
  • the barrier structure 170 has, based on an overview, a shape which surrounds the emitter 121 and the detector 122 of the sensor 100 in a frame-shaped manner.
  • the barrier structure 170 at two on the half ⁇ semiconductor chip 121, 122 matched recesses 171, on which the semiconductor chips 121 are optional, 122nd
  • the optical elements 160 are formed in the region of the recesses 171 of the barrier structure 170, and in part also arranged on the barrier structure 170.
  • the sensor 100 may be a similar to Figure 10 embodiment be sitting ⁇ .
  • the frame shape shown in FIG. 12 can be realized by applying the radiopaque material in the form of a cross-shaped grid to that with the semiconductor chips
  • FIGS. 13, 14 show a side view and a top view of another sensor 100 with a contiguous barrier structure 170, which has cutouts 171 which are matched to the semiconductor chips 121, 122 of the sensor 100.
  • the barrier structure 170 has a planar shape in cross-section, as shown in Figure 13.
  • the arrangement shown in FIG. 4 is also initially provided.
  • a continuous layer of a black photoresist material is applied to the ser ⁇ arrangement, for example by means of printing or laminating. This may be a solder stop material.
  • the black photoresist layer may have a layer thickness in the range of 30ym to 50ym.
  • the photoresist layer is patterned by exposure and development in order to form therefrom a grid-shaped barrier structure 170 with a large number of recesses 171 exposing the semiconductor chips 121, 122 (not shown).
  • optical elements are formed on the fitted with the semiconductor chips 121, 122, of the buried layer 130, the contact layers 140 and the lattice-shaped barrier structure 170 circuit board 110 160, namely in the Be ⁇ area of the recesses 171 of the barrier structure 170.
  • the optical elements 160 In deviation from FIG. 13, some may also be arranged on the barrier structure 170, as indicated in FIG. 14.
  • the grid-shaped barrier structure 170 is divided into Barrie ⁇ re Modellen 170 with the shape shown in Figure 14. It is possible to carry out application of a radiation- impermeable material for forming one or more barrier structures 170, notwithstanding the above-described method sequences, only after a formation of optical elements 160.
  • the processes discussed above with reference to FIGS. 10 through 12 may be modified such that the radiopaque material used to form the barrier structure (s) 170 is deposited adjacent and between the previously formed optical elements 160.
  • sensors 100 can be produced in which the barrier structure (s) 170 are / are arranged in part on the optical elements 160.
  • FIGS. 15, 16 show a side view and an elevational view of another sensor 100 made in this manner.
  • the sensor 100 has a continuous Barrierest ⁇ structure 170 with recesses 171, with which the optical see elements 160 are covered at the edge.
  • a radiopaque material is applied in areas ne ⁇ ben and between the optical elements 160th
  • the radiopaque material may be, for example, a black epoxy or silicone material and applied, for example, by dispensing or jetting.
  • the radiopaque material may Ele ⁇ elements, the optical 160 wet at the edge.
  • the post-curing barrier structure 170 has a plurality of recesses 171 so that the optical elements 160 are exposed in these areas (not shown).
  • this barrier structure is cut 170 and distributed to individual sensors 100th
  • it may alternatively be considered to apply the radiopaque material in the form of parallel elongated sections or lines, so that line-shaped barrier structures 170 are formed, which can cover the optical elements 160 at the edge (not shown) ).
  • These barrier structures 170 may also initially be assigned to a plurality of the sensors 100 to be produced, and severed in the singulation process and distributed to individual sensors 100 (not shown).
  • the method may be further performed such that sensors 100 are manufactured with a different number of semiconductor chips.
  • components such as optical elements 160 may be omitted.
  • FIG. 17 shows a side view of a further sensor 100 for exemplary illustration.
  • the sensor 100 has three semiconductor chips 121, 122, ie two emitters 121 and one detector 122, arranged on the printed circuit board 110.
  • the emitters 121 may be LED chips, and the detector 122 may be a photodiode chip.
  • the two emitters 121 can be designed to emit different visible light radiations, for example a red and a green light radiation.
  • the detector 122 may be designed to detect these light radiations.
  • the detector 122 may comprise, for example, then matched detection areas formed for radiation detection in different wavelength ranges chen (not Darge ⁇ asserted).
  • the sensor 100 may be, for example, a biomonitoring sensor, with the help of which, for example, a blood oxygen content or a pulse beat can be detected.
  • the semiconductor chips 121, 122 of the sensor 100 shown in FIG. 17 are peripherally enclosed by the embedding layer 130, and electrically connected to front-side contact surfaces 117 of conductor patterns 116 of the printed circuit board 110 in the manner described above.
  • the sensor 100 on the by the semiconductor chips 121, 122, the inputs underlayment 130, the insulating layers 150 and the contact layers 140 formed surface of a coherent radio-opaque barrier structure 170 or meh ⁇ eral separate barrier structures 170.
  • the barrier structure 170 or the barrier structures 170 is / are present in areas next to and between the semiconductor chips 121, 122, based on an unspecified view of the sensor 100.
  • the barrier structure 170 can have a shape with several recesses that surrounds the individual semiconductor chips 121, 122 in the manner of a frame.
  • comparable designs of the barrier structure (s) 170 can be present, for example, with respect to FIG. 11 or FIG.
  • the sensor 100 shown in FIG. 17 furthermore has a radiation-transmissive layer 180 in areas adjacent to and between sections of the contiguous barrier structure 170 or in regions adjacent to and between the separate barrier structures 170, with which the semiconductor chips 121, 122 are covered. In this way, the semiconductor chips 121, 122 can be protected from external influences.
  • the radiation-permeable layer 180, 170 may optionally cover the barrier structure (s) at the edge, as shown in FIG angedeu ⁇ tet 17th
  • the procedure is initially as described above, in order to obtain an arrangement comparable to FIG. the semiconductor chip 121, 122, of the buried layer 130 and the Kon ⁇ clock layers provide 140 provided PCB 110th Subsequently, a continuous or a plurality of separate barrier structures 170 are formed on this arrangement.
  • This can, as described above, for example, a dispensing or jetting of a radiopaque material such as a black epoxy or silicone material umfas ⁇ sen.
  • the radiopaque material may be applied in the form of several parallel lines or in the form of a cross-shaped grid.
  • the radiation-transmissive material may, for example, be a transparent one
  • Epoxy or silicone material and be applied for example by dispensing.
  • the sensor network is separated into separate sensors 100 with the construction shown in FIG. 17 (not shown in each case).
  • FIG. 18 shows a side view of a further sensor 100, which may be embodied as a biomonitoring sensor.
  • this sensor 100 does not have a radiation-transmissive layer 180, but instead has a plate-shaped, radiation-permeable cover 190 arranged on the barrier structure (s) 170.
  • the cover 190 may be formed of a glass or plastic material.
  • the sensor 100 may include at least an optional and extending through the circuit board 110 and the further embedding ⁇ layer 130 extending vent hole 210 having, as is indicated in FIG 18th In this way a Verun ⁇ Clean the cover 190 can be avoided 170 due to outgassing of mate ⁇ rial barrier structure (s).
  • Vent holes 210 may be formed as follows. For example, it is possible for the printed circuit board 110 to be provided with corresponding holes.
  • adapted holes in the embedding layer 130 can he be generated ⁇ so that vent holes 210 are formed which extend through the circuit board 110 and the embedding layer 130th
  • a laser may be used for this purpose.
  • the formation of holes in the embedding layer 130 may (if provided, see FIG. 5), for example, under the above ⁇ be written forming of recesses 135 in the embedding layer 130 BE DONE.
  • the circuit board 110 can be provided without holes, and can be itself made by the printed circuit board 110 and the embedding layer 130 extending vent holes ⁇ 210 after forming the buried layer 130th
  • a radiation-impermeable material is applied to the printed circuit board 110 provided with the semiconductor chips 121, 122, the embedding layer 130 and the contact layers 140, for example by dispensing or jetting.
  • the radiopaque material which is, for example, han ⁇ delt is a black epoxy or silicone material, also serves as an adhesive for the radiation ⁇ permeable cover 190.
  • the cover 190 is arranged before a curing on the radiopaque material and by curing attached to it.
  • the cover 190 may have such lateral dimensions that the cover 190 initially all sensors to be produced is assigned 100, and thus extends over the areas of all sensors 100th In the singulation process, the cover 190 may be cut into smaller covers 190 of the individual sensors 100.
  • additional procedures are described in order to produce sensors 100 with a corresponding structure Figure 17 with a strahlungs dieläs ⁇ sigen layer 180 and one or more barrier structures 170th
  • the strahlungs mislies ⁇ SiGe layer 180th
  • These sensors 100 may also be biomonitoring sensors.
  • an arrangement comparable to FIG. 4 is likewise provided.
  • a continuous radiation-transmissive layer 180 is formed.
  • Step comprises applying a radiation-permeable material, lienlaminieren for example, a transparent epoxy or Si ⁇ likonmaterials, by for example spray coating or Fo.
  • a radiation-permeable material lienlaminieren for example, a transparent epoxy or Si ⁇ likonmaterials
  • Fo spray coating or Fo.
  • a radiation-permeable material lienlaminieren for example, a transparent epoxy or Si ⁇ likonmaterials
  • barrier structures 170 may be formed, for example, a plurality of linear and parallel zuei ⁇ Nander extending grave structures 185th It is also possible to form a contiguous trench structure 185 in the form of a cross-shaped grid.
  • Be the initial form of the grave structure (s) 185 may, for example, by means of a mechanical process, such as sawing, or by means of a laser, is performed (each not Darge ⁇ asserted). Following this, as shown in FIG. 20, a radiation-impermeable material is applied in the region of the trench structure (s) 185, so that one or more barrier structures 170 are formed. Possible is to For example, dispensing or jetting a black epoxy or silicone material. This step takes place by filling in the trench structure (s) 170. Furthermore, the barrier structure (s) 170 with a thickness which is greater than that of the radiation-permeable layer 180 and above the
  • the sensor assembly is separated into separate sensors 100.
  • FIGS. 21, 22 show a further possible method sequence on the basis of lateral representations.
  • a detail in the range of one of the sensors 100 produced in the composite is shown in each case.
  • comparable to Figure 4 arrangement is also be provided ⁇ riding.
  • a radiation-transmissive layer 180 is formed, for example with a
  • Form of a cross-shaped grid may be provided. Due to the grave structure (s) 185, the layer may be divided into several sepa rate ⁇ layer portions 180th The formation of the layer 180 with one or more trench structures 185 may be performed, for example, by spraying a radiation-transmissive material, such as a transparent epoxy or silicone material, with the aid of a recessed shadow template (not shown).
  • a radiation-transmissive material such as a transparent epoxy or silicone material
  • a radiopaque material is applied in the region of the trench structure (s) 185, so that one or more barriers Re Designen be formed 170.
  • This step also takes place with filling in of the trench structure (s) 170.
  • the barrier structure (s) 170 with a greater thickness than the radiation-transmissive layer 180 and above the layer 180 with a height greater than the trench structure (s) 170 will become Width formed so that the barrier structure (s) the layer 180 and the side of the trench structure (s) 185 cover / cover.
  • the radiopaque material may be, for example, a black epoxy or silicone material and applied by dispensing. It is also possible to spray such a material using another shadow mask (not shown).
  • This shadow mask has, in contrast to the spraying of the radiation-permeable layer 180 comparable used shadow mask larger or wider recesses, so that the barrier structure (s) 170, as shown in Figure 22, is wider / are than the grave structural ⁇ tur (s) 185. In this way, tolerances of Maskenab ⁇ position of the shadow mask can be compensated.
  • the sensor composite is separated into separate sensors 100.
  • FIG. 23 shows a side view of a further sensor 100.
  • the sensor 100 has a single detector 122 arranged on the printed circuit board 110.
  • the detector 122 may be a photodiode chip and configured to detect visible light radiation.
  • the sensor 100 may be a light sensor.
  • the detector 122 is circumferentially enclosed by the embedding layer 130, and electrically connected to front-side contact surfaces 117 of conductor patterns 116 of the circuit board 110 in the manner described above.
  • the sensor 100 has a radiation-transmissive layer 180 on the surface formed by the semiconductor chips 121, 122, the embedding layer 130, the insulating layers 150 and the contact layers 140. In this way, the detector 122 can be protected from external influences.
  • the procedure initially described above is used to provide an arrangement comparable to FIG. 4, ie a printed circuit board 110 provided with detectors 122, embedding layer 130 and contact layers 140.
  • a radiation-transmissive material for forming the radiation-permeable layer 180 is applied to this arrangement.
  • the radiation-transmissive material may be, for example, a transparent epoxy or silicone material, and applied by, for example, spray coating.
  • the sensor composite is separated into separate sensors 100 with the construction shown in FIG. 23 (not shown in each case).
  • optical elements 160 can be carried out differently from the methods described above by means of a molding process. If sensors 100 are produced, which additionally have one or more barrier structures 170, the optical elements 160 can be manufactured beforehand.
  • the molding process can be a UV molding process.
  • an ultraviolet-curing art ⁇ material is for forming the optical elements 160 is used, which can be cured by means of UV radiation.
  • a solvent used in the molding process tool in which the processing layer with the semiconductor chips 121, 122, the embedding can be received 130 and the contact layers 140 provided Lei ⁇ terplatte 110 has a transparent to UV radiation tool part with cavities. The cavities have an optical component to be produced Elements of coordinated form.
  • the radiation-permeable Materi ⁇ al can be applied to the provided with the semiconductor chips 121, 122, the Einbet ⁇ tung layer 130 and the contact layers 140 Lei ⁇ terplatte 110 and pressed by means of the tool part in the form.
  • the two mentioned before ⁇ steps are Runaway ⁇ resulting in a liquid or viscous state of the radiation-permeable material.
  • the radiation-transmissive material is irradiated through the tool part with UV radiation.
  • a possible modification to the example is to form no optical elements 160.
  • a planar radiation-permeable layer can be formed by applying a radiation-transmissive material.
  • sensors 100 can be realized which, unlike the embodiments described above and depicted in the figures, have different numbers of emitters 121 and / or detectors 122.
  • De ⁇ detectors 122 with a plurality of detection regions 124 separate detectors 122, which may be designed for radiation detection in different wavelength ranges.
  • sensors 100 which, in addition to one or more optoelectronic semiconductor chips, have at least one semiconductor chip of another Type have. This may be, for example, a driver chip.
  • the detectors 122 used may have additional circuit structures for evaluation. Such detectors 122 may be implemented, for example, in the form of Application Specific Integraded Circuit (ASIC) chips.
  • ASIC Application Specific Integraded Circuit
  • semiconductor chips used to form sensors 100 may have one or more front-side contacts.
  • the latter variant may, for example, be considered with respect to detectors 122 having a plurality of detection regions 124, whereby they may be operated separately.
  • only front-side contacts aufwei ⁇ sen To what chen semiconductor chips.
  • semiconductor chips having a plurality of rear side contacts can be used.
  • the features and details described above can be used in a corresponding manner for the multiple contacts of a semiconductor chip.
  • each front-side contact may be connected to a contact surface 117 of a printed circuit board 110 via a contact layer 140 and optionally also via an electrical connection element 155.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Sensor. Der Sensor weist eine Leiterplatte und wenigstens einen auf der Leiterplatte angeordneten Halbleiterchip auf. Der Halbleiterchip weist einen Vorderseitenkontakt auf. Auch ist der Halbleiterchip ein strahlungsdetektierender Halbleiterchip. Der Sensor weist des Weitereneine auf der Leiterplatte angeordnete Einbettungsschicht auf, welche seitlich an den wenigstens einen Halbleiterchip angrenzt. Der Sensorweist fernereine Kontaktschicht auf, welche mit dem Vorderseitenkontakt des wenigstens einen Halbleiterchips verbunden ist. Die Erfindung betrifft des Weiterenein Verfahren zum Herstellen von Sensoren.

Description

SENSOR
BESCHREIBUNG Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sensor, aufweisend eine Leiterplatte und wenigstens einen strahlungsdetektieren- den Halbleiterchip. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Herstellen von Sensoren. Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2016 118 990.1, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Optische Sensoren können eine Leiterplatte und wenigstens ei- nen auf der Leiterplatte angeordneten strahlungsdetektieren- den Halbleiterchip aufweisen. In einer weiteren Ausgestaltung kann zusätzlich wenigstens ein strahlungsemittierender Halbleiterchip auf der Leiterplatte angeordnet sein. Die Halbleiterchips können einen Rückseitenkontakt und einen Vorderseitenkontakt aufweisen. Über den Rückseitenkontakt und ein elektrisch leitfähiges Verbindungsmittel kann ein Halb¬ leiterchip mit einer Kontaktfläche einer Leiterplatte verbun¬ den sein. Der Vorderseitenkontakt eines Halbleiterchips kann über einen Bonddraht an eine Kontaktfläche einer Leiterplatte angeschlossen sein.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen verbesserten Sensor und ein entsprechendes Verfahren zum Her- stellen von Sensoren anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Pa¬ tentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Sensor vorgeschla¬ gen. Der Sensor weist eine Leiterplatte und wenigstens einen auf der Leiterplatte angeordneten Halbleiterchip auf. Der Halbleiterchip weist einen Vorderseitenkontakt auf. Auch ist der Halbleiterchip ein strahlungsdetektierender Halbleiterchip. Ein weiterer Bestandteil des Sensors ist eine auf der Leiterplatte angeordnete Einbettungsschicht, welche seitlich an den wenigstens einen Halbleiterchip angrenzt. Des Weiteren weist der Sensor eine Kontaktschicht auf, welche mit dem Vor¬ derseitenkontakt des wenigstens einen Halbleiterchips verbun¬ den ist. Bei dem vorgeschlagenen Sensor erfolgt eine elektrische Kon- taktierung des Vorderseitenkontakts des wenigstens einen Halbleiterchips mit Hilfe einer Kontaktschicht. Dadurch kann der Sensor eine geringere Bauhöhe besitzen im Vergleich zu Sensoren, deren Halbleiterchips mit Hilfe von Bonddrähten kontaktiert sind. Dieser Platzvorteil erweist sich als güns¬ tig, wenn lediglich ein begrenzter Bauraum für den Sensor zur Verfügung steht. Dies gilt zum Beispiel in Bezug auf eine mögliche Anwendung des Sensors in einem Mobilgerät. Ein weiterer Vorteil der Kontaktschicht ist eine im Vergleich zu Bonddrähten höhere Stabilität. Auf diese Weise kann der Sensor eine hohe Zuverlässigkeit und Lebensdauer besitzen. Dies ist auch dann der Fall, wenn große Temperaturschwankungen vorliegen. Diese Eigenschaft begünstigt zum Beispiel eine mögliche Anwendung des Sensors bei einem Kraftfahrzeug.
Im Folgenden werden weitere mögliche Details und Ausführungs¬ formen näher beschrieben, welche für den Sensor in Betracht kommen können.
Die Leiterplatte kann auch als PCB bzw. PCB-Substrat (Printed Circuit Board) bezeichnet werden. In einer Ausführungsform weist die Leiterplatte ein isolierendes Material und elektri¬ sche Leiterstrukturen auf. Das isolierende Material 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 Kontaktflä¬ chen aufweisen. Die Leiterplatte kann zwei Hauptseiten aufweisen, wobei auf einer der Hauptseiten der wenigstens eine Halbleiterchip und die Einbettungsschicht angeordnet sind. Die Leiterstrukturen können an den beiden Hauptseiten 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.
Die auf der Leiterplatte angeordnete Einbettungsschicht kann den wenigstens einen Halbleiterchip umfangsseitig vollständig umschließen. Die Einbettungsschicht kann aus einem elektrisch isolierenden Einbettungsmaterial ausgebildet sein. Das Ein¬ bettungsmaterial kann strahlungsundurchlässig sein, und zum Beispiel eine schwarze oder weiße Farbe besitzen. Eine Vor- derseite des wenigstens einen Halbleiterchips kann frei von dem Einbettungsmaterial sein, und dadurch nicht mit der Ein¬ bettungsschicht bedeckt sein.
Der strahlungsdetektierende Halbleiterchip kann eine Photodi- odenstruktur aufweisen. Möglich ist auch eine Ausgestaltung, in welcher der strahlungsdetektierende Halbleiterchip mehrere Detektionsbereiche, zum Beispiel in Form von mehreren Photo¬ diodenstrukturen, aufweist. Die mehreren Detektionsbereiche können zum Ermöglichen einer Strahlungsdetektion in verschie- denen Wellenlängenbereichen ausgebildet sein.
Es ist ferner möglich, dass der strahlungsdetektierende Halb¬ leiterchip zusätzlich Schaltungsstrukturen zur Auswertung aufweist. Hierbei kann der strahlungsdetektierende Halb- leiterchip zum Beispiel ein ASIC-Chip (Application Specific Integrated Circuit) sein. Die elektrisch leitfähige Kontaktschicht, welche an den Vor¬ derseitenkontakt des wenigstens einen Halbleiterchips ange¬ schlossen ist, kann in einer planaren Verbindungstechnologie (PI, Planar Interconnect ) hergestellt sein. Daher kann die Kontaktschicht ein sogenannter PI-Kontakt, auch als Picos- Kontakt (Planar Interconnect Chip on Substrate) bezeichnet, sein. Die Kontaktschicht kann auf dem Halbleiterchip bzw. auf dessen Vorderseitenkontakt, der Einbettungsschicht und we¬ nigstens einem weiteren Bestandteil des Sensors angeordnet sein. Die Kontaktschicht kann aus einem metallischen Material ausgebildet sein.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Sensor zusätzlich eine isolierende Schicht auf, welche den wenigstens einen Halbleiterchip vorderseitig am Rand bzw. im Bereich des Vorderseitenkontakts und auch die Einbettungsschicht in diesem Bereich bedeckt. In dieser Ausgestaltung kann die Kontaktschicht zum Teil auf der isolierenden Schicht angeordnet sein. Mit Hilfe der isolierenden Schicht kann vermieden wer- den, dass der Vorderseitenkontakt des Halbleiterchips über die Kontaktschicht mit einer Seitenflanke des Halbleiterchips kurzgeschlossen ist.
Über die Kontaktschicht kann eine elektrische Verbindung zwi- sehen dem Vorderseitenkontakt des wenigstens einen Halb¬ leiterchips und einer Kontaktfläche der Leiterplatte herge¬ stellt sein. Hierzu ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die Einbettungsschicht eine Ausnehmung auf¬ weist, über welche eine solche Kontaktfläche der Leiterplatte wenigstens teilweise freigelegt ist. Die Kontaktschicht ist mit der freigelegten Kontaktfläche der Leiterplatte verbun¬ den. Hierbei kann die Kontaktschicht bis zu der Ausnehmung reichen und innerhalb der Ausnehmung auf der Kontaktfläche angeordnet sein.
Eine elektrische Verbindung zwischen dem Vorderseitenkontakt des wenigstens einen Halbleiterchips und einer Kontaktfläche der Leiterplatte kann nicht ausschließlich über die Kontakt- Schicht hergestellt sein. Dies gilt zum Beispiel für folgende Ausführungsform, in welcher der Sensor ein auf einer Kontaktfläche der Leiterplatte angeordnetes elektrisches Verbin¬ dungselement aufweist. Hierbei grenzt die Einbettungsschicht seitlich an das elektrische Verbindungselement an, und ist die Kontaktschicht mit dem elektrischen Verbindungselement verbunden. Das elektrische Verbindungselement kann zum Bei¬ spiel ein aus einem metallischen Material ausgebildeter Körper sein. In einer weiteren möglichen Ausgestaltung ist das elektrische Verbindungselement ein metallisierter Körper aus zum Beispiel Silizium. Das elektrische Verbindungselement kann über ein elektrisch leitfähiges Verbindungsmittel wie zum Beispiel ein elektrisch leitfähiger Klebstoff, ein Lotmittel oder eine Sinterpaste an die betreffende Kontaktfläche der Leiterplatte angeschlossen sein. Die Einbettungsschicht kann das elektrische Verbindungselement umfangsseitig voll¬ ständig umschließen. Die Kontaktschicht kann auf dem elektri¬ schen Verbindungselement angeordnet sein. Der wenigstens eine Halbleiterchip kann ferner einen Rückseitenkontakt aufweisen. Über den Rückseitenkontakt und ein elektrisch leitfähiges Verbindungsmittel wie zum Beispiel ein elektrisch leitfähiger Klebstoff, ein Lotmittel oder eine Sinterpaste kann der Halbleiterchip mit einer weiteren Kon- taktfläche der Leiterplatte elektrisch verbunden sein.
Es ist des Weiteren möglich, dass der wenigstens eine Halb¬ leiterchip nicht nur einen, sondern mehrere Vorderseitenkontakte aufweist. In entsprechender Weise kann der wenigstens eine Halbleiterchip mehrere Rückseitenkontakte aufweisen. Bei solchen Bauformen können oben beschriebene Ausführungsformen und Details in entsprechender Weise für die mehreren Kontakte zur Anwendung kommen. Sofern der Halbleiterchip zum Beispiel mehrere Vorderseitenkontakte aufweist, kann an jeden Vorder- seitenkontakt eine Kontaktschicht angeschlossen sein. Des
Weiteren kann im Bereich jedes Vorderseitenkontakts eine iso¬ lierende Schicht zur Kurzschlussvermeidung vorgesehen sein. Solche Aspekte können auch für die im Folgenden beschriebenen Ausgestaltungen zutreffen.
Der Sensor kann mit lediglich einem einzelnen strahlungsde- tektierenden Halbleiterchip, oder auch mit mehreren Halbleiterchips verwirklicht sein. In Bezug auf letztere Variante weist der Sensor gemäß einer weiteren Ausführungsform neben dem strahlungsdetektierenden Halbleiterchip wenigstens einen weiteren auf der Leiterplatte angeordneten Halbleiterchip mit (wenigstens) einem Vorderseitenkontakt auf, an welchen die
Einbettungsschicht seitlich angrenzt. Hierbei ist eine weite¬ re Kontaktschicht vorgesehen, welche mit dem Vorderseitenkontakt des weiteren Halbleiterchips verbunden ist. In Bezug auf den weiteren Halbleiterchip können die oben beschriebenen Ausführungsformen und Details in entsprechender Weise zur Anwendung kommen. Beispielsweise kann der Vorderseitenkontakt des weiteren Halbleiterchips ebenfalls mit ei¬ ner Kontaktfläche der Leiterplatte elektrisch verbunden sein. Hierzu kann vorgesehen sein, dass die an den Vorderseitenkontakt des weiteren Halbleiterchips angeschlossene Kontakt¬ schicht mit einer über eine Ausnehmung der Einbettungsschicht wenigstens teilweise freigelegten Kontaktfläche der Leiter¬ platte verbunden ist. Möglich ist es auch, dass die betref- fende Kontaktschicht mit einem weiteren elektrischen Verbindungselement verbunden ist, welches auf einer Kontaktfläche der Leiterplatte angeordnet ist. Die Einbettungsschicht kann seitlich an das weitere elektrische Verbindungselement an¬ grenzen .
In entsprechender Weise kann zusätzlich eine isolierende Schicht vorgesehen sein, welche den weiteren Halbleiterchip im Bereich des Vorderseitenkontakts und auch die Einbettungs¬ schicht in diesem Bereich zum Teil bedeckt, um einen Kurz- schluss zu vermeiden. Ferner kann der weitere Halbleiterchip einen Rückseitenkontakt aufweisen, und über den Rückseitenkontakt und ein elektrisch leitfähiges Verbindungsmittel mit einer Kontaktfläche der Leiterplatte elektrisch verbunden sein .
Der Sensor kann auch mit einer größeren Anzahl an Halbleiter- chips, d.h. mit mehreren weiteren auf der Leiterplatte ange¬ ordneten Halbleiterchips und somit insgesamt mit mehr als zwei Halbleiterchips, verwirklicht sein. Hierbei können die oben beschriebenen Ausführungsformen und Details in Bezug auf jeden weiteren Halbleiterchip zur Anwendung kommen.
In einer weiteren Ausführungsform ist der wenigstens eine weitere Halbleiterchip ein strahlungsemittierender Halbleiterchip. Der Strahlungsemittierende Halbleiterchip kann zum Beispiel ein Leuchtdiodenchip bzw. LED-Chip (LED, Light Emitting Diode) sein. Des Weiteren kann der Strahlungsemittierende Halbleiterchip zum Beispiel zur Abgabe von infraro¬ ter Lichtstrahlung ausgebildet sein. Möglich ist auch eine Ausgestaltung zur Emission von sichtbarer Lichtstrahlung. Der strahlungsdetektierende Halbleiterchip kann zur Detektion der von dem Strahlungsemittierenden Halbleiterchip abgegebenen sowie in geeigneter Weise reflektierten Strahlung ausgebildet sein. Auf diese Weise kann der Sensor zum Beispiel ein Näherungssensor oder ein Biomonitoring-Sensor sein.
Es sind ferner Ausgestaltungen denkbar, in welchen der Sensor mehrere strahlungsdetektierende und/oder mehrere Strahlungse¬ mittierende Halbleiterchips aufweist. Derartige Halbleiter¬ chips können wie oben beschrieben ausgebildet sein. Des Wei- teren kann/können der oder die mehreren strahlungsdetektierende (n) Halbleiterchip ( s ) zur Detektion der reflektierten Strahlung (en) des oder der mehreren Strahlungsemittierenden Halbleiterchip ( s ) ausgebildet sein. In einer weiteren Ausführungsform weist der Sensor neben einem oder mehreren optoelektronischen Halbleiterchips wenigstens einen Halbleiterchip eines anderen Typs auf. Hierbei kann es sich zum Beispiel um einen IC-Chip (Integrated Circuit) wie beispielsweise einen Treiberchip handeln.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Sensor wenigstens eine weitere Komponente auf, welche auf der mit dem wenigs¬ tens einen Halbleiterchip, der Einbettungsschicht und der we¬ nigstens einen Kontaktschicht versehenen Leiterplatte ange¬ ordnet ist. Die betreffende Komponente kann auf einer Ober¬ fläche angeordnet sein, welche durch den Halbleiterchip oder die mehreren Halbleiterchips, die Einbettungsschicht und die Kontaktschicht (en) gebildet ist. Gegebenenfalls kann die Oberfläche zum Teil auch durch wenigstens einen weiteren Be¬ standteil gebildet sein, zum Beispiel durch eine oder mehrere der oben beschriebenen und zum Vermeiden eines Kurzschlusses eingesetzten isolierenden Schichten. Aufgrund der Kontaktschicht (en) kann diese Oberfläche relativ eben sein und eine geringe Topographie besitzen. Hierdurch kann eine Herstellung des Sensors begünstigt werden. In Bezug auf die auf der Ober¬ fläche angeordnete weitere Komponente können folgenden Ausge- staltungen in Betracht kommen.
In einer weiteren Ausführungsform ist auf der mit dem wenigstens einen Halbleiterchip, der Einbettungsschicht und der we¬ nigstens einen Kontaktschicht versehenen Leiterplatte wenigs- tens ein strahlungsdurchlässiges optisches Element angeord¬ net. Das optische Element kann sich im Bereich des wenigstens einen Halbleiterchips befinden und auf dem Halbleiterchip angeordnet sein. Je nach Art des Halbleiterchips kann mit Hilfe des optischen Elements eine Formung einer von dem Halbleiter- chip empfangenen oder emittierten Strahlung erzielt werden. Das optische Element kann zum Beispiel eine Linse mit einer gekrümmten Oberfläche sein. Bei einer Ausgestaltung des Sensors mit mehreren Halbleiterchips kann der Sensor mehrere strahlungsdurchlässige optische Elementen aufweisen. Hierbei kann sich jedes optische Element im Bereich eines entspre¬ chenden Halbleiterchips befinden. Die Ausgestaltung des Sensors mit einer oder mehreren Kontaktschichten ermöglicht eine hohe Effizienz des oder der optischen Elemente. Denn Störungen im optischen Kanal, wie sie durch Bonddrähte verursacht werden können, können bei dieser Ausgestaltung vermieden werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist auf der mit dem wenigstens einen Halbleiterchip, der Einbettungsschicht und der we¬ nigstens einen Kontaktschicht versehenen Leiterplatte wenigs- tens eine strahlungsundurchlässige optische Barrierestruktur angeordnet. Die Barrierestruktur kann aus einem strahlungsundurchlässigen Material ausgebildet sein.
Die vorgenannte Ausführungsform kann in Bezug auf eine Ausge- staltung des Sensors in Betracht kommen, in welcher der Sensor wenigstens einen strahlungsdetektierenden und wenigstens einen Strahlungsemittierenden Halbleiterchip aufweist. Mit Hilfe einer lichtblockierenden Barrierestruktur kann ein Übersprechen zwischen einem Strahlungsemittierenden und einem strahlungsdetektierenden Halbleiterchip unterdrückt werden.
Dies bedeutet, dass mit Hilfe der Barrierestruktur wenigstens teilweise verhindert werden kann, dass eine von einem strah- lungsemittierenden Halbleiterchip abgegebene Strahlung zu einem strahlungsdetektierenden Halbleiterchip gelangt, ohne dass zuvor eine für den Betrieb des Sensors vorgesehene Wech¬ selwirkung bzw. Strahlungsreflexion auftritt. Die Barrierestruktur kann, bezogen auf eine AufSichtsbetrachtung des Sensors, zumindest teilweise in einem Bereich vorhanden sein, welcher sich zwischen einem strahlungsdetektierenden und ei- nem Strahlungsemittierenden Halbleiterchip befindet. Die Barrierestruktur kann zum Beispiel in Form eines länglichen bzw. linienförmigen Abschnitts verwirklicht sein. Der Sensor kann auch mit mehreren länglichen Barrierestrukturen verwirklicht sein. Möglich ist ferner eine Ausgestaltung, in welcher die Barrierestruktur mehrere zusammenhängende längliche Abschnit¬ te aufweist. In einer weiteren möglichen Ausgestaltung besitzt die Barrierestruktur eine rahmenförmige Gestalt. In Bezug auf die oben beschriebene Ausgestaltung des Sensors mit dem wenigstens einen strahlungsdurchlässigen optischen Element ist es möglich, dass ein solches optisches Element zum Teil auch auf wenigstens einer Barrierestruktur angeord- net ist bzw. die wenigstens eine Barrierestruktur zum Teil überlappt. Umgekehrt ist es möglich, dass die wenigstens eine Barrierestruktur zum Teil auch auf wenigstens einem optischen Element angeordnet ist bzw. das wenigstens eine optische Ele¬ ment zum Teil überlappt oder benetzt.
In einer weiteren Ausführungsform ist auf der wenigstens einen strahlungsundurchlässigen Barrierestruktur eine strahlungsdurchlässige Abdeckung angeordnet. Auf diese Weise kann ein Schutz von darunter liegenden Bestandteilen wie zum Bei- spiel des wenigstens einen Halbleiterchips gegenüber äußeren Einflüssen erzielt werden. Die Abdeckung kann plattenförmig sein, und aus einem Glas- oder Kunststoffmaterial ausgebildet sein . In einer weiteren Ausführungsform ist auf der mit dem wenigstens einen Halbleiterchip, der Einbettungsschicht und der we¬ nigstens einen Kontaktschicht versehenen Leiterplatte eine strahlungsdurchlässige Schicht angeordnet. Mit Hilfe der strahlungsdurchlässigen Schicht kann ebenfalls ein Schutz des wenigstens einen Halbleiterchips gegenüber äußeren Einflüssen erreicht werden.
Es ist möglich, dass die strahlungsdurchlässige Schicht sepa¬ rate und/oder miteinander verbundene Schichtabschnitte auf- weist. Zwischen solchen Schichtabschnitten kann sich wenigstens eine strahlungsundurchlässige Barrierestruktur oder we¬ nigstens ein Abschnitt einer Barrierestruktur befinden.
In einer weiteren Ausführungsform weist die strahlungsdurch- lässige Schicht eine Grabenstruktur auf. Im Bereich der Gra¬ benstruktur ist eine strahlungsundurchlässige Barrierestruk¬ tur angeordnet. In einer weiteren Ausführungsform sind der wenigstens eine Halbleiterchip und die Einbettungsschicht unmittelbar auf der Leiterplatte angeordnet. Hierbei kann der wenigstens eine Halbleiterchip über ein Verbindungsmittel, zum Beispiel ein Klebstoff, ein Lotmittel oder eine Sinterpaste, mit der Lei¬ terplatte verbunden sein. Bei einer Ausgestaltung des Sensors mit mehreren Halbleiterchips bzw. mit wenigstens einem weite¬ ren Halbleiterchip, wie sie oben beschrieben wurde, können die mehreren Halbleiterchips in entsprechender Weise über ein Verbindungsmittel mit der Leiterplatte verbunden sein. Die
Einbettungsschicht kann direkt an die Leiterplatte angrenzen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen von Sensoren vorgeschlagen. Das Verfahren um- fasst ein Bereitstellen einer Leiterplatte und ein Anordnen von Halbleiterchips auf der Leiterplatte. Die Halbleiterchips weisen einen Vorderseitenkontakt auf. Für jeden herzustellenden Sensor wird wenigstens ein strahlungsdetektierender Halbleiterchip auf der Leiterplatte angeordnet. Weiter vorgesehen ist ein Aufbringen eines Einbettungsmaterials auf der Leiter¬ platte zum Ausbilden einer Einbettungsschicht, welche seit¬ lich an die Halbleiterchips angrenzt. Ein weiterer Schritt ist ein Ausbilden von Kontaktschichten, welche mit den Vorderseitenkontakten der Halbleiterchips verbunden sind. Ferner erfolgt ein Vereinzeln der mit den Halbleiterchips, der Ein¬ bettungsschicht und den Kontaktschichten versehenen Leiterplatte in separate Sensoren, welche jeweils wenigstens einen strahlungsdetektierenden Halbleiterchip aufweisen. Diese Verfahrensschritte können in der vorstehend angegebenen Reihen- folge durchgeführt werden.
In dem Verfahren wird ein zusammenhängender Verbund aus einer Mehrzahl von Sensoren hergestellt, welcher nachfolgend in separate Sensoren vereinzelt wird. Aufgrund der verbundweisen Fertigung der Sensoren kann das Verfahren auch als Waferle- vel-Herstellungsverfahren bezeichnet werden. Bei dem Verfahren können einzelne Herstellungsschritte parallel für sämtli¬ che der gemeinsam gefertigten Sensoren durchgeführt werden. Dies gilt zum Beispiel für das Ausbilden der an die Vorderseitenkontakte der Halbleiterchips angeschlossenen Kontakt¬ schichten. Im Vergleich zu einem Drahtkontaktieren zum Anschließen von Bonddrähten, was nur nacheinander durchgeführt werden kann, kann dieser Schritt schneller und kostengünstiger erfolgen. Der erzielbare Kostenvorteil kann bei größeren Herstellungsvolumina deutlich zu Tage treten.
Die mit Hilfe des Verfahrens hergestellten Sensoren können den oben beschriebenen Aufbau bzw. einen Aufbau gemäß einer oder mehrerer der oben beschriebenen Ausführungsformen aufweisen. Daher können oben beschriebene Merkmale und Details in entsprechender Weise für das Herstellungsverfahren zur Anwendung kommen.
Beispielsweise können die Halbleiterchips unmittelbar auf der Leiterplatte angeordnet werden. Hierbei können die Halb¬ leiterchips über ein Verbindungsmittel, zum Beispiel ein Klebstoff, ein Lotmittel oder eine Sinterpaste, auf der Lei- terplatte befestigt werden. Das Einbettungsmaterial kann di¬ rekt auf der Leiterplatte aufgebracht werden, so dass die Einbettungsschicht an die Leiterplatte angrenzt.
Im Folgenden werden weitere mögliche Details und Ausführungs- formen näher beschrieben, welche für das Verfahren und die Sensoren in Betracht kommen können.
Die mit Hilfe des Verfahrens hergestellten Sensoren können einen einzelnen oder auch mehrere Halbleiterchips aufweisen. Letztere Variante kann verwirklicht werden, indem für jeden herzustellenden Sensor wenigstens ein weiterer Halbleiterchip mit einem Vorderseitenkontakt auf der Leiterplatte angeordnet wird. Der wenigstens eine weitere Halbleiterchip kann ein strahlungsemittierender Halbleiterchip sein. Des Weiteren können Sensoren gefertigt werden, welche mehrere strahlungs- detektierende und/oder mehrere Strahlungsemittierende Halb¬ leiterchips aufweisen. Ferner lassen sich Sensoren verwirklichen, welche neben einem oder mehreren optoelektronischen Halbleiterchips wenigstens einen Halbleiterchip eines anderen Typs, zum Beispiel einen Treiberchip, aufweisen.
Die in dem Verfahren verwendeten Halbleiterchips können einen Rückseitenkontakt aufweisen. Beim Anordnen der Halbleiterchips auf der Leiterplatte können die Halbleiterchips über deren Rückseitenkontakte und ein elektrisch leitfähigen Verbindungsmittel mit Kontaktflächen der Leiterplatte verbunden werden .
Bei dem Einbettungsmaterial kann es sich um ein Kunststoffma- terial wie zum Beispiel ein Epoxidmaterial oder um ein Hyb¬ ridmaterial umfassend ein Epoxid- und ein Silikonmaterial handeln. Das Einbettungsmaterial kann in flüssiger bzw. zäh- flüssiger Form aufgebracht werden und anschließend aushärten. Das Einbettungsmaterial, in welchem ferner ein Füllstoff ent¬ halten sein kann, kann eine schwarze oder weiße Farbe besit¬ zen. Das Aufbringen des Einbettungsmaterials auf der Leiter¬ platte kann derart erfolgen, dass die hierdurch gebildete Einbettungsschicht bis zu einer Vorderseite der Halbleiter¬ chips reicht. Hierbei können die Halbleiterchip umfangsseitig von der Einbettungsschicht umschlossen sein, und können die Vorderseiten der Halbleiterchips freiliegen. Sofern dies nicht möglich ist, und Halbleiterchips vorderseitig mit dem Einbettungsmaterial bedeckt sind, kann ferner ein Reinigungs¬ schritt zum vorderseitigen Freilegen durchgeführt werden.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Aufbringen des Einbettungsmaterials auf der Leiterplatte ein Durchführen ei- nes Formprozesses (Molding), auch als Moldprozess bezeichnet. Der Formprozess kann mit Hilfe eines Form- bzw. Moldwerkzeugs durchgeführt werden, in welchem die Leiterplatte mit den hie¬ rauf befindlichen Halbleiterchips aufgenommen wird. Bei dem Formprozess kann es sich um einen Spritzpressprozess (Trans- fer Molding) , zum Beispiel um einen folienunterstützten
Spritzpressprozess (FAM, Film Assisted Transfer Molding) , handeln. Bei diesem Prozess kann auf einem Werkzeugteil eines für das Spritzpressen verwendeten Werkzeugs eine Folie ange- ordnet sein. In dem Spritzpressprozess kann das betreffende Werkzeugteil mit der Folie an die Vorderseiten der auf der Leiterplatte angeordneten Halbleiterchips angedrückt sein. Hiermit verbunden ist eine Abdichtung der Vorderseiten der Halbleiterchips, so dass es möglich ist, das Einbettungsmate¬ rial seitlich angrenzend an die Halbleiterchips aufzubringen und eine vorderseitige Bedeckung der Halbleiterchips mit dem Einbettungsmaterial zu unterdrücken.
Das Durchführen des folienunterstützten Spritzpressprozesses setzt voraus, dass die Halbleiterchips die gleiche oder unge¬ fähr gleiche Dicke aufweisen. Bei größeren Dickenunterschie¬ den zwischen Halbleiterchips kann es gegebenenfalls in Be¬ tracht kommen, vor dem Spritzpressprozess ein Fotolackmaterial auf dünnere Halbleiterchips aufzubringen und nach dem Spritzpressprozess wieder von den Halbleiterchips zu entfer¬ nen. In dieser Ausgestaltung kann die durch das Spritzpressen erzeugte Einbettungsschicht eine größere Dicke besitzen als die dünneren Halbleiterchips.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Aufbringen des Einbettungsmaterials auf der Leiterplatte ein Durchführen ei¬ nes Vergießprozesses. Zuvor kann eine umlaufende Wandung, auch als Damm bezeichnet, auf der Leiterplatte ausgebildet oder angeordnet werden, welche als Begrenzung zum Umschließen eines für das Vergießen vorgesehenen Bereichs dient.
Das Ausbilden der Kontaktschichten, welche mit den Vorderseitenkontakten der Halbleiterchips verbunden sind und welche u.a. auf den Vorderseitenkontakten und der Einbettungsschicht angeordnet sein können, 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 auf den isolierenden Schichten angeordnet sein. Wie oben angegeben wurde, kann in dieser Ausgestaltung mit Hilfe der isolierenden Schichten ein Auftreten von Kurz- Schlüssen vermieden werden.
Das Ausbilden der isolierenden Schichten kann zum Beispiel ein Aufbringen einer Fotolackschicht und Strukturieren derselben in die isolierenden Schichten durch Belichten und Ent- wickeln umfassen. Mit Hilfe dieser Vorgehensweise können sämtliche isolierende Schichten der im Verbund gefertigten Sensoren in paralleler Weise hergestellt werden.
Die Vorderseitenkontakte der Halbleiterchips können mit Kon- taktflächen der Leiterplatte elektrisch verbunden werden.
Dies kann in direkter Weise über die an die Vorderseitenkontakte der Halbleiterchips angeschlossenen Kontaktschichten, oder über die Kontaktschichten und weiteren Bestandteile erfolgen .
Für eine direkte Verbindung werden gemäß einer weiteren Aus- führungsform vor dem Ausbilden der Kontaktschichten Ausnehmungen in der Einbettungsschicht ausgebildet, über welche Kontaktflächen der Leiterplatte wenigstens teilweise freige¬ legt sind. Des Weiteren werden die Kontaktschichten derart ausgebildet, dass die Kontaktschichten mit den freigelegten Kontaktflächen der Leiterplatte verbunden sind. Das Ausbilden der Ausnehmungen kann zum Beispiel mit Hilfe eines Lasers durchgeführt werden.
In einer weiteren Ausführungsform werden vor dem Ausbilden der Einbettungsschicht elektrische Verbindungselemente auf Kontaktflächen der Leiterplatte angeordnet. Bei diesem Vorgang können die elektrischen Verbindungselemente über ein elektrisch leitfähiges Verbindungsmittel mit den Kontaktflä¬ chen verbunden werden. Des Weiteren wird die Einbettungs- schicht seitlich angrenzend an die elektrischen Verbindungs¬ elemente ausgebildet. Ferner werden die Kontaktschichten derart ausgebildet, dass die Kontaktschichten mit den elektrischen Verbindungselementen verbunden sind. Sofern das Ausbilden der Einbettungsschicht, wie oben angegeben, mit Hilfe ei- nes folienunterstützten Spritzpressprozesses durchgeführt wird, kann die Folie auch an die elektrischen Verbindungsele¬ mente angedrückt sein.
In dem Verfahren können ferner weitere Komponenten auf der mit den Halbleiterchips, der Einbettungsschicht und den Kon¬ taktschichten versehenen Leiterplatte bzw. auf einer Oberfläche ausgebildet werden, welche durch die Halbleiterchips, die Einbettungsschicht und die Kontaktschichten gebildet ist. Ge¬ gebenenfalls kann die Oberfläche zum Teil auch durch weitere Bestandteile gebildet sein, zum Beispiel durch die oben be¬ schriebenen und zum Vermeiden eines Kurzschlusses eingesetzten isolierenden Schichten. Aufgrund der Kontaktschichten kann diese Oberfläche relativ eben sein und eine geringe To- pographie besitzen. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, zum Ausbilden weiterer Komponenten entsprechende Materialien unter Einsatz kostengünstiger Prozesse aufzubringen. Möglich sind zum Beispiel ein Dosieren mit Hilfe eines Dispensers (Dispensing bzw. Dispensen), ein tröpfchenförmigen Aufbringen mit Hilfe einer Druckvorrichtung (Jetting bzw. Jetten) oder ein Aufsprühen ( Spraycoating bzw. Sprühbeschichten). Zeitauf- wändige und kostenintensive Prozesse, zum Beispiel ein Bestü¬ cken von einzelnen Elementen wie beispielsweise Einzelrahmen, können somit entfallen. In Bezug auf das Ausbilden weiterer Komponenten können folgende Ausgestaltungen in Betracht kommen .
In einer weiteren Ausführungsform wird auf der mit den Halb- leiterchips, der Einbettungsschicht und den Kontaktschichten versehenen Leiterplatte ein strahlungsdurchlässiges Material zum Ausbilden von optischen Elementen aufgebracht. Das strahlungsdurchlässige Material kann in flüssiger bzw. zähflüssi¬ ger Form aufgebracht werden und nachfolgend aushärten. Das strahlungsdurchlässige Material kann ein Kunststoffmaterial wie zum Beispiel ein klares Epoxid- oder Silikonmaterial sein oder ein solches Material aufweisen. Das Aufbringen des strahlungsdurchlässigen Materials, was zum Beispiel durch Dispensen erfolgen kann, kann im Bereich von sämtlichen oder einem Teil der Halbleiterchips erfolgen.
Es können zum Beispiel optische Elemente in Form von Linsen mit einer gekrümmten Linsenoberfläche ausgebildet werden. Die Linsenform kann zum Beispiel durch Thixotropie eingestellt werden. Hierbei wird ausgenutzt, dass das strahlungsdurchläs¬ sige Material nach dem Aufbringen eine höhere Viskosität be¬ sitzen kann als während des mit einer mechanischen Beanspruchung verbundenen Aufbringens. Auf diese Weise kann erzielt werden, dass eine nach dem Aufbringen vorliegende Linsenform erhalten bleibt. Für diese Eigenschaft kann das strahlungs¬ durchlässige Material zusätzlich einen geeigneten Füllstoff aufweisen. Zum Festlegen der Linsenform ist zusätzlich oder alternativ auch ein Überkopf-Aushärten möglich, also ein Aus- härten mit einer Ausrichtung der Leiterplatte, in welcher das strahlungsdurchlässige Material nach unten gerichtet ist. Hierbei kann die Linsenform durch den Einfluss der Gravitati¬ on eingestellt werden oder kann eine nach dem Aufbringen be- reits vorhandene Linsenform erhalten bleiben.
Es ist ferner möglich, das Ausbilden von optischen Elementen mit Hilfe eines Formprozesses durchzuführen. Auch auf diese Weise können optische Elemente mit einer Linsenform erzeugt werden. Der Formprozess kann ein UV-Formprozess sein. In ei¬ ner solchen Ausgestaltung kann als strahlungsdurchlässiges Material zum Ausbilden der optischen Elemente ein UV- härtendes Kunststoffmaterial verwendet werden, welches mit Hilfe von UV-Strahlung (ultraviolette Strahlung) verfestigt werden kann. Ferner kann ein in dem Formprozess verwendetes
Werkzeug, in welchem die mit den Halbleiterchips, der Einbet¬ tungsschicht und den Kontaktschichten versehene Leiterplatte aufgenommen werden kann, ein für UV-Strahlung durchlässiges Werkzeugteil mit auf die herzustellenden optischen Elemente abgestimmten Kavitäten aufweisen. Das strahlungsdurchlässige Material kann auf die mit den Halbleiterchips, der Einbet¬ tungsschicht und den Kontaktschichten versehene Leiterplatte aufgebracht und nachfolgend mit Hilfe dieses Werkzeugteils in Form gedrückt werden. Alternativ kann das strahlungsdurchläs- sige Material in die Kavitäten des Werkzeugteils eingebracht und mit Hilfe des Werkzeugteils auf die mit den Halbleiter¬ chips, der Einbettungsschicht und den Kontaktschichten verse¬ hene Leiterplatte aufgebracht werden. Diese Schritte können in einem flüssigen bzw. zähflüssigen Zustand des strahlungs- durchlässigen Materials durchgeführt werden. Anschließend kann ein Aushärten erfolgen, indem das strahlungsdurchlässige Material durch das Werkzeugteil hindurch mit UV-Strahlung be¬ strahlt wird. In einer weiteren Ausführungsform wird auf der mit den Halbleiterchips, der Einbettungsschicht und den Kontaktschichten versehenen Leiterplatte ein strahlungsundurchlässiges Materi¬ al zum Ausbilden von wenigstens einer strahlungsundurchlässi- gen Barrierestruktur aufgebracht. Diese Ausführungsform kann in Betracht kommen, wenn mit Hilfe des Verfahrens Sensoren mit wenigstens einem strahlungsdetektierenden und wenigstens einem strahlungsemittierenden Halbleiterchip hergestellt wer- den. Mit Hilfe einer Barrierestruktur kann ein Übersprechen zwischen einem strahlungsemittierenden und einem strahlungsdetektierenden Halbleiterchip unterdrückt werden.
Es ist möglich, eine zusammenhängende oder mehrere Barrie- restrukturen auszubilden, welche in dem Vereinzelungsschritt durchtrennt und damit auf mehrere Sensoren verteilt werden können. In dieser Hinsicht können zum Beispiel mehrere li- nienförmige Barrierestrukturen oder eine gitterförmige Barrierestruktur ausgebildet werden. Die wenigstens eine Barrie- restruktur kann, bezogen auf eine AufSichtsbetrachtung der mit den Halbleiterchips und der Einbettungsschicht versehenen Leiterplatte, in Bereichen oder zumindest teilweise in Berei¬ chen ausgebildet werden, welche sich zwischen strahlungsde¬ tektierenden und strahlungsemittierenden Halbleiterchips be- finden.
Das strahlungsundurchlässige Material kann in Form der we¬ nigstens einen Barrierestruktur aufgebracht werden. Hierbei kann das strahlungsundurchlässige Material in flüssiger bzw. zähflüssiger Form aufgebracht werden und nachfolgend aushärten. In dieser Ausgestaltung kann als strahlungsundurchlässiges Material zum Beispiel ein schwarzes Epoxid- oder Silikon¬ material zum Einsatz kommen. Das Aufbringen kann zum Beispiel mittels Dispensen oder Jetten durchgeführt werden. Das Auf- bringen kann zum Beispiel in länglichen bzw. linienförmigen
Aufbringbereichen erfolgen. Möglich ist auch zum Beispiel ein gitterförmiges Aufbringen.
Alternativ kann es in Betracht kommen, das strahlungsundurch- lässige Material in Form einer durchgehenden Schicht aufzu¬ bringen und die Schicht nachfolgend in die wenigstens eine Barrierestruktur zu strukturieren. In Bezug auf diese Ausgestaltung kann zum Beispiel eine Schicht aus einem schwarzen Fotolackmaterial durch beispielsweise Drucken oder Laminieren aufgebracht und durch Belichten und Entwickeln strukturiert werden . Es ist ferner möglich, Sensoren herzustellen, welche sowohl optische Elemente als auch eine oder mehrere Barrierestruktu¬ ren aufweisen. In diesem Zusammenhang können auf der mit den Halbleiterchips, der Einbettungsschicht und den Kontakt¬ schichten versehenen Leiterplatte zunächst optische Elemente und anschließend wenigstens eine Barrierestruktur ausgebildet werden. Möglich ist auch eine umgekehrte Reihenfolge dieser Schritte .
Des Weiteren kann es gegebenenfalls in Betracht kommen, nach der Herstellung von wenigstens einer Barrierestruktur in Bereichen zwischen Abschnitten der Barrierestruktur oder in Bereichen zwischen mehreren Barrierestrukturen ein strahlungsdurchlässiges Material in Form einer ebenen Schicht aufzu¬ bringen .
In einer weiteren Ausführungsform wird auf dem strahlungsundurchlässigen Material eine strahlungsdurchlässige Abdeckung angeordnet. Diese Ausgestaltung kann in Betracht kommen, wenn das strahlungsundurchlässige Material wie oben angegeben in direkter Weise in Form wenigstens einer Barrierestruktur aufgebracht wird. In dieser Ausgestaltung kann die Abdeckung vor einem Aushärten des strahlungsundurchlässigen Materials hierauf platziert und infolge des Aushärtens des strahlungsun¬ durchlässigen Materials befestigt werden. Die Abdeckung kann plattenförmig sein, und aus einem Glas- oder Kunststoffmate- rial ausgebildet sein. Des Weiteren kann die Abdeckung in dem Vereinzelungsprozess durchtrennt, und damit auf mehrere Sen¬ soren verteilt werden. In Bezug auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform kann es gegebenenfalls in Betracht kommen, sich durch die Leiter¬ platte und die Einbettungsschicht erstreckende Entlüftungslö¬ cher vorzusehen. Hierdurch kann vermieden werden, dass durch das Anordnen der Abdeckung geschlossene Kavitäten gebildet werden und auf diese Weise durch Ausgasen des strahlungsundurchlässigen Materials ein Verunreinigen der Abdeckung auftritt .
In einer weiteren Ausführungsform wird auf der mit den Halbleiterchips, der Einbettungsschicht und den Kontaktschichten versehenen Leiterplatte ein strahlungsdurchlässiges Material zum Ausbilden einer strahlungsdurchlässigen Schicht aufge- bracht. Bei dem strahlungsdurchlässigen Material kann es sich zum Beispiel um ein klares Epoxid- oder Silikonmaterial han¬ deln. Des Weiteren kann das Aufbringen des strahlungsdurchlässigen Materials zum Beispiel durch Sprühbeschichten oder Folienlaminieren durchgeführt werden.
In einer weiteren Ausführungsform wird nachträglich wenigstens eine Grabenstruktur in der strahlungsdurchlässigen
Schicht ausgebildet. Dies kann zum Beispiel auf mechanische Art und Weise, zum Beispiel mittels Sägen, oder durch zum Beispiel Einsatz eines Lasers durchgeführt werden. Des Weite¬ ren wird im Bereich der Grabenstruktur ein strahlungsundurchlässiges Material zum Ausbilden einer strahlungsundurchlässi¬ gen Barrierestruktur aufgebracht, zum Beispiel mittels Dis¬ pensen .
Möglich ist es auch, die strahlungsdurchlässige Schicht in strukturierter Form mit wenigstens einer Grabenstruktur auszubilden. Zu diesem Zweck kann zum Beispiel ein Aufsprühen eines strahlungsdurchlässigen Materials unter Verwendung ei- ner Aussparungen aufweisenden Schattenmaske zur Anwendung kommen. Anschließend kann im Bereich der Grabenstruktur ein strahlungsundurchlässiges Material zum Ausbilden einer strah¬ lungsundurchlässigen Barrierestruktur aufgebracht werden. Dies kann zum Beispiel mittels Dispensen, oder mit Hilfe ei- nes Sprühprozesses unter Einsatz einer weiteren Schattenmaske durchgeführt werden. 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 und optische Elemente aufweisen; Figur 9 eine AufSichtsdarstellung eines mit dem Verfahren der Figuren 1 bis 8 hergestellten Sensors;
Figuren 10, 11 eine seitliche Darstellung und eine Aufsichts¬ darstellung eines weiteren Sensors, welcher separate licht- blockierende Barrierestrukturen aufweist;
Figur 12 eine AufSichtsdarstellung eines weiteren Sensors, welcher eine zusammenhängende lichtblockierende Barrierest¬ ruktur aufweist;
Figuren 13, 14 eine seitliche Darstellung und eine Aufsichts¬ darstellung eines weiteren Sensors mit einer zusammenhängenden Barrierestruktur; Figuren 15, 16 eine seitliche Darstellung und eine Aufsichts¬ darstellung eines weiteren Sensors mit einer zusammenhängenden Barrierestruktur; Figur 17 eine seitliche Darstellung eines weiteren Sensors mit Barrierestrukturen;
Figur 18 eine seitliche Darstellung eines weiteren Sensors mit Barrierestrukturen und mit einer Abdeckung;
Figuren 19, 20 eine Herstellung eines weiteren Sensors mit Barrierestrukturen anhand von seitlichen Darstellungen; Figuren 21, 22 eine Herstellung eines weiteren Sensors mit Barrierestrukturen anhand von seitlichen Darstellungen; und
Figur 23 eine seitliche Darstellung eines weiteren Sensors mit einem einzelnen Halbleiterchip.
Anhand der folgenden schematischen Figuren werden mögliche Ausgestaltungen von optischen Sensoren 100 sowie von dazugehörigen Herstellungsverfahren beschrieben. Die Sensoren 100 weisen wenigstens einen strahlungsdetektierenden Halbleiter- chip 122 auf. Im Rahmen der Herstellung können aus der Halbleitertechnik und aus der Fertigung von Sensoren und optoelektronischen 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 maßstabsgetreu sind. In diesem Sinne können in den Figuren gezeigte Komponenten und Strukturen zum besseren Verständnis übertrieben groß oder verkleinert dargestellt sein. Die Figuren 1 bis 8 zeigen anhand von seitlichen Schnittdarstellungen 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 vorlie- gen. 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 Leiterplatte 110 bereitgestellt, wie in Figur 1 ausschnittsweise gezeigt ist. Die Leiterplatte 110 weist ein elektrisch isolierendes Material 114 und elekt- rische Leiterstrukturen 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 ausgebil¬ det sein. Die Leiterstrukturen 116 weisen Kontaktflächen 117, 118 auf, welche an zwei entgegengesetzten Hauptseiten der
Leiterplatte 110 angeordnet sind, und an den Hauptseiten frei zugänglich und dadurch kontaktierbar sind. Bei der in den Figuren 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 Rückseitenkontakte und ein nicht dargestelltes elektrisch leitfähiges Ver¬ bindungsmittel mit vorderseitigen Kontaktflächen 117 der Lei- terplatte 110 verbunden werden. Das Verbindungsmittel kann zum Beispiel ein elektrisch leitfähiger Klebstoff (beispiels¬ weise 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 Halb- leiterchips 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 sichtbarer 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 Objekten 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 Photodiodenstruk- turen verwirklicht sein.
Nach der Chipmontage wird, wie in Figur 3 gezeigt ist, ein isolierendes Einbettungsmaterial auf der Vorderseite der Lei¬ terplatte 110 aufgebracht. Hierdurch wird eine seitlich an die Halbleiterchips 121, 122 angrenzende und die Halbleiter¬ chips 121, 122 umfangsseitig umschließende Einbettungsschicht 130 ausgebildet. Das Einbettungsmaterial der Einbettungs¬ schicht 130 kann ein Kunststoffmaterial sein, welches in flüssiger bzw. zähflüssiger Form aufgebracht werden und an- schließend aushärten kann. 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 Einbettungsmaterial kann ferner ein partikelförmiger Füllstoff enthalten sein. Des Weiteren kann das Einbettungsmaterial 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 Einbettungsmaterial seitlich an¬ grenzend an die Halbleiterchips 121, 122 auf die Leiterplatte 110 aufzubringen und eine vorderseitige Bedeckung der Halb¬ leiterchips 121, 122 mit dem Einbettungsmaterial zu vermei¬ den .
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 Einbettungsmaterials 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 Einbettungsmaterials 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 Einbettungsmaterial bedeckt sein sollten, kann ferner ein Reinigungsschritt (Deflashing) zum Freiliegen 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 ausgebil- det 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 Kontaktflächen 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 elektrischen Ver- bindungselemente 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 Si- lizium 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 Einbettungsmaterial bedeckt sein sollten, können die¬ se 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 Kontaktschichten 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 Leiterplat- te 110 elektrisch verbunden. Das Ausbilden der isolierenden Schichten 150 und der Kontaktschichten 140 kann wie oben beschrieben durchgeführt werden. Die vorstehend beschriebenen Prozessabläufe bieten die Mög¬ lichkeit, sämtliche isolierende Schichten 150 und sämtliche Kontaktschichten 140 jeweils in paralleler Weise auszubilden. Auf diese Weise kann das Verfahren kostengünstig durchgeführt werden .
Aufgrund der Kontaktschichten 140 können die mit Hilfe des Verfahrens hergestellten Sensoren 100 des Weiteren eine geringe Bauhöhe besitzen. Dies erweist sich als günstig in Be¬ zug auf mögliche, nicht gezeigte Anwendungen der Sensoren 100 in Mobilgeräten. Von Vorteil ist ferner eine hohe Beständig¬ keit der Kontaktschichten 140, so dass die Sensoren 100 eine hohe Zuverlässigkeit und Lebensdauer besitzen können.
Durch die Verwendung der Kontaktschichten 140 kann ferner ein nachfolgendes Ausbilden weiterer Komponenten begünstigt werden. Derartige Komponenten können auf einer durch die Halbleiterchips 121, 122, die Einbettungsschicht 130, die isolie¬ renden Schichten 150 und die Kontaktschichten 140 gebildeten Oberfläche ausgebildet werden. Aufgrund der Kontaktschichten 140 kann diese Oberfläche relativ eben sein und eine geringe Topographie besitzen. Dadurch ist es möglich, weitere Kompo¬ nenten unter Einsatz von kostengünstigen Prozessen hierauf auszubilden . In dem vorliegend beschriebenen Verfahren werden, wie in Figur 7 gezeigt ist, strahlungsdurchlässige optische Elemente 160 auf der mit den Halbleiterchips 121, 122, der Einbet¬ tungsschicht 130 und den Kontaktschichten 140 versehenen Leiterplatte 110 ausgebildet. Die optischen Elemente 160 sind in Form von Linsen mit einer gekrümmten Linsenoberfläche verwirklicht. Auf jedem der Halbleiterchips 121, 122 ist ein solches optisches Element 160 vorgesehen. Die auf den unter¬ schiedlichen Halbleiterchips 121, 122 angeordneten optischen Elemente 160 weisen unterschiedliche laterale Abmessungen und verschiedene 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 ei- nem Detektor 122 kann das zugehörige optische Element 160 ei¬ ne Formung der von dem Detektor 122 empfangenen Strahlung bewirken .
Zum Ausbilden der optischen Elemente 160 kann ein strahlungs- durchlässiges Material im Bereich der Halbleiterchips 121, 122 aufgebracht werden. Das strahlungsdurchlässige Material kann in flüssiger bzw. zähflüssiger Form aufgebracht werden und nachfolgend aushärten. Das strahlungsdurchlässige Materi¬ al kann ein transparentes Kunststoffmaterial , zum Beispiel ein klares Epoxid- oder Silikonmaterial, sein. Das Aufbringen kann zum Beispiel durch Dosieren mit Hilfe eines Dispensers durchgeführt werden (nicht dargestellt) .
Die Linsenform der optischen Elemente 160 lässt sich zum Bei- spiel durch Thixotropie einstellen. Hierbei wird ausgenutzt, dass das strahlungsdurchlässige Material nach dem Aufbringen eine höhere Viskosität besitzen kann als während des Aufbrin¬ gens, in welchem das strahlungsdurchlässige Material einer mechanischen Beanspruchung unterliegt. Diese Eigenschaft kann durch eine Ausgestaltung des strahlungsdurchlässigen Materials mit einem geeigneten partikelförmigen Füllstoff verwirklicht werden. Auf diese Weise kann erzielt werden, dass eine nach dem Aufbringen vorliegende Linsenform erhalten bleibt. Für das Festlegen der Linsenform kann zusätzlich oder alternativ ein Überkopf-Aushärten nach dem Aufbringen des strahlungsdurchlässigen Materials in Betracht kommen. Hierzu wird die Leiterplatte 110 in eine im Unterschied zu Figur 7 auf den Kopf gestellte Ausrichtung gebracht, so dass das strah- lungsdurchlässige Material nach unten gerichtet ist. Auf die¬ se Weise kann die Linsenform durch den Einfluss der Gravita¬ tion eingestellt werden oder kann eine bereits vorhandene Linsenform erhalten bleiben (jeweils nicht dargestellt). Nach dem Ausbilden der optischen Elemente 160 wird, wie in Figur 8 gezeigt ist, ein Vereinzelungsprozess durchgeführt, um den Sensorverbund umfassend die mit den Halbleiterchips 121, 122, der Einbettungsschicht 130, den Kontaktschichten 140 und den optischen Elementen 160 versehene Leiterplatte 110 in separate Sensoren 100 zu unterteilen. Das Vereinzeln, bei welchem die Leiterplatte 110 und die Einbettungsschicht 130 entlang der Trennlinien 200 durchtrennt werden, kann zum Beispiel mittels Sägen erfolgen. Jeder Sensor 100 weist einen Abschnitt der Leiterplatte 110, einen Abschnitt der Einbet¬ tungsschicht 130, einen Emitter 121, einen Detektor 122 sowie dem Emitter 121 und dem Detektor 122 zugeordnete optische Elemente 160 auf. Die Rückseitenkontakte und Vorderseitenkon- takte der Halbleiterchips 121, 122 sind an vorderseitige Kon¬ taktflächen 117 der zugehörigen Leiterplattenabschnitte ange¬ schlossen, 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 gemäß 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 können. Dadurch können die optischen Elemente 160 auch seitlich der Halbleiterchips 121, 122 auf 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 Weiterbildung besteht zum Beispiel darin, Sen¬ soren 100 mit einer oder mehreren strahlungsundurchlässigen Barrierestrukturen 170 auszubilden. Die Undurchlässigkeit bezieht sich auf die von einem Emitter 121 abgegebene Strahlung bzw. Lichtstrahlung. Solche lichtblockierenden Barrierestrukturen 170 können wie die optischen Elemente 160 auf der mit den Halbleiterchips 121, 122, der Einbettungsschicht 130 und den Kontaktschichten 140 versehenen Leiterplatte 110 ausgebildet werden. In einer solchen Ausgestaltung kann ein Über- sprechen zwischen dem Emitter 121 und dem 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. Reflexi- on der von dem Emitter 121 abgestrahlten Lichtstrahlung stattfindet .
Zur beispielhaften Veranschaulichung zeigen die Figuren 10, 11 eine seitliche Darstellung und eine AufSichtsdarstellung eines in dieser Art und Weise verwirklichten Sensors 100. Bei diesem Sensor 100 kann es sich in entsprechender Weise um einen kombinierte Näherungs- und Umgebungslichtsensor handeln. Der in den Figuren 10, 11 dargestellte Sensor 100 weist im Vergleich zu der in den Figuren 8, 9 gezeigten Bauform zu- sätzlich drei längliche bzw. stegförmige lichtblockierende Barrierestrukturen 170 auf. Die Barrierestrukturen 170 sind wie die optischen Elemente 160 auf der durch die Halbleiterchips 121, 122, die Einbettungsschicht 130, die isolierenden Schichten 150 und die Kontaktschichten 140 gebildeten Ober- fläche angeordnet. Bezogen auf eine AufSichtsbetrachtung des Sensors 100 befinden sich zwei Barrierestrukturen 170 an 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 11) . Das oben beschriebene Unterdrücken von Übersprechen kann hauptsächlich mit Hilfe der mittleren Barrierestruktur 170 erzielt werden.
Zur Herstellung von Sensoren 100 mit dem in den Figuren 10, 11 gezeigten Aufbau wird zunächst wie oben beschrieben vorge¬ gangen, um die in Figur 4 gezeigte Anordnung, d.h. die mit den Halbleiterchips 121, 122, der Einbettungsschicht 130 und den Kontaktschichten 140 versehene Leiterplatte 110, bereit¬ zustellen. Nachfolgend wird auf dieser Anordnung ein strahlungsundurchlässiges Material zum Ausbilden der Barrierest¬ rukturen 170 aufgebracht.
Es ist möglich, das strahlungsundurchlässige Material in Form der herzustellenden Barrierestrukturen 170, also vorliegend in Form von parallelen länglichen Abschnitten bzw. Linien, aufzubringen. Die auf diese Weise erzeugten Barrierestruktu- ren 170 können zunächst noch mehreren der herzustellenden
Sensoren 100 zugeordnet sein und sich daher über die Bereiche von mehreren Sensoren 100 erstrecken (nicht dargestellt) . Als strahlungsundurchlässiges Material kann zum Beispiel ein schwarzes Epoxid- oder Silikonmaterial verwendet werden. Ein solches Material kann in flüssiger bzw. zähflüssiger Form aufgebracht werden und nachfolgend aushärten. Das Aufbringen kann zum Beispiel mittels Dispensen durchgeführt werden. Ein weiterer möglicher Prozess ist ein tröpfchenförmiges Aufbringen mit Hilfe einer Druckvorrichtung (Jetting) . Aufgrund die- ser Prozesse können die Barrierestrukturen 170 im Querschnitt, wie in Figur 10 angedeutet ist, eine gekrümmte Ober¬ fläche besitzen.
Anschließend werden optische Elemente 160 auf der mit den Halbleiterchips 121, 122, der Einbettungsschicht 130, den
Kontaktschichten 140 und den Barrierestrukturen 170 versehenen Leiterplatte 110 ausgebildet. Dies erfolgt in der oben beschriebenen Art und Weise. Die optischen Elemente 160 kön- nen abweichend von Figur 10 zum Teil auch auf den Barrierest¬ rukturen 170 angeordnet sein, wie in Figur 11 angedeutet ist. Der nach dem Ausbilden der optischen Elemente 160 vorliegende Sensorverbund wird anschließend in separate Sensoren 100 mit dem in den Figuren 10, 11 gezeigten Aufbau vereinzelt. In dem Vereinzelungsprozess erfolgt auch ein Durchtrennen von zu¬ nächst noch mehreren Sensoren 100 zugeordneten Barrierestrukturen 170, welche insofern auf einzelne Sensoren 100 verteilt werden .
Anhand der Figuren 12 bis 16 werden weitere Sensoren 100 beschrieben, bei welchen es sich ebenfalls um kombinierte Nähe- rungs- und Umgebungslichtsensoren handeln kann. Figur 12 zeigt eine AufSichtsdarstellung eines weiteren Sensors 100, welcher im Unterschied zu der in Figur 11 gezeigten Bauform anstelle von separaten Barrierestrukturen 170 eine zusammenhängende lichtblockierende Barrierestruktur 170 auf¬ weist. Die Barrierestruktur 170 besitzt, bezogen auf eine AufSichtsbetrachtung, eine den Emitter 121 und den Detektor 122 des Sensors 100 jeweils rahmenförmig umlaufende Gestalt. Hierbei weist die Barrierestruktur 170 zwei auf die Halb¬ leiterchips 121, 122 abgestimmte Aussparungen 171 auf, über welche die Halbleiterchips 121, 122 freigestellt sind. Die optischen Elemente 160 sind im Bereich der Aussparungen 171 der Barrierestruktur 170 ausgebildet, und zum Teil auch auf der Barrierestruktur 170 angeordnet. Im Querschnitt kann der Sensor 100 eine zu Figur 10 vergleichbare Ausgestaltung be¬ sitzen .
Zur Herstellung von Sensoren 100 mit dem in Figur 12 gezeigten Aufbau kann wie vorstehend beschrieben vorgegangen werden. Die in Figur 12 gezeigte Rahmenform lässt sich verwirklichen, indem das strahlungsundurchlässige Material in Form eines kreuzförmigen Gitters auf die mit den Halbleiterchips
121, 122, der Einbettungsschicht 130 und den Kontaktschichten 140 versehene Leiterplatte 110 aufgebracht wird, und infolge¬ dessen eine sämtlichen herzustellenden Sensoren 100 zugeord- nete gitterförmige Barrierestruktur 170 mit einer Vielzahl an Aussparungen 171 ausgebildet wird (nicht dargestellt) . In dem Vereinzelungsprozess wird diese Barrierestruktur 171 in Bar¬ rierestrukturen 170 mit der in Figur 12 gezeigten Form aufge- teilt.
Die Figuren 13, 14 zeigen eine seitliche Darstellung und eine AufSichtsdarstellung eines weiteren Sensors 100 mit einer zusammenhängenden Barrierestruktur 170, welche auf die Halb- leiterchips 121, 122 des Sensors 100 abgestimmte Aussparungen 171 aufweist. Die Barrierestruktur 170 besitzt im Querschnitt, wie in Figur 13 gezeigt ist, eine ebene Form.
Zur Herstellung von Sensoren 100 mit dem in den Figuren 13, 14 gezeigten Aufbau wird ebenfalls zunächst die in Figur 4 gezeigte Anordnung bereitgestellt. Nachfolgend wird auf die¬ ser Anordnung eine durchgehende Schicht aus einem schwarzen Fotolackmaterial aufgebracht, zum Beispiel mittels Drucken oder Laminieren. Hierbei kann es sich um ein Lötstoppmaterial handeln. Die schwarze Fotolackschicht kann eine Schichtdicke im Bereich von 30ym bis 50ym aufweisen. Anschließend wird die Fotolackschicht durch Belichten und Entwickeln strukturiert, um hieraus eine gitterförmige Barrierestruktur 170 mit einer Vielzahl an die Halbleiterchips 121, 122 freistellenden Aus- sparungen 171 zu bilden (nicht dargestellt) .
Im Anschluss hieran werden optische Elemente 160 auf der mit den Halbleiterchips 121, 122, der Einbettungsschicht 130, den Kontaktschichten 140 und der gitterförmigen Barrierestruktur 170 versehenen Leiterplatte 110 ausgebildet, und zwar im Be¬ reich der Aussparungen 171 der Barrierestruktur 170. Die optischen Elemente 160 können abweichend von Figur 13 zum Teil auch auf der Barrierestruktur 170 angeordnet sein, wie in Figur 14 angedeutet ist. In dem nachfolgenden Vereinzelungspro- zess wird die gitterförmige Barrierestruktur 170 in Barrie¬ restrukturen 170 mit der in Figur 14 gezeigten Form aufgeteilt. Es ist möglich, ein Aufbringen eines strahlungsundurchlässi¬ gen Materials zum Ausbilden von einer oder mehreren Barrierestrukturen 170 abweichend von den vorstehend beschriebenen Verfahrensabläufen erst nach einem Ausbilden von optischen Elementen 160 durchzuführen. In diesem Zusammenhang können zum Beispiel die oben anhand der Figuren 10 bis 12 erläuterten Verfahrensabläufe derart abgewandelt werden, dass das zum Ausbilden der Barrierestruktur (en) 170 verwendete strahlungsundurchlässige Material neben und zwischen den zuvor ausge- bildeten optischen Elementen 160 aufgebracht wird.
Des Weiteren können auf diese Weise Sensoren 100 hergestellt werden, bei welchen die Barrierestruktur (en) 170 zum Teil auf den optischen Elemente 160 angeordnet ist/sind. Zur beispiel- haften Veranschaulichung zeigen die Figuren 15, 16 eine seitliche Darstellung und eine AufSichtsdarstellung eines weiteren Sensors 100, welcher in dieser Art und Weise hergestellt ist. Der Sensor 100 weist eine zusammenhängende Barrierest¬ ruktur 170 mit Aussparungen 171 auf, mit welcher die opti- sehen Elemente 160 am Rand bedeckt sind.
Zur Herstellung von Sensoren 100 mit dem in den Figuren 15, 16 gezeigten Aufbau wird zunächst wie oben beschrieben vorge¬ gangen, um die in Figur 7 gezeigte Anordnung mit den opti- sehen Elementen 160 bereitzustellen. Auf dieser Anordnung wird ein strahlungsundurchlässiges Material in Bereichen ne¬ ben und zwischen den optischen Elementen 160 aufgebracht. Das strahlungsundurchlässige Material kann zum Beispiel ein schwarzes Epoxid- oder Silikonmaterial sein, und zum Beispiel mittels Dispensen oder Jetten aufgebracht werden. Hierbei kann das strahlungsundurchlässige Material die optischen Ele¬ mente 160 am Rand benetzen. Die nach dem Aushärten vorliegende Barrierestruktur 170 weist eine Vielzahl an Aussparungen 171 auf, so dass die optischen Elemente 160 in diesen Berei- chen freigestellt sind (nicht dargestellt) . In dem nachfol¬ genden Vereinzelungsprozess wird diese Barrierestruktur 170 durchtrennt und damit auf einzelne Sensoren 100 verteilt. In Bezug auf den vorstehend beschriebenen Verfahrensablauf kann es alternativ in Betracht kommen, das strahlungsundurchlässige Material in Form von parallelen länglichen Abschnitten bzw. Linien aufzubringen, so dass linienförmige Barrie- restrukturen 170 gebildet werden, welche die optischen Elemente 160 am Rand bedecken können (nicht dargestellt) . Auch diese Barrierestrukturen 170 können zunächst noch mehreren der herzustellenden Sensoren 100 zugeordnet sein, und in dem Vereinzelungsprozess durchtrennt und auf einzelne Sensoren 100 verteilt werden (nicht dargestellt) .
Das Verfahren lässt sich des Weiteren derart durchführen, dass Sensoren 100 mit einer anderen Anzahl an Halbleiterchips hergestellt werden. Darüber hinaus können Komponenten wie zum Beispiel optische Elemente 160 weggelassen werden.
In diesem Zusammenhang zeigt Figur 17 zur beispielhaften Veranschaulichung eine seitliche Darstellung eines weiteren Sensors 100. Der Sensor 100 weist drei auf der Leiterplatte 110 angeordnete Halbleiterchips 121, 122, d.h. zwei Emitter 121 und einen Detektor 122, auf. Bei den Emittern 121 kann es sich um LED-Chips, und bei dem Detektor 122 um einen Photodioden-Chip handeln. Die beiden Emitter 121 können zur Abgabe von unterschiedlichen sichtbaren Lichtstrahlungen, zum Bei- spiel einer roten und einer grünen Lichtstrahlung, ausgebildet sein. Der Detektor 122 kann zur Detektion dieser Lichtstrahlungen ausgebildet sein. Zu diesem Zweck kann der Detektor 122 zum Beispiel hierauf abgestimmte Detektionsbereiche aufweisen, welche zur Strahlungsdetektion in unterschiedli- chen Wellenlängenbereichen ausgebildet sind (nicht darge¬ stellt) . In dieser Ausgestaltung kann der Sensor 100 zum Beispiel ein Biomonitoring-Sensor sein, mit dessen Hilfe zum Beispiel ein Blutsauerstoffgehalt oder ein Pulsschlag erfasst werden kann.
Entsprechend den oben beschriebenen Sensoren 100 sind die Halbleiterchips 121, 122 des in Figur 17 gezeigten Sensors 100 umfangsseitig von der Einbettungsschicht 130 umschlossen, und in der oben beschriebenen Art und Weise elektrisch an vorderseitige Kontaktflächen 117 von Leiterstrukturen 116 der Leiterplatte 110 angeschlossen. Darüber hinaus weist der Sensor 100 auf der durch die Halbleiterchips 121, 122, die Ein- bettungsschicht 130, die isolierenden Schichten 150 und die Kontaktschichten 140 gebildeten Oberfläche eine zusammenhängende strahlungsundurchlässige Barrierestruktur 170 oder meh¬ rere separate Barrierestrukturen 170 auf. Die Barrierestruktur 170 bzw. die Barrierestrukturen 170 ist/sind, bezogen auf eine nicht gezeigte AufSichtsbetrachtung des Sensors 100, in Bereichen neben und zwischen den Halbleiterchips 121, 122 vorhanden .
Bei einer Ausgestaltung des in Figur 17 gezeigten Sensors 100 mit separaten Barrierestrukturen 170 können diese in Form von länglichen Strukturen verwirklicht sein. Sofern eine zusammenhängende Barrierestruktur 170 zum Einsatz kommt, kann die Barrierestruktur 170, bezogen auf eine AufSichtsbetrachtung, eine die einzelnen Halbleiterchips 121, 122 rahmenförmig um- laufende Gestalt mit mehreren Aussparungen aufweisen. Von oben betrachtet können zum Beispiel zu Figur 11 oder Figur 12 vergleichbare Ausgestaltungen der Barrierestruktur (en) 170 vorliegen . Der in Figur 17 gezeigte Sensor 100 weist darüber hinaus in Bereichen neben und zwischen Abschnitten der zusammenhängenden Barrierestruktur 170 bzw. in Bereichen neben und zwischen den separaten Barrierestrukturen 170 eine strahlungsdurchlässige Schicht 180 auf, mit welcher die Halbleiterchips 121, 122 bedeckt sind. Auf diese Weise können die Halbleiterchips 121, 122 vor äußeren Einflüssen geschützt werden. Die strahlungsdurchlässige Schicht 180 kann die Barrierestruktur (en) 170 gegebenenfalls am Rand bedecken, wie in Figur 17 angedeu¬ tet ist.
Zur Herstellung von Sensoren 100 mit dem in Figur 17 gezeigten Aufbau wird zunächst wie oben beschrieben vorgegangen, um eine zu Figur 4 vergleichbare Anordnung, d.h. eine mit Halb- leiterchips 121, 122, der Einbettungsschicht 130 und den Kon¬ taktschichten 140 versehene Leiterplatte 110 bereitzustellen. Nachfolgend werden auf dieser Anordnung eine zusammenhängende oder mehrere separate Barrierestrukturen 170 ausgebildet. Dies kann, wie oben beschrieben, zum Beispiel ein Dispensen oder Jetten eines strahlungsundurchlässigen Materials wie zum Beispiel eines schwarzen Epoxid- oder Silikonmaterials umfas¬ sen. Das strahlungsundurchlässige Material kann in Form von mehreren parallelen Linien oder in Form eines kreuzförmigen Gitters aufgebracht werden. Nachfolgend bzw. nach einem Aus¬ härten der Barrierestruktur (en) 170 erfolgt ein Aufbringen eines strahlungsdurchlässigen Materials in Bereichen neben und zwischen der/den Barrierestruktur (en) 170, um die strahlungsdurchlässige Schicht 180 auszubilden. Das strahlungs- durchlässige Material kann zum Beispiel ein transparentes
Epoxid- oder Silikonmaterial sein, und zum Beispiel mittels Dispensen aufgebracht werden. In dem nachfolgenden Vereinze- lungsprozess wird der Sensorverbund in separate Sensoren 100 mit dem in Figur 17 gezeigten Aufbau vereinzelt (jeweils nicht dargestellt) .
Figur 18 zeigt eine seitliche Darstellung eines weiteren Sensors 100, welcher als Biomonitoring-Sensors ausgeführt sein kann. Dieser Sensor 100 weist im Unterschied zu der in Figur 17 gezeigten Bauform keine strahlungsdurchlässige Schicht 180, sondern stattdessen eine auf der/den Barrierestruktur (en) 170 angeordnete plattenförmige strahlungsdurchlässige Abdeckung 190 auf. Die Abdeckung 190 kann aus einem Glas- o- der Kunststoffmaterial ausgebildet sein. Mit Hilfe der Abde- ckung 190 kann in entsprechender Weise ein Schutz der Halbleiterchips 121, 122 vor äußeren Einflüssen erzielt werden. Der Sensor 100 kann des Weiteren wenigstens ein optionales und sich durch die Leiterplatte 110 und die Einbettungs¬ schicht 130 erstreckendes Entlüftungsloch 210 aufweisen, wie in Figur 18 angedeutet ist. Auf diese Weise kann ein Verun¬ reinigen der Abdeckung 190 infolge eines Ausgasens von Mate¬ rial der Barrierestruktur (en) 170 vermieden werden. Zur Herstellung von Sensoren 100 mit dem in Figur 18 gezeigten Aufbau wird ebenfalls eine zu Figur 4 vergleichbare An¬ ordnung bereitgestellt. Entlüftungslöcher 210 können wie folgt gebildet werden. Es ist zum Beispiel möglich, dass die Leiterplatte 110 mit entsprechenden Löchern bereitgestellt wird. Nach dem Ausbilden der Einbettungsschicht 130 können hierauf abgestimmte Löcher in der Einbettungsschicht 130 er¬ zeugt werden, so dass Entlüftungslöcher 210 gebildet werden, welche sich durch die Leiterplatte 110 und die Einbettungs- schicht 130 erstrecken. Zu diesem Zweck kann zum Beispiel ein Laser verwendet werden. Das Ausbilden von Löchern in der Einbettungsschicht 130 kann zum Beispiel im Rahmen des oben be¬ schriebenen Ausbildens von Ausnehmungen 135 in der Einbettungsschicht 130 (sofern vorgesehen, vgl. Figur 5) vorgenom- men werden. Alternativ kann die Leiterplatte 110 ohne Löcher bereitgestellt werden, und können sich durch die Leiterplatte 110 und die Einbettungsschicht 130 erstreckende Entlüftungs¬ löcher 210 nach dem Ausbilden der Einbettungsschicht 130 hergestellt werden.
Für das nachfolgende Ausbilden von einer bzw. mehreren Barrierestrukturen 170 wird auf der mit den Halbleiterchips 121, 122, der Einbettungsschicht 130 und den Kontaktschichten 140 versehenen Leiterplatte 110 ein strahlungsundurchlässiges Ma- terial aufgebracht, zum Beispiel durch Dispensen oder Jetten. Das strahlungsundurchlässige Material, bei dem es sich zum Beispiel um ein schwarzen Epoxid- oder Silikonmaterial han¬ delt, dient gleichzeitig als Klebstoff für die strahlungs¬ durchlässige Abdeckung 190. Hierzu wird die Abdeckung 190 vor einem Aushärten auf dem strahlungsundurchlässigen Material angeordnet und durch das Aushärten hierauf befestigt. Die Ab¬ deckung 190 kann solche lateralen Abmessungen aufweisen, dass die Abdeckung 190 zunächst noch sämtlichen herzustellenden Sensoren 100 zugeordnet ist und sich daher über die Bereiche sämtlicher Sensoren 100 erstreckt. In dem Vereinzelungspro- zess kann ein Durchtrennen der Abdeckung 190 in kleinere Abdeckungen 190 der einzelnen Sensoren 100 erfolgen. Auf der Grundlage der folgenden Figuren 19 bis 22 werden weitere Verfahrensabläufe beschrieben, um Sensoren 100 mit einem Figur 17 entsprechenden Aufbau mit einer strahlungsdurchläs¬ sigen Schicht 180 und einer bzw. mehreren Barrierestrukturen 170 herzustellen. Hierbei wird, abweichend von dem anhand von Figur 17 erläuterten Vorgehen, zuerst die strahlungsdurchläs¬ sige Schicht 180 ausgebildet. Auch bei diesen Sensoren 100 kann es sich um Biomonitoring-Sensoren handeln. Schritte eines solchen Verfahrensablaufs sind in den seitli¬ chen Darstellungen der Figuren 19, 20 veranschaulicht. Hier gezeigt ist jeweils ein Ausschnitt im Bereich von einem der im Verbund hergestellten Sensoren 100. Bei dem Verfahrensab¬ lauf wird ebenfalls eine zu Figur 4 vergleichbare Anordnung bereitgestellt. Auf dieser Anordnung wird eine durchgehende strahlungsdurchlässige Schicht 180 ausgebildet. Dieser
Schritt umfasst ein Aufbringen eines strahlungsdurchlässigen Materials, zum Beispiel eines transparenten Epoxid- oder Si¬ likonmaterials, durch zum Beispiel Sprühbeschichten oder Fo- lienlaminieren . Im Anschluss hieran wird, wie in Figur 19 gezeigt ist, wenigstens eine Grabenstruktur 185 in der strah¬ lungsdurchlässigen Schicht 180 ausgebildet, deren geometrische Aufsichtsform auf die wenigstens eine herzustellende Barrierestruktur 170 abgestimmt ist. Entsprechend den oben in Bezug auf Barrierestrukturen 170 genannten Ausgestaltungen können zum Beispiel mehrere linienförmige und parallel zuei¬ nander verlaufende Grabenstrukturen 185 ausgebildet werden. Möglich ist auch ein Ausbilden einer zusammenhängenden Grabenstruktur 185 in Form eines kreuzförmigen Gitters. Das Aus- bilden der Grabenstruktur (en) 185 kann zum Beispiel mit Hilfe eines mechanischen Prozesses, beispielsweise Sägen, oder mit Hilfe eines Lasers, durchgeführt werden (jeweils nicht darge¬ stellt) . Im Anschluss hieran erfolgt, wie in Figur 20 gezeigt ist, ein Aufbringen eines strahlungsundurchlässigen Materials im Bereich der Grabenstruktur (en) 185, so dass eine oder mehrere Barrierestrukturen 170 ausgebildet werden. Möglich ist zum Beispiel ein Dispensen oder Jetten eines schwarzes Epoxid- oder Silikonmaterials. Dieser Schritt erfolgt unter Auffüllen der Grabenstruktur (en) 170. Ferner wird/werden die Barrierestruktur (en) 170 mit einer gegenüber der strahlungsdurch- lässigen Schicht 180 größeren Dicke sowie oberhalb der
Schicht 180 mit einer gegenüber der/den Grabenstruktur (en) 170 größeren Breite ausgebildet, so dass die Barrierestruk¬ tur (en) die Schicht 180 auch seitlich der Grabenstruktur (en) 185 bedeckt/bedecken . Nach dem Ausbilden der Barrierestruk- tur (en) 170 wird der Sensorverbund in separate Sensoren 100 vereinzelt .
Die Figuren 21, 22 zeigen anhand von seitlichen Darstellungen einen weiteren möglichen Verfahrensablauf. Auch hier ist je- weils ein Ausschnitt im Bereich von einem der im Verbund hergestellten Sensoren 100 gezeigt. Bei dem Verfahrensablauf wird ebenfalls eine zu Figur 4 vergleichbare Anordnung be¬ reitgestellt. Auf dieser Anordnung wird eine strahlungsdurchlässige Schicht 180 ausgebildet, zum Beispiel mit einer
Schichtdicke im Bereich von 20ym bis 50ym, welche mehrere se¬ parate Grabenstrukturen 185 oder eine zusammenhängende Gra¬ benstruktur 185 aufweist. Entsprechend dem vorstehend be¬ schriebenen Verfahrensablauf können zum Beispiel mehrere li- nienförmige und parallel zueinander verlaufende Grabenstruk- turen 185 oder eine zusammenhängenden Grabenstruktur 185 in
Form eines kreuzförmigen Gitters vorgesehen sein. Infolge der Grabenstruktur (en) 185 kann die Schicht 180 in mehrere sepa¬ rate Schichtabschnitte unterteilt sein. Das Ausbilden der Schicht 180 mit einer oder mehreren Grabenstrukturen 185 kann zum Beispiel durch Aufsprühen eines strahlungsdurchlässigen Materials, beispielsweise eines transparenten Epoxid- oder Silikonmaterials, mit Hilfe einer Aussparungen aufweisenden und als Schablone dienenden Schattenmaske durchgeführt werden (nicht dargestellt) .
Anschließend erfolgt, wie in Figur 22 gezeigt ist, ein Auf¬ bringen eines strahlungsundurchlässigen Materials im Bereich der Grabenstruktur (en) 185, so dass eine oder mehrere Barrie- restrukturen 170 ausgebildet werden. Auch dieser Schritt erfolgt unter Auffüllen der Grabenstruktur (en) 170. Des Weiteren wird/werden die Barrierestruktur (en) 170 mit einer gegenüber der strahlungsdurchlässigen Schicht 180 größeren Dicke sowie oberhalb der Schicht 180 mit einer gegenüber der/den Grabenstruktur (en) 170 größeren Breite ausgebildet, so dass die Barrierestruktur (en) die Schicht 180 auch seitlich der Grabenstruktur (en) 185 bedeckt/bedecken . Das strahlungsundurchlässige Material kann zum Beispiel ein schwarzes Epoxid- oder Silikonmaterial sein, und mittels Dispensen aufgebracht werden. Möglich ist auch ein Aufsprühen eines solchen Materials unter Verwendung einer weiteren Schattenmaske (nicht dargestellt) . Diese Schattenmaske weist im Unterschied zu der zum Aufsprühen der strahlungsdurchlässigen Schicht 180 ver- wendeten Schattenmaske größere bzw. breitere Aussparungen auf, so dass die Barrierestruktur (en) 170, wie in Figur 22 gezeigt ist, breiter ausgeführt ist/sind als die Grabenstruk¬ tur (en) 185. Auf diese Weise können Toleranzen der Maskenab¬ lage der Schattenmasken ausgeglichen werden. Nach dem Ausbil- den der Barrierestruktur (en) 170 wird der Sensorverbund in separate Sensoren 100 vereinzelt.
Figur 23 zeigt eine seitliche Darstellung eines weiteren Sensors 100. Der Sensor 100 weist einen einzelnen auf der Lei- terplatte 110 angeordneten Detektor 122 auf. Der Detektor 122 kann ein Photodioden-Chip sein, und zur Detektion von sichtbarer Lichtstrahlung ausgebildet sein. Hierdurch kann der Sensor 100 ein Lichtsensor sein. Entsprechend den oben beschriebenen Sensoren 100 ist der Detektor 122 umfangsseitig von der Einbettungsschicht 130 umschlossen, und in der oben beschriebenen Art und Weise elektrisch an vorderseitige Kontaktflächen 117 von Leiterstrukturen 116 der Leiterplatte 110 angeschlossen. Darüber hinaus weist der Sensor 100 auf der durch die Halbleiterchips 121, 122, die Einbettungsschicht 130, die isolierenden Schichten 150 und die Kontaktschichten 140 gebildeten Oberfläche eine strahlungsdurchlässige Schicht 180 auf. Auf diese Weise kann der Detektor 122 vor äußeren Einflüssen geschützt werden. Zur Herstellung von Sensoren 100 mit dem in Figur 23 gezeigten Aufbau wird zunächst wie oben beschrieben vorgegangen, um eine zu Figur 4 vergleichbare Anordnung, d.h. eine mit Detek- toren 122, der Einbettungsschicht 130 und den Kontaktschichten 140 versehene Leiterplatte 110 bereitzustellen. Nachfol¬ gend wird auf dieser Anordnung ein strahlungsdurchlässiges Material zum Ausbilden der strahlungsdurchlässigen Schicht 180 aufgebracht. Das strahlungsdurchlässige Material kann zum Beispiel ein transparentes Epoxid- oder Silikonmaterial sein, und zum Beispiel mittels Sprühbeschichten aufgebracht werden. In dem nachfolgenden Vereinzelungsprozess wird der Sensorverbund in separate Sensoren 100 mit dem in Figur 23 gezeigten Aufbau vereinzelt (jeweils nicht dargestellt).
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.
Das Ausbilden von optischen Elemente 160 kann abweichend von den oben beschriebenen Methoden mit Hilfe eines Formprozesses durchgeführt werden. Sofern Sensoren 100 hergestellt werden, welche zusätzlich eine oder mehrere Barrierestrukturen 170 aufweisen, können zuvor die optischen Elemente 160 gefertigt werden. Bei dem Formprozess kann es sich um einen UV- Formprozess handeln. Hierbei kommt ein UV-härtendes Kunst¬ stoffmaterial zum Ausbilden der optischen Elemente 160 zum Einsatz, welches mit Hilfe von UV-Strahlung ausgehärtet werden kann. Ein in dem Formprozess verwendetes Werkzeug, in welchem die mit den Halbleiterchips 121, 122, der Einbet- tungsschicht 130 und den Kontaktschichten 140 versehene Lei¬ terplatte 110 aufgenommen werden kann, weist ein für UV- Strahlung transparentes Werkzeugteil mit Kavitäten auf. Die Kavitäten besitzen eine auf die herzustellenden optischen Elemente abgestimmte Form. Das strahlungsdurchlässige Materi¬ al kann auf die mit den Halbleiterchips 121, 122, der Einbet¬ tungsschicht 130 und den Kontaktschichten 140 versehene Lei¬ terplatte 110 aufgebracht und mit Hilfe des Werkzeugteils in Form gedrückt werden. Alternativ ist es möglich, das strahlungsdurchlässige Material in die Kavitäten des Werkzeugteils einzubringen, zum Beispiel durch Dispensen, und anschließend mit Hilfe des Werkzeugteils auf die mit den Halbleiterchips 121, 122, der Einbettungsschicht 130 und den Kontaktschichten 140 versehene Leiterplatte 110 aufzubringen. Die beiden vor¬ genannten Schritte werden in einem flüssigen bzw. zähflüssigen Zustand des strahlungsdurchlässigen Materials durchge¬ führt. Zum Fertigstellen der optischen Elemente 160 wird das strahlungsdurchlässige Material durch das Werkzeugteil hin- durch mit UV-Strahlung bestrahlt.
In Bezug auf die anhand der Figuren 10 bis 14 erläuterten Verfahrensabläufe besteht eine mögliche Abwandlung zum Bei¬ spiel darin, keine optischen Elemente 160 auszubilden. Statt- dessen kann, vergleichbar zu der in Figur 17 gezeigten Bauform, in Bereichen neben bzw. zwischen der/den Barrierestruktur (en) 170 eine plane strahlungsdurchlässige Schicht durch Aufbringen eines strahlungsdurchlässigen Materials ausgebildet werden.
Des Weiteren können Sensoren 100 verwirklicht werden, welche abweichend von den oben beschriebenen und in den Figuren abgebildeten Ausgestaltungen andere Anzahlen an Emittern 121 und/oder Detektoren 122 aufweisen. In diesem Zusammenhang wird ferner auf die Möglichkeit hingewiesen, anstelle von De¬ tektoren 122 mit mehreren Detektionsbereichen 124 separate Detektoren 122 einzusetzen, welche zur Strahlungsdetektion in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen ausgebildet sein können .
Eine weitere mögliche Abwandlung sind zum Beispiel Sensoren 100, 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 122 können zusätzliche Schaltungs- strukturen zur Auswertung aufweisen. Solche Detektoren 122 können zum Beispiel in Form von ASIC-Chips (Application Specific Integradetd Circuit) verwirklicht sein.
Des Weiteren können zum Ausbilden von Sensoren 100 verwendete Halbleiterchips einen, oder auch mehrere Vorderseitenkontakte aufweisen. Letztere Variante kann zum Beispiel in Bezug auf Detektoren 122 mit mehreren Detektionsbereichen 124 in Betracht kommen, wodurch diese getrennt betrieben werden können. Möglich sind auch zum Beispiel Ausgestaltungen, in wel- chen Halbleiterchips lediglich Vorderseitenkontakte aufwei¬ sen. In entsprechender Weise können Halbleiterchips mit mehreren Rückseitenkontakten zum Einsatz kommen. Oben beschriebene Merkmale und Details können in entsprechender Weise für die mehrere Kontakte eines Halbleiterchips zur Anwendung kom- men. Bei einem Halbleiterchip mit mehreren Vorderseitenkontakten kann zum Beispiel jeder Vorderseitenkontakt über eine Kontaktschicht 140 sowie gegebenenfalls zusätzlich über ein elektrisches Verbindungselement 155 mit einer Kontaktfläche 117 einer Leiterplatte 110 verbunden sein.
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
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
170 Barrierestruktur
171 Aussparung
180 strahlungsdurchlässige Schicht
185 Grabenstruktur
190 Abdeckung
200 Trennlinie
210 Entlüftungsloch

Claims

PATENTA S PRÜCHE
1. Sensor (100), aufweisend: eine Leiterplatte (110); wenigstens einen auf der Leiterplatte (110) angeordneten Halbleiterchip (122), wobei der Halbleiterchip (122) einen Vorderseitenkontakt (125) aufweist, und wobei der Halbleiterchip (122) ein strahlungsdetektierender Halbleiterchip ist; eine auf der Leiterplatte (110) angeordnete Einbettungs¬ schicht (130), welche seitlich an den wenigstens einen Halbleiterchip (122) angrenzt; und eine Kontaktschicht (140), welche mit dem Vorderseiten¬ kontakt (125) des wenigstens einen Halbleiterchips (122) verbunden ist.
2. Sensor nach Anspruch 1,
wobei die Einbettungsschicht (130) eine Ausnehmung (135) aufweist, über welche eine Kontaktfläche (117) der Lei¬ terplatte (110) wenigstens teilweise freigelegt ist, und wobei die Kontaktschicht (140) mit der Kontaktfläche (117) der Leiterplatte (110) verbunden ist.
3. Sensor nach Anspruch 1,
aufweisend ein auf einer Kontaktfläche (117) der Leiter¬ platte (130) angeordnetes elektrisches Verbindungsele¬ ment (155), wobei die Einbettungsschicht (130) seitlich an das elektrische Verbindungselement (155) angrenzt, und wobei die Kontaktschicht (140) mit dem elektrischen Verbindungselement (155) verbunden ist.
4. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
aufweisend einen weiteren auf der Leiterplatte angeord¬ neten Halbleiterchip (121) mit einem Vorderseitenkontakt (125), wobei die Einbettungsschicht (130) seitlich an den weiteren Halbleiterchip (121) angrenzt, und wobei eine weitere Kontaktschicht (140) mit dem Vorderseiten¬ kontakt (125) des weiteren Halbleiterchips (121) verbun¬ den ist.
5. Sensor nach Anspruch 4,
wobei der weitere Halbleiterchip (121) ein strahlungse- mittierender Halbleiterchip ist.
6. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei auf der mit dem wenigstens einen Halbleiterchip (122), der Einbettungsschicht (130) und der Kontakt¬ schicht (140) versehenen Leiterplatte (110) wenigstens ein strahlungsdurchlässiges optisches Element (160) an¬ geordnet ist.
7. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei auf der mit dem wenigstens einen Halbleiterchip (122), der Einbettungsschicht (130) und der Kontakt¬ schicht (140) versehenen Leiterplatte (110) eines von Folgendem angeordnet ist: wenigstens eine strahlungsundurchlässige Barrierestruk¬ tur (170) ; oder wenigstens eine strahlungsundurchlässige Barrierestruk¬ tur (170), wobei auf der wenigstens einen strahlungsun¬ durchlässigen Barrierestruktur (170) eine strahlungsdurchlässige Abdeckung (190) angeordnet ist.
8. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei auf der mit dem wenigstens einen Halbleiterchip (122), der Einbettungsschicht (130) und der Kontakt¬ schicht (140) versehenen Leiterplatte (110) eine strah¬ lungsdurchlässige Schicht (180) angeordnet ist. Sensor nach Anspruch 8,
wobei die strahlungsdurchlässige Schicht (180) eine Gra¬ benstruktur (185) aufweist, und wobei im Bereich der Grabenstruktur (185) eine strahlungsundurchlässige Bar¬ rierestruktur (170) angeordnet ist.
Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei auf einer Oberfläche, welche wenigstens durch den wenigstens einen Halbleiterchip (122), die Einbettungs¬ schicht (130) und die Kontaktschicht (140) gebildet ist, wenigstens eines von Folgendem angeordnet ist: ein strahlungsdurchlässiges optisches Element (160); eine strahlungsundurchlässige Barrierestruktur (170); eine strahlungsdurchlässige Schicht (180); und/oder eine strahlungsdurchlässige Schicht (180) mit einer Gra¬ benstruktur (185), wobei im Bereich der Grabenstruktur
(185) eine strahlungsundurchlässige Barrierestruktur
(170) angeordnet ist.
Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der wenigstens eine Halbleiterchip (122) und die Einbettungsschicht (130) unmittelbar auf der Leiterplat¬ te (110) angeordnet sind.
Verfahren zum Herstellen von Sensoren (100), umfassend: Bereitstellen einer Leiterplatte (110);
Anordnen von Halbleiterchips (121, 122) auf der Leiterplatte (110), wobei die Halbleiterchips (121, 122) einen Vorderseitenkontakt (125) aufweisen, und wobei für jeden Sensor wenigstens ein strahlungsdetektierender Halbleiterchip (122) auf der Leiterplatte (110) angeordnet wird; Aufbringen eines Einbettungsmaterials auf der Leiter¬ platte zum Ausbilden einer Einbettungsschicht (130), welche seitlich an die Halbleiterchips (121, 122) an¬ grenzt;
Ausbilden von Kontaktschichten (140), welche mit den Vorderseitenkontakten (125) der Halbleiterchips (121, 122) verbunden sind; und
Vereinzeln der mit den Halbleiterchips (121, 122), der Einbettungsschicht (130) und den Kontaktschichten (140) versehenen Leiterplatte in separate Sensoren, welche je¬ weils wenigstens einen strahlungsdetektierenden Halbleiterchip (122) aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 12,
wobei Ausnehmungen (135) in der Einbettungsschicht (130) ausgebildet werden, über welche Kontaktflächen (117) der Leiterplatte (110) wenigstens teilweise freigelegt sind, und wobei die Kontaktschichten (140) derart ausgebildet werden, dass die Kontaktschichten (140) mit den Kontaktflächen (117) der Leiterplatte verbunden sind. 14. Verfahren nach Anspruch 12,
wobei elektrische Verbindungselemente (155) auf Kontakt¬ flächen (117) der Leiterplatte (110) angeordnet werden, wobei die Einbettungsschicht (130) seitlich angrenzend an die elektrischen Verbindungselemente (155) ausgebil¬ det wird, und wobei die Kontaktschichten (140) derart ausgebildet werden, dass die Kontaktschichten (140) mit den elektrischen Verbindungselementen (155) verbunden sind .
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
wobei auf der mit den Halbleiterchips (121, 122), der Einbettungsschicht (130) und den Kontaktschichten (140) versehenen Leiterplatte (110) ein strahlungsdurchlässi- ges Material zum Ausbilden von optischen Elementen (160) aufgebracht wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15,
wobei optische Elemente (160) in Form von Linsen ausge¬ bildet werden, und wobei die Linsenform durch Thixotro- pie und/oder Überkopf-Aushärten eingestellt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16,
wobei auf der mit den Halbleiterchips (121, 122), der
Einbettungsschicht (130) und den Kontaktschichten (140) versehenen Leiterplatte (110) ein strahlungsundurchläs¬ siges Material zum Ausbilden von wenigstens einer strahlungsundurchlässigen Barrierestruktur (170) aufgebracht wird, wobei das strahlungsundurchlässige Material in Form der wenigstens einen Barrierestruktur (170) aufgebracht wird oder das strahlungsundurchlässige Material in Form einer Schicht aufgebracht wird und die Schicht nachfolgend in die wenigstens eine Barrierestruktur (170) strukturiert wird .
18. Verfahren nach Anspruch 17,
wobei auf dem strahlungsundurchlässigen Material eine strahlungsdurchlässige Abdeckung (190) angeordnet wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 18,
wobei auf der mit den Halbleiterchips (121, 122), der Einbettungsschicht (130) und den Kontaktschichten (140) versehenen Leiterplatte (110) ein strahlungsdurchlässi¬ ges Material zum Ausbilden einer strahlungsdurchlässigen Schicht (180) aufgebracht wird. 20. Verfahren nach Anspruch 19,
wobei die strahlungsdurchlässige Schicht (180) mit einer Grabenstruktur (185) ausgebildet wird oder eine Grabenstruktur (185) in der strahlungsdurchlässigen Schicht (180) ausgebildet wird, und wobei im Bereich der Graben¬ struktur (185) ein strahlungsundurchlässiges Material zum Ausbilden einer strahlungsundurchlässigen Barrierestruktur (170) aufgebracht wird.
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