DE4327133A1 - Verfahren zum Aufbringen eines optischen Koppelmediums - Google Patents
Verfahren zum Aufbringen eines optischen KoppelmediumsInfo
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Landscapes
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen eines
optischen Koppelmediums zum optischen Koppeln eines licht
emittierenden Halbleiterchips mit einem lichtdetektieren
den Halbleiterchip, die auf zwei voneinander getrennte
Leiterbahnen aufgebracht und koplanar zueinander angeord
net sind, bei dem ein Tropfen eines transparenten, aushärt
baren Kunststoffes auf die koplanare Chipanordnung aufge
bracht wird.
Es ist bekannt, bei optoelektronischen Koppelelementen bzw.
Optokopplern beispielsweise eine Lichtemissionsdiode (LED)
und einen Photodetektor auf getrennten Leiterbahnen zu mon
tieren und so anzuordnen, daß ein möglichst großer Teil der
Emissionsstrahlung auf die Empfängerfläche des Photodetek
tors fällt. Die optische Kopplung kann durch eine Kunst
stoffzwischenschicht als Koppelmedium, die zugleich eine
höhere Isolierung bewirkt, verbessert werden. Das Koppelme
dium zwischen den beiden Optohalbleiterbauelementen kann
beispielsweise durch Umpressen, Vergießen, aber auch durch
Tröpfeln hergestellt werden. Anstelle von zwei Leiterbän
dern, die es erlauben, Sender- und Empfängerchip einander
gegenüberliegend aufzubauen, können auch Reflexoptokoppler
mit koplanarem Aufbau von Sender- und Empfängerchip herge
stellt werden. Das beispielsweise aus einem für das von der
LED emittierte Licht transparenten Kunststoff bestehende
Koppelmedium wird dabei in Form eines Tropfens auf die
Chips, die zugehörigen Leiterbahnteile und die Kontaktver
bindungen (Bonddrähte) aufgebracht, so daß diese Teile in
das Koppelmedium eingebettet sind. Das Koppelmedium kann
noch mit einer reflektierenden Schicht überzogen und das
gesamte Bauelement außen mit Kunststoff umpreßt und kon
fektioniert werden.
Beim tropfenförmigen Aufbringen des Koppelmediums auf die
Halbleiterchips besteht das Problem, daß die Tropfenform
durch Verfließen nur schwer reproduzierbar ist. Dieses
Problem ist insbesondere dann gravierend, wenn an die Form
des Koppelmediums als Reflektor zum Erzielen eines hohen
Koppelwirkungsgrades besonders hohe Anforderungen gestellt
werden.
Um dem Problem des Verfließens von Abdecktropfen beizukom
men, hat man bereits aufwendige Formstempel verwendet. Da
bei tritt u. a. allerdings ein nachteiliges Fädenziehen auf.
Eine andere Möglichkeit, die Reproduzierbarkeit der Form
der Abdeckung zu verbessern, besteht in der allerdings re
lativ aufwendigen Verwendung hochthixotroper Vergußmassen.
Auch durch die Verwendung eines UV-Gels mit entsprechender
Steuerung kann die Reproduzierbarkeit ebenfalls verbessert
werden.
Die für den Zweck der Lichtkopplung in Reflexoptokopplern
verwendeten Kunstharze und Silicone, insbesondere weiche,
klebrige Gele, bereiten bei der Herstellung eines definier
ten Tropfens Probleme bzw. erfordern einen hohen Aufwand
bei der Tropfenbegrenzung und Dosierung.
Es ist auch bereits bekannt, den Koppelmediumstropfen von
oben auf die mit den Chips versehene Seite der Leiterbän
der aufzubringen. Das Leiterband liegt zu diesem Zweck auf
einer mit Teflon beschichteten, beheizten Unterlage. Der
rückseitige Tropfen wird dann in einem zweiten Verfahrens
schritt von unten aufgebracht. Allerdings ist auch mit
diesem relativ aufwendigen Verfahren eine definierte, re
produzierbare Tropfenform nicht gewährleistet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile
zu vermeiden und ein Verfahren zum Aufbringen eines opti
schen Koppelmediums zu schaffen, bei dem die Reproduzier
barkeit einer definierten Tropfenform gewährleistet ist
und das dadurch insbesondere zum Herstellen von Reflexopto
kopplern geeignet ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs ge
nannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die mit
den Chips versehenen Seiten der Leiterbänder nach unten
gedreht werden, und daß der Tropfen von oben her in einem
Tropfvorgang auf die Leiterbänder so aufgebracht wird, daß
auch die beiden Chips auf der Unterseite der Leiterbänder
gleichmäßig tropfenförmig eingehüllt werden.
Als Kunststoff für das Koppelmedium kann vorteilhaft ein
klebriges Gel verwendet werden. Es kann auch zweckmäßig
sein, einen UV-härtbaren Kunststoff zu verwenden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Herstellen von
Optokopplern besonders geeignet.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbe
sondere darin, daß durch die einfach zu handhabende Maß
nahme, daß die Chipseite des Leiterbandes nach unten ge
dreht und von oben getröpfelt wird, folgendes erreicht
wird:
- - Optimale Tropfengeometrie auf der Chipseite,
- - optimale Tropfenform auf der Unterseite, und zwar in einem Verfahrensschritt,
- - Positionierung der Tropfnadel zum Leadframe (Leiterbän dern) unkritisch,
- - Reproduzierbarkeit entscheidend verbessert,
- - mit dieser Technik auch die Verarbeitung klebriger Gele möglich, da keine Unterlage erforderlich ist,
- - Möglichkeit der Verwendung UV-härtbarer Gele.
Anhand eines in den Figuren der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels wird die Erfindung im folgenden
weiter erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine Seitenansicht des Aufbringens des Koppelmediums,
Fig. 2 eine Seitenansicht des Koppelmediums und
Fig. 3 eine Draufsicht auf das Koppelmedium.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Verfahren zum Aufbringen
eines Koppelmediums zum Koppeln eines lichtemittierenden
Halbleiterchips 1, beispielsweise einer Lichtemissionsdiode
(LED), mit einem lichtdetektierenden Halbleiterchip 2,
beispielsweise einer Fotodiode oder einem Fototransistor,
sind diese beiden Halbleiterbauelemente auf zwei voneinan
der getrennten Leiterbahnen 3, 4 aufgebracht und koplanar
zueinander angeordnet. Die Leiterbahnen 3, 4 können dabei
Teile eines sogenannten Leadframes sein, der eine Serien
fertigung derartiger Koppelelemente ermöglicht. Auf die
koplanare Anordnung von Sende- und Empfangschip 1, 2 wird
mittels einer Dosiernadel 7 ein Tropfen 5 eines transpa
renten, aushärtbaren Kunststoffs aufgebracht. Zum Aufbrin
gen des beispielsweise aus einem Gel oder Harz bestehenden
Kunststofftropfens 5 werden die beiden mit ihren Chips 1,
2 versehenen Leiterbänder 3, 4 nach unten gedreht, so daß
sich die Chips 1, 2 beim Tröpfeln auf der der Dosiernadel
7 abgewandten Seite der Leiterbänder 3, 4 befinden. Der
Tropfen 5 wird von oben her auf die Leiterbandzwischenräu
me so getropft, daß er sich auf der Leiterbandoberseite
und auf der Leiterbandunterseite gleichmäßig verteilt und
auch die beiden Chips 1, 2 auf der Unterseite der Leiter
bänder 3, 4 tropfenförmig bzw. kalottenförmig einhüllt.
Nach Verfestigen des das Koppelmedium bildenden Tropfens 5
entsteht das in Fig. 2 dargestellte, im Idealfall einem
Ellipsoid entsprechende Gebilde, wobei die beiden aktiven
Flächen der Optohalbleiter 1, 2 im Idealfall die Brennpunk
te des Ellipsoids bzw. Reflektors bilden sollten.
Aus der Draufsicht gemäß Fig. 3 ist die in diesem Beispiel
diagonale Anordnung von Lichtsendechip 1 und Lichtempfän
gerchip 2 ersichtlich. Sowohl Sendechip 1 als auch Empfän
gerchip 2 sind mit den ihnen zugeordneten Leiterbahnen 3,
4 nicht nur mechanisch, sondern auch elektrisch verbunden,
d. h. kontaktiert. Den im Falle der Verwendung von Dioden
als Chip 1 und 2 benötigten zweiten Kontakt bilden jeweils
zu den ersten Leiterbahnen 3, 4 in diesem Beispiel paralle
le, entsprechende zweite Leiterbahnen 3, 4 zu denen die
Kontaktverbindungen 6 beispielsweise in Form von Bonddräh
ten hergestellt sind.
Claims (4)
1. Verfahren zum Aufbringen eines optischen Koppelmediums
zum optischen Koppeln eines lichtemittierenden Halbleiter
chips mit einem lichtdetektierenden Halbleiterchip, die
auf zwei voneinander getrennte Leiterbahnen aufgebracht
und koplanar zueinander angeordnet sind, bei dem ein Trop
fen eines transparenten, aushärtbaren Kunststoffes auf die
koplanare Chipanordnung aufgebracht wird, dadurch
gekennzeichnet, daß die mit den Chips (1,
2) versehenen Seiten der Leiterbänder (3, 4) nach unten
gedreht werden, und daß der Tropfen (5) von oben her in
einem Tropfvorgang auf die Leiterbänder (3, 4) so aufge
bracht wird, daß auch die beiden Chips (1, 2) auf der Un
terseite der Leiterbänder (3, 4) gleichmäßig tropfenförmig
eingehüllt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß als Kunststoff ein klebriges Gel
verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß als Kunststoff ein UV-härt
barer Kunststoff verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekenn
zeichnet, durch seine Anwendung zum Herstellen von
Optokopplern.
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| DE4327133A DE4327133B4 (de) | 1993-08-12 | 1993-08-12 | Verfahren zum Aufbringen eines optischen Koppelmediums |
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| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: VISHAY EUROPE GMBH, 95100 SELB, DE |
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