DD252473A1 - Gehaeuse fuer integrierte optoelektronische systeme - Google Patents

Abstract

Derartige integrierte optoelektronische Systeme werden vorrangig zum Aufbau optischer Sensor- und Anzeigesysteme verwendet. Zur lichtdichten Trennung der im optoelektronischen System enthaltenen optoelektronischen Halbleiterbauelemente und Halbleiterchipbauelemente wird ein aus mehreren Kammern bestehendes Gehaeuse verwendet. Dadurch entfaellt die bisher uebliche Einzelpassivierung mit einer lichtundurchlaessigen Abdeckmasse. Naben der Vereinfachung des technologischen Fertigungsablaufes werden Fehlererscheinungen durch auftretende mechanische Spannungen vermieden und somit die Zuverlaessigkeit und der Integrationsgrad wesentlich erhoeht. Fig. 1

Description

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: Schnittdarstellung eines hybridintegrierten optoelektronischen Systems mit dem Gehäuse Fig.2: Draufsicht des in Fig. 1 dargestellten Systems

Auf einem gemeinsamen Substrat 6 sind gem. Fig. 1 ein optoelektronisches Halbleiterbauelement 2 sowie mehrere Halbleiterchipbauelemente3 angeordnet, die über Drahtbondverbindungen 4elektrisch mit den Leiterstrukturen des Substrats 6 verbunden sind. An den Längsseiten des Substrates 6 sind Anschlußarmaturen 5 angeordnet, über welche der elektrische Kontakt realisiert wird. Zur Verkapselung des mit den Bauelementen 2; 3 und Anschlußarmaturen 5 versehenen Substrates 6 dient das Gehäuse 1, welches durch die konstruktive Gestaltung in zwei Kammern 10; 11 unterteilt ist, von denen die eine Kammer 10 gem. Fig. 2 mit ihrem quadratischen Querschnitt im Mittelfeld des Gehäuses 1 angeordnet ist und zur Aufnahme des optoelektronischen Bauelementes 2 dient, während die andere Kammer 11, in der die Halbleiterchipbauelemente 3 angeordnet sind, die erste Kammer 10 ringförmig umschließt. Dadurch ist eine optische Trennung des optoelektronischen Halbleiterbauelementes 2 von den Halbleiterchipbauelementen 3 gewährleistet. Das Substrat 6 ist mit dem Gehäuse 1 im Bereich der Auflageflächen 7 unter Verwendung eines lichtundurchlässigen Epoxidharzklebstoffes 12 formschlüssig verbunden. Der durch die Rückseite des Substrates 6 und dem Gehäuserand gebildete Hohlraum ist mit einem Epoxidharz 8 ausgefüllt, wodurch eine zusätzliche Fixierung der Anschiußarmaturen 5 sowie der hermetische Verschluß des optoelektronischen Systems erreicht wird. )

Für optoelektronische Systeme, die mehrere optoelektronische Halbleiterbauelemente 2 enthalten, kann das Gehäuse 1 in mehr als zwei Kammern 10; 11 unterteilt sein.

Die oberhalb des optoelektronischen Halbleiterbauelementes 2 im Gehäuse 1 vorgesehene Lichteinfallöffnung ist mit einem Fenster 9 verschlossen, welches in die dafür vorgesehene Vertiefung im Gehäuse 1 mit Epoxidharz eingeklebt ist, wodurch der Schutz des optoelektronischen Halbleiterbauelementes 2 gegenüber Umwelteinflüssen gegeben ist. Es besteht weiterhin die Möglichkeit, den Schutz gegenüber Umwelteinflüssen beispielsweise durch eine Überzugsschicht aus einem transparenten Kunstharz zu realisieren, wodurch das Fenster 9 entfallen kann.

Durch den Mehrkammeraufbau des Gehäuses ist der technische und ökonomische aufwendige Arbeitsgang der Einzelpassivierung mit lichtundurchlässiger Abdeckmasse überflüssig. Das bewirkt eine wesentliche Steigerung der Produktionsausbeute, da die Einzelpassivierung technisch schwer zu handhaben ist. Eine Arbeitsverkürzung wird dadurch erreicht, daß die lichtdichte Passivierung und der Gehäuseverschluß in einem technisch einfach zu realisierendem Arbeitsgang erfolgt. Durch den Wegfall der Abdeckmasse für Halbleiterchipbauelemente werden Fehlererscheinungen durch auftretende mechanische Spannungen vermieden, wodurch die Zuverlässigkeit erhöht wird.

Claims (1)

1. Gehäuse für integrierte optoelektronische Systeme, dadurch gekennzeichnet, daß zur lichtdichten Trennung der auf einem gemeinsamen Substrat (6) angeordneten optoelektronischen Halbleiterbauelemente (2) und Halbleiterchipbauelemente (3) ein aus Metall oder Kunststoff bestehendes Gehäuse (1) verwendet wird, das zwei oder mehrere Kammern (10; 11) aufweist, wobei in dereinen Kammer (10) oder in mehreren Kammern (10) die optoelektronischen Halbleiterbauelemente (2) und in der anderen Kammer (11) bzw. in mehreren Kammern (11) lichtdicht die Halbleiterchipbauelemente (3) angeordnet und hermetisch verschossen sind.

   Hierzu 1 Seite Zeichnungen.

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft die gemeinsame Verkapselung optoelektronischer Halbleiterbauelemente mit Halbleiterchipbauelementen, vorzugsweise in der Hybridtechnik. Derartige integrierte optoelektronische Systeme werden vorrangig zum Aufbau optischer Sensor- und Anzeigesysteme verwendet.

   Charakteristik des bekannten Standes der Technik

   Zur Verkapselung optoelektronischer Halbleiterbauelemente in Verbindung mit Halbleiterchipbauelementen kompletter· Struktur werden gegenwärtig unterschiedliche Grundtechnologien eingesetzt. Es ist bekannt, Anzeigebauelemente mit einer lichtdurchlässigen Kappe zu versehen, die auf der Rückseite mit einem kalthärtenden Mehrkomponentenformstoff verschlossen wird. In dem Anzeigebauelement sind neben den lichtemittierenden Dioden auch digitale Ansteuerschaltkreise in Chipform integriert. Die Kappe des Anzeigebauelementes ist ganzflächig lichtdurchlässig und hat den Nachteil, daß die Integration von analogen Halbleiterchipbauelementen, deren elektrische Parameter durch Lichteinfluß nachteilig beeinflußt werden, gemeinsam mit optoelektronischen Halbleiterbauelementen nicht möglich ist (DD-WP 231167).

   Weiterhin ist bekannt, ein optoelektronisches Sensorsystem in einem Hermetikmetallgehäuse mit Fenster zu Verkappen. Die optoelektronischen Halbleiterbauelemente und die Halbleiterchipbauelemente sind auf einem gemeinsamen Substrat integriert: Um die elektrischen Parameter der Halbleiterchipbauelemente zu garantieren, sind die Halbleiterchipbauelemente mit einer lichtundurchlässigen Abdeckmasse umhüllt (DD-WP 232376). Nachteilig bei dieser Anordnung ist, daß das Verfahren der Umhüllung mit lichtundurchlässiger Abdeckmasse den Integrationsgrad einschränkt, da bei einem hohen Integrationsgrad durch die zwangsweisen geringen Abstände der Halbleiterchipbauelemente zueinander ein Ineinanderlaufen der Abdeckmasse nicht zu verhindern ist. Durch die daraus resultierende Materialanhäufung der Abdeckmasse treten unter thermischer Belastung mechanische Spannungen auf, die zur Zerstörung des Halbleiterchipbauelementes bzw. der Drahtbondverbindungen führen können. Dadurch sinkt bei höheren Integrationsgraden der Halbleiterchipbauelemente auf einem Substratträger die Zuverlässigkeit. Weiterhin erfordert das Verfahren der Umhüllung mit lichtundurchlässiger Abdeckmasse einen hohen technologischen Arbeitsaufwand, der die Ökonomie der Herstellung negativ beeinflußt.

   Ziel der Erfindung

   Bei Anwendung der Erfindung wird die Zuverlässigkeit erhöht, der Fertigungsaufwand gesenkt, der Montageabbau vereinfacht sowie die Produktionsausbeute erhöht.

   Darlegung des Wesens der Erfindung

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem integrierten optoelektronischen System die optoelektronischen Halbleiterbauelemente und Halbleiterch.ipbauelemente ohne Verwendung einer lichtundurchlässigen Abdeckmasse lichtdicht zu trennen.

   Es ist erforderlich, die in optoelektronischen Halbleiterbauelementen, insbesondere Empfängerbauelementen erzeugten elektrischen Signale, die im allgemeinen einen sehr niedrigen Signalpegel aufweisen, in unmittelbarer Nähe elektronisch weiterzuverarbeiten, um den negativen Einfluß von elektrischen und magnetischen Störeinflüssen sowie von Leitungswiderständen zu vermeiden. Die aus diesem Grund in unmittelbarer Nähe des optoelektronischen Halbleiterbauelementes angeordneten Halbleiterchipbauelemehte müssen von der auf optoelektronische Bauelemente einfallende bzw. ausgesandte Lichtstrahlung lichtdicht abgeschrimt werden, da die Lichtstrahlung die elektrischen Parameter ungeschützter Halbleiterchipbauelemente unkontrolliert verändern würde und somit die erforderliche Funktion der Weiterverarbeitungselektronik nicht gewährleistet ist.

   Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein aus mehreren Kammern bestehendes Gehäuse, die die auf einem Substrat angeordneten optoelektronischenHalbleiterbauelemente und Halbleiterchipbauelemente lichtdicht voneinander trennen, verwendet wird. ' ·