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1. WO2020109536 - STRAHLUNGSSENSOR UND HERSTELLUNGSVERFAHREN HIERFÜR

Anmerkung: Text basiert auf automatischer optischer Zeichenerkennung (OCR). Verwenden Sie bitte aus rechtlichen Gründen die PDF-Version.

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STRAHLUNGSSENSOR UND HERSTELLUNGSVERFAHREN HIERFÜR

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Strahlungssensor und ein Herstellungsver fahren hierfür.

Moderne Strahlungssensoren müssen verschiedenen Randbedingungen genügen. Zum einen müssen sie hinreichend klein sein, so dass sie in ihrerseits kleine Ge rätschaften und Strukturen integriert werden können. Weiterhin sollen sie eine gut wählbare spektrale Charakteristik in ihrem Ansprechverhalten gegenüber Strah lung aufweisen, so dass sie zur Erzeugung elektrischer Signale nach Maßgabe einfallender Strahlung beispielsweise bestimmte Wellenlängenbereiche im sicht-baren Bereich des Spektrums (400 nm bis 800 nm) oder im Infrarotbereich (Wel lenlänge >800 nm) oder im Ultraviolettbereich (Wellenlänge <400 nm) entweder gezielt wählen oder gezielt ausschließen. Weiterhin ist dafür Sorge zu tragen, dass die Verdrahtung der Sensoren auch dann dauerbeständig ist, wenn der Strahlungssensor in mechanisch anspruchsvollen Umgebungen mit starken Vibra-tionen und Erschütterungen oder in thermisch anspruchsvollen Umgebungen mit vielen und/oder großen Temperaturzyklen eingesetzt werden sollen. Bei den Strahlungssensoren der hier in Rede stehenden Art kann es sich beispielsweise um Fotodioden oder Fototransistoren handeln, die in einem sichtbaren Spektralbe reich und/oder im Infraroten empfindlich sind.

Strahlungssensoren weisen in der Regel strahlungsempfindliche Chips auf, die nach Maßgabe einfallender Strahlung ein elektrisches Signal erzeugen. Die Wel lenlängenselektivität kann dadurch hergestellt werden, dass auf der Chipoberflä- che eine Filterschicht aufgebracht wird, die die gewünschte Strahlungsselektivität in Transmission oder Blockade von Wellenlängenbereichen aufweist. Eine derarti ge Filterschicht ist im Vergleich zu dem Chip typischerweise relativ dünn. Solche Filter werden regelmäßig großflächig auf großflächige Chipstrukturen aufgebracht, die nach dem Aufbringen der Filterschicht vereinzelt werden. Auf diese Weise sind zwar die Oberflächen, nicht aber die selbst strahlungsempfindlichen Seitenflächen der Chips von Filterschichten überzogen, so dass die Seitenflächen die Strah lungsselektivität der Chipoberfläche kompromittieren können, wenn beliebige Strahlung auf die seitlichen Oberflächen des Chips einfällt.

Weiterhin wird bei immer kleiner werdenden Chipoberflächen proportional dazu die einfallende konvertierbare Strahlungsleistung immer kleiner. Es müssen des halb konstruktionsbedingte Begrenzungen der Strahlungssammlung und Strah lungskonversion vermieden werden.

In den Fig. 8a bis 8c sind bekannte Strahlungssensorbauweisen dargestellt.

Fig. 8a zeigt eine Bauweise unter Verwendung einer metallischen Gießform. Sie hat den Nachteil, dass die Seitenwände des Chips freiliegen, so dass ein auf der Oberfläche des Chips angebrachter Farbfilter umgangen wird.

Fig. 8b zeigt einen Sensorchip mit vorgeformter Leiter- und Rahmenstruktur, wie sie ähnlich auch aus der DE 10 2015 116 263 A1 bekannt ist. Der Rahmen umgibt den Sensorchip mit Abstand und überragt ihn zur späteren Einfüllung einer trans-parenten Vergussmasse. Auch diese Bauweise deckt die Seitenwände nicht hin reichend ab. Der die Chipoberfläche überragende Rahmen führt zu Abschattungen der einfallenden Strahlung bei schrägem Einfall und somit zur Empfindlichkeitsver ringerung.

Fig. 8c zeigt eine Bauweise, bei der unter Verwendung der FAM-Technik ("Foil Assisted Molding") ein Rahmen seitlich an den Sensorchip angegossen wird. Für das spätere Einfüllen von Material einer weiteren transparenten Schicht überragt der Rahmen die obere Oberfläche des Chips. Bereichsweise können auch Rand-bereiche der Chipoberfläche vom Rahmenmaterial abgedeckt sein. Die Abde ckungen reduzieren die Sensorempfindlichkeit unabhängig vom Strahlungswinkel. Der hohe Rand führt wie schon bei der in Fig. 8b gezeigten Ausführungsform zu Abschattungen, wenigstens bei schrägem Strahlungseinfall. Deswegen ist auch bei dieser Ausführungsform die Empfindlichkeit begrenzt.

Die DE 10 2014 100 743 A1 beschreibt einen folienunterstützen Formungsprozess bei der Bauelementherstellung.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Strahlungssensor anzugeben, der bei kleiner Bauweise eine gut einstellbare Wellenlängenselektivität bei gleichzeitig guter

Empfindlichkeit aufweist. Auch ein Fierstellungsverfahren für einen solchen Sensor soll angegeben werden.

Die obige Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.

Ein Strahlungssensor weist die Merkmale des Anspruchs 1 auf. Der Strahlungs sensor umfasst ein Substrat, darauf (direkt oder indirekt) einen strahlungsempfind lichen Chip und einen an die Chip-Seitenflächen angefügten und den Chip umge-benden strahlungsundurchlässigen Rahmen. Über den Chip, bzw. (sofern vorhan den) über eine auf der Oberfläche des Chips befindliche Filterschicht, wird eine strahlungsdurchlässige Schicht angebracht. An der Oberkante des Chips überragt der Rahmen über einen wesentlichen Teil seines Innenumfangs hinweg die Ober kante des Chips nicht oder nicht wesentlich. Die strahlungsdurchlässige Schicht erstreckt sich in seitlicher Richtung über den Chip hinaus und damit über den Rahmen und kann auf ihm aufliegen oder darüber liegen.

Der Begriff "seitlich" bedeutet eine Erstreckung parallel zur Substratoberfläche. "Vertikal" bedeutet demgegenüber eine Richtung senkrecht zur Substratoberflä che.

Der strahlungsundurchlässige Rahmen kann den Chip seitlich umgeben und ins besondere über die gesamte Höhe des Chips an den Seitenflächen des Chips an-liegen. Entlang eines wesentlichen Teils seines Innenumfangs überragt der strah lungsundurchlässige Rahmen die Oberkante des Chips bzw. die Ebene der Ober fläche des Chips insbesondere in vertikaler Richtung nicht oder nicht wesentlich, und entlang dieses Teils des Innenumfangs des Rahmens überdeckt der Rahmen die Oberfläche des Chips auch nicht in seitlicher Richtung. Dies muss insbesonde-re im Hinblick auf eine mögliche Einbettung eines oder mehrerer Bonddrähte in den Rahmen jedoch nicht für den gesamten Innenumfang des Rahmens gelten, wie nachfolgend noch erläutert wird. Der strahlungsundurchlässige Rahmen kann insbesondere auch derart ausgebildet sein, dass er die Oberkante des Chips nicht oder nicht wesentlich unterschreitet.

Unter dem "Innenumfang des Rahmens" kann insbesondere der Umfang des Rahmens entlang der Seitenflächen des Chips zu verstehen sein. Der genannte "wesentliche Teil" des Innenumfangs des Rahmens kann als Streckenanteil am Gesamtinnenumfang des Rahmens definiert sein und kann mindestens 30% oder mindestens 50 % oder mindestens 70% oder mindestens 80% dieses Umfangs sein. Aus produktionstechnischen Gründen kann es sich beabsichtigt und/oder unbeabsichtigt ergeben, dass der Rahmen an mehreren über den Umfang be trachtet nicht zusammenhängenden Stellen die Rahmenkante mehr als unwesent lich überragt. Dann hängen auch die nicht wesentlich überragten Bereiche der Rahmenkante über den Umfang betrachtet nicht zusammen. Die oben genannte Dimensionierung betrifft dann die Summe der Längen der einzelnen Bereiche.

Das Anbringen des strahlungsundurchlässigen Rahmens am Sensorchip so, dass der Rahmen an der seitlichen Oberfläche des Sensorchips anliegt, bewirkt, dass die seitliche Oberfläche abgedeckt ist und somit nicht strahlungskonvertierend wirkt. Es kann deshalb eine auf der Sensoroberfläche vorgesehene Filterschicht nicht von Strahlung umgangen werden. Weiterhin werden dadurch, dass der Rahmen die Chipoberfläche nicht wesentlich überragt, abschattende Strukturen oder die Sensorchipoberfläche unmittelbar abdeckende Strukturen nicht oder nur in geringem Umfang geschaffen, so dass insoweit auch Empfindlichkeitsbeein trächtigungen verringert sind.

Darüber hinaus führt die seitlich über den Chip überstehende strahlungsdurchläs sige Schicht dazu, dass durch sie mehr Strahlung von außerhalb der Chipoberflä che zur Chipoberfläche hin geleitet werden kann, insbesondere durch Streuung, Mehrfachstreuung, Reflexion und Mehrfachreflexion, so dass durch diesen Effekt eine Empfindlichkeitssteigerung gegeben ist.

Die beschriebene Bauart kombiniert somit strukturelle Merkmale, die einerseits empfindlichkeitsverringernde Strukturen vermeiden oder reduzieren und die ande rerseits empfindlichkeitserhöhende Strukturen aufnehmen. Auf diese Weise wird insgesamt ein Strahlungssensor geschaffen, der bei guter Wellenlängenselektivität auch eine gute Empfindlichkeit aufweist.

Die strahlungsempfindlichen Chips werden üblicherweise durch eine oder mehrere Bondverbindungen mit anderen elektrischen bzw. elektronischen Strukturen ver bunden, regelmäßig mit Leiterbahnen auf dem Träger bzw. Substrat bzw. Platine bzw. Leiterrahmen bzw. Leadframe. Ein Augenmerk der Erfindung liegt auch auf dem Schutz dieser Bondverbindungen. Grundsätzlich sind zwei Möglichkeiten

hierfür denkbar, nämlich einerseits das Eingießen der Bondverbindungen in das Material des Rahmens oder das Eingießen der Bondverbindungen in das Material der strahlungsdurchlässigen Schicht.

Die Bonddrähte, die den Chip kontaktieren, setzen üblicherweise an der oberen Oberfläche des strahlungsempfindlichen Chips an und werden dann mindestens seitlich herausgeführt, in der Regel auch dann nach unten auf eine metallische Zielfläche auf der Platine bzw. dem Substrat bzw. Leadframe. Diese kann ihrer seits weiterverbunden sein, etwa durchkontaktiert zu frei zugänglichen Kontaktflä chen auf der anderen Seite des Substrats, so dass ein SMD-Bauteil ("surface mounted device") geschaffen wird.

Eine Möglichkeit des Schutzes der Bonddrähte ist es, diese vor Fertigung des Rahmens anzubringen und die Bonddrähte dann beim Fertigen des Rahmens in das Rahmenmaterial derart einzugießen, dass Bondstrecken, die seitlich neben dem Chip liegen und nach unten zum Träger/Substrat laufen, in das sowieso vor handene Material des eingangs beschriebenen Rahmens eingegossen sind, aber die Formgebung auch so vorzunehmen, dass die über dem Chip liegenden Berei che des oder der Bonddrähte in Teile des Rahmenmaterials eingegossen sind, die den Chip teilweise überragen. Das Rahmenmaterial, das ja selbst nicht transpa rent ist, wird dann gewisse Bereiche der Oberfläche des Chips überdecken. Bei einer solchen Ausführungsform können ein oder mehrere zusammenhängende derartige Teile des Rahmenmaterials vorgesehen sein, die die Oberfläche des Chips in vertikaler Richtung überragen und in seitlicher Richtung überdecken.

Das Rahmenmaterial kann in seinem thermischen Ausdehnungskoeffizienten gut an die thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Bondmaterials oder anderer Komponenten, insbesondere des Substrats, angepasst werden, so dass diese Bauform gerade dann vorzusehen ist, wenn der Strahlungssensor in temperatur kritischen Anwendungen zum Einsatz kommen kann, wenn beispielsweise hohe

Temperaturdifferenzen möglicherweise oft und vielleicht auch schnell durchlaufen werden. Im Automobilbau kann dies der Fall sein.

Eine andere Möglichkeit, die Bonddrähte zu schützen, ist es, diese in das Material der strahlungsdurchlässigen Schicht einzubetten. Bei dieser Bauart wird der Rah men um den Chip herum vor Herstellung der Bondverbindungen gefertigt, und zwar so, dass er seitlich neben dem Chip eine Aussparung aufweist, die bis hinun ter zur Zielfläche der Bondverbindungen reicht. Nach Fertigung der so gestalteten Rahmen kann dann die Bondverbindung von der Chipoberfläche durch die Aus sparung hindurch auf die Substratoberfläche geführt werden. Danach wird die schon erwähnte strahlungsdurchlässige Schicht auf die Chipoberfläche und den Rahmen neben der Chipoberfläche aufgebracht. Sie überdeckt dabei auch die Bondverbindungen. Sie kann auch in die Öffnung im Rahmen hineinlaufen und dann die Bonddrähte in der Öffnung mit eingießen und schützen.

Die Gestaltung der Bonddrähte und der strahlungsdurchlässigen Schicht ist bei dieser Ausführungsform so, dass letztere die Bonddrähte auch auf der Chipober fläche vollständig umhüllt. Bei dieser Bauweise ist auf der Chipoberfläche über haupt kein abdeckendes Material vorhanden, so dass sich eine gute Empfindlich keit ergibt. Die Verhältnisse hinsichtlich thermischer Ausdehnungskoeffizienten sind so, dass sie für weniger temperaturkritische Anwendungen völlig hinreichend sind.

In der beschriebenen Ausführungsform kann der Sensorchip letztlich eine, zwei oder mehrere strahlungsdurchlässige Schichten aufweisen, insbesondere womög lich eine schon bei der Chipfertigung aufgebrachte Filterschicht unmittelbar auf seiner Oberfläche, darüber hinaus die erwähnte strahlungsdurchlässige Schicht, die bei der Sensorfertigung aufgebracht wird, und womöglich eine oder mehrere weitere Schichten. Die strahlungsdurchlässige Schicht hat schützende und auch die beschriebene strahlungssammelnde Funktion von Bereichen außerhalb der

Chipoberfläche her. Sie kann ihrerseits auch filternd bzw. wellenlängenselektiv gestaltet sein und kann dann zusätzlich zur Filterschicht direkt auf dem Chip eine filternde Wirkung haben.

Die Wellenlängenselektivitäten der Filterschicht und/oder der strahlungsdurchläs sigen Schicht können so gestaltet sein, dass sie Wellenlängen oder Wellenlän genbereiche im IR-Bereich und/oder im sichtbaren Bereich und/oder im UV-Bereich des Spektrums blockieren oder durchlassen.

Das Material des Rahmens kann ein Thermoplast oder ein Duroplast sein oder aufweisen und kann ein Materialgemisch sein. Vorzugsweise ist es ein anfänglich fließ- bzw. gießfähiger und dann aushärtender Kunststoff oder Kunstharz oder weist ihn auf. Das Materialgemisch kann einen körnigen oder pulvrigen Füllstoff aufweisen, wobei insbesondere der Füllstoff einen thermischen Ausdehnungskoef fizienten derart hat, dass das Rahmenmaterialgemisch insgesamt einen ange passten Ausdehnungskoeffizienten hat. Sein Ausdehnungskoeffizient a kann im Bereich zwischen 30% und 200% des Ausdehnungskoeffizienten des Materials eines Bonddrahts oder des Substrats des Strahlungssensors liegen. Das Füllma terial kann Glaskörner oder -staub, Siliziumdioxid oder Keramik oder ähnliches aufweisen.

Der strahlungsundurchlässige Rahmen soll die Oberkante des Chips, wie vorste hend erwähnt, nicht oder "nicht wesentlich" überragen. Letzteres kann insbeson dere dann vorliegen, wenn der Rahmen nicht nur an die Seitenflächen des eigent lichen Chips, sondern auch an die Seitenflächen einer auf die Oberfläche des Chips aufgebrachten Filterschicht angefügt ist und bereits deswegen die Oberflä che des eigentlichen Chips in vertikaler Richtung überragt. Das erwähnte "nicht wesentliche" Überragen des Rahmens bezeichnet, noch allgemeiner formuliert, insbesondere eine Höhe des Rahmens am Chiprand bzw. an der umlaufenden Oberkante des Chips über der oberen Chipoberfläche, die höchstens 10% oder

höchstens 5% oder höchstens 3% oder höchstens 2% oder höchstens 1 % der maximalen Erstreckung des Chips in Richtung parallel zum Substrat sein kann.

Die maximale Erstreckung kann bei einem rechteckigen Chipgrundriss eine Dia gonale des Grundrisses sein. Bei einem runden Grundriss kann es der Durchmes ser sein. Bei der so beschriebenen Dimensionierung der Überragung des Rah menmaterials über dem Chip kann dabei unmittelbar auf die Oberfläche des Chips abgestellt werden oder auf die freie Oberfläche der Filterschicht darüber. Gleiche Erwägungen gelten hinsichtlich der Unterschreitung der Oberkante des Chips. Solche Überragungen oder Unterschreitungen können sich herstellungsbedingt einstellen, sind aber jedenfalls direkt an der umlaufenden Oberkante des Chips nicht beabsichtigt.

Seitlich außerhalb der Oberkante des Chips und insbesondere seitlich beab-standet vom Chip können der Rahmen oder Bereiche des Rahmens allerdings in vertikaler Richtung über die Chipoberfläche hinaus stehen. Solch überstehende Bereiche können den Chip ringwallartig umgeben, so dass ein Becken oder eine Wanne geschaffen ist, in das später in der Fertigung das Material der strahlungs durchlässigen Schicht in dann noch flüssiger Form eingefüllt werden kann und in dem es aushärten kann. Die Flöhe dieses Walls über der Chipoberfläche kann ge ring im Vergleich zu seiner maximalen Erstreckung sein. Sie kann über 3% oder über 5% der maximalen Erstreckung liegen und kann unter 20% oder unter 15% oder unter 10% der maximalen Erstreckung liegen. Die Gestaltung kann so sein, dass der höchste Punkt der überstehenden Bereiche von der Chipkante um we nigstens 10% oder wenigstens 20% der maximalen Erstreckung beabstandet ist oder am Rand des Sensorelements liegt. Der vertikale Überstand des Rahmens kann entlang des gesamten Umfangs des Rahmens oder lediglich entlang eines Teils des Umfangs des Rahmens vorgesehen sein und kann bereits ab der Ober kante des Rahmens beginnen. Hierbei kann der Rahmen einen flachen Trichter winkel bilden, der beispielsweise unter 30° oder unter 20° oder unter 15° oder un ter 10° liegen kann. Der Überstand kann auch erst seitlich beabstandet von der Oberkante des Chips gebildet sein und beginnend mit einem gewissen seitlichen Abstand vom Chip insbesondere kontinuierlich ansteigen. Bei derartigen Ausfüh rungsformen ist gleichwohl gewährleistet, dass Abschattungen der einfallenden Strahlung bei schrägem Einfall und hiermit verbundene Empfindlichkeitsverringe rungen zumindest weitgehend vermieden werden.

Die maximale Erstreckung des Chips in Richtung parallel zum Substrat kann klei ner als 6 mm oder kleiner als 4 mm oder kleiner als 2 mm sein.

Der Rahmen mit all seinen strukturellen Merkmalen wie oben beschrieben kann durch ein FAM-Verfahren ("Foil-Assisted-Molding", folienunterstütztes Gießen) hergestellt sein. Die Formgebung für das Gießen des Rahmens erfolgt im Wesent lichen dann durch eine starre, etwa metallische Negativform. Weiter ist eine Folie vorgesehen, die der Oberfläche der Form folgt. In konkave Kavitäten der Form wird die Folie durch Vakuumkanäle hineingesaugt. Die Folie hat einerseits abdich tende Wirkung, indem sie mit einer gewissen Nachgiebigkeit ähnlich einem Dich tungsring beispielsweise auf dem Sensorchip aufliegen kann und so verhindert, dass Rahmenmaterial beim Eingießen auf die Sensoroberfläche läuft. Mit starren Formen kann dies kaum erreicht werden, da das Chipmaterial selbst spröde ist und es bei kräftigem Kontakt mit der Form, wie er ja zur Abdichtung nötig wäre, regelmäßig splittern würde. Darüber hinaus erleichtert die Folie nach dem Gießen das Auslösen der gefertigten Produkte aus der Form.

Das Substrat bzw. der Träger kann ein vorgefertigter elektrisch isolierender Träger bzw. Rahmen bzw. Leadframe sein, der schon mit geeigneten Leiterstrukturen versehen sein kann. Leiterstrukturen können auf beiden Hauptoberflächen vorge sehen oder in sie eingebettet sein. Sie können durch das Trägermaterial hindurch durchkontaktiert sein. Auf einer Seite (der zukünftigen Außenseite des Sensors) können externe elektrische Kontakte des zu fertigenden Bauelements liegen, auf der anderen Seite (der zukünftigen Innenseite) interne Verdrahtungen, etwa

Bondziele als Bondpads für Bondverbindungen zum Chip hin, Leitungen zu Durchkontakten hin und ggf. weitere Leitungen.

Das Sensorelement kann neben dem strahlungsempfindlichen Chip weitere Schal-tungselemente aufweisen, die auch auf dem Substrat bzw. Leadframe angeordnet sind. Sie können als integrierter Schaltkreis gebaut sein. Sie können mit dem strahlungsempfindlichen Chip verbunden sein und bspw. der Verarbeitung und/oder Verstärkung und/oder Wandlung, z. B. vom Analogen ins Digitale, der Signale vom Chip her dienen. Die weiteren Schaltungselemente können schon verdrahtet und damit Teil des vorgefertigten Substrats sein und können dann in das Rahmenmaterial mit eingegossen werden. Nach Bedarf kann das Sensorele ment dann zwei, drei, vier oder mehr externe Anschlüsse aufweisen, etwa auf der Substratunterseite zur Schaffung eines SMD-Bauelements, z. B. mindestens zwei für das Signal, das z. B. analog oder digital seriell ausgegeben werden kann, ggf. ein oder zwei weitere für Leistungsversorgung, ggf. weitere für Steuerungssignal ein- und -ausgänge etc..

Ein Verfahren zum Herstellen eines Strahlungssensors, insbesondere der vorste hend erläuterten Art, umfasst die Schritte: Anbringen eines strahlungsempfindli-chen Chips auf einem geeignet vorgefertigten Substrat; Angießen eines Rahmens an den Chip mit einem FAM-Verfahren ("Foil-Assisted-Molding") so, dass der Rahmen an einem Außenumfang des Chips anliegt und entlang eines wesentli chen Teils des Innenumfangs des Rahmens die umlaufende Oberkante der Kontur des Chips nicht oder nicht wesentlich überragt oder unterschreitet; und Anbringen einer strahlungsdurchlässigen Schicht über dem Chip und mindestens über Berei chen des Rahmens seitlich des Chips.

Mit dem FAM-Verfahren wird bei der Fertigung des Rahmens die filigrane Form gebung desselben im Bereich des eigentlichen Sensorchips und im Bereich der

Bonddrähte bzw. der überdeckenden Strukturen hierfür oder gegebenenfalls eines Durchlasses für die Bonddrähte möglich.

Je nach Art der gewünschten Abdeckung der Bonddrähte kann die Bondverbin dung des Chips mit anderen Strukturen vor der Rahmenfertigung oder nach der Rahmenfertigung erfolgen, wie weiter oben beschrieben.

Die Herstellungsweise kann derart sein, dass auf einem großen und geeignet vor bereiteten Substrat bzw. Träger mehrere Chips regelmäßig gerastert angebracht und dann gemeinsam auf dem zusammenhängenden Substrat weiterverarbeitet werden (Rahmenfertigung, Verbondung, Aufbringen der strahlungsdurchlässigen Schicht ...), etwa als ein Feld von bspw. 10 * 10 zunächst zusammenhängenden Sensorelementen. Erst zuletzt erfolgt eine Vereinzelung der einzelnen Sensoren durch Zerschneiden des gemeinsam gefertigten Aufbaus.

Bei gemeinsamer Fertigung mehrerer bzw. vieler Strahlungssensoren auf zu nächst einem gemeinsamen Substrat können die Rahmen aller Strahlungssenso ren als eine gemeinsame Gussstruktur gefertigt werden, indem das flüssige Rah menmaterial um die "inselartig" in der anfänglich flüssigen Gießmasse liegenden und womöglich schon verbündeten Chips herum und ggf. über die weiteren Schal tungselemente gegossen wird, soweit die folienunterstützte Form dies zulässt. Die Vereinzelung (Zerschneiden) der Sensoren erfolgt dann in Bereichen des ausge härteten Rahmenmaterials.

Wenn bei gemeinsamer Fertigung vieler Strahlungssensoren nach dem Eingießen des Rahmenmaterials eine vergleichsweise glatte Oberfläche vorliegt, kann darauf das Material der strahlungsdurchlässigen Schicht gegossen werden, so dass es gleichmäßig über alle zu fertigenden Sensorelemente hinweg verläuft oder verzo gen wird und die Chips gleichmäßig abdeckt. Danach kann es aushärten und dann beim Vereinzeln mit zerschnitten werden.

Wenn dagegen abseits der Chipoberflächen gitterartig zwischen den einzelnen Sensorchips liegende und diese vollständig umgebende Erhöhungen an dem Rahmen vorgesehen sind, können die sich ergebenden Becken über den einzel nen Sensorchips einzeln verfüllt werden. Das Material zerfließt dann jeweils inner halb des jeweiligen Beckens und härtet so aus. Die Vereinzelung kann durch Schneiden längs dieser Erhöhungen erfolgen.

Die strahlungsdurchlässige Schicht kann aber auch hergestellt werden, indem der halbgefertigte, insbesondere schon mit dem Rahmen versehene Strahlungssensor bzw. die noch nicht vereinzelten zusammenhängenden vielen halbgefertigten Strahlungssensoren nach der Anformung des Rahmens in eine weitere Gießform gegeben werden, die der Formgebung der strahlungsdurchlässigen Schicht, so lange sie noch flüssig ist, dient, und in der das flüssige Material aushärten kann.

Nachfolgend werden Bezug nehmend auf die Zeichnungen Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Strahlungssensor,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Strahlungssensor,

Fig. 3a und 3b einen Querschnitt durch und eine Draufsicht auf den Bond bereich des Strahlungssensors,

Fig. 4a und 4b einen weiteren Querschnitt durch und eine Draufsicht auf den Bondbereich des Strahlungssensors,

Fig. 5 eine schematische Darstellung für Bemaßungen,

Fig. 6 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des FAM- Verfahrens,

Fig. 7 Merkmale der Randgestaltung, und

Fig. 8a - 8c Darstellungen zum Stand der Technik

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen Strahlungssensor 10 jenseits der wo möglich vorhandenen Bondverbindungen. Der Schnitt liegt wie in Figur 2 angedeu tet.

Die Ziffer 14 bezeichnet ein Substrat. Es kann sich um eine Leiterplatte handeln oder um ein Keramiksubstrat, einen Leiterrahmen z. B. einen Leadframe, oder ähnliches. Auf dem Substrat 14 ist der strahlungsempfindliche Sensorchip 11 an gebracht, etwa indem er über eine Klebeschicht 13 auf das Substrat 14 aufgeklebt ist. Hierbei kann auch eine elektrische Kontaktierung mit dem Substrat 14 vorge sehen sein. Ferner kann der Chip 11 auch lediglich indirekt an dem Substrat 14 angebracht sein, insbesondere über ein oder mehrere Zwischenelemente oder Zwischenschichten. Der Sensorchip kann zwei Flauptoberflächen 11 u und 11o aufweisen. Die untere Flauptoberfläche 11 u ist dem Substrat 14 zugewandt, an ihr kann die Verklebung 13 ansetzen. Die obere Flauptoberfläche 11o (Chipoberflä che) ist die eigentliche strahlungssammelnde Oberfläche und dem Strahlungsein fall ausgesetzt. Allerdings kann auf ihr schon bei der Herstellung des Chips 11 eine Filterschicht 12 angebracht worden sein, die eine gewünschte Wellenselekti vität bewirkt.

Die Ziffer 15 bezeichnet von extern zugängliche metallische Kontaktflächen, die extern anlötbar sein können. Jenseits der Schnittebene können sie zu elektrischen Elementen auf der oberen Oberfläche des Substrats 14 durchkontaktiert sein. Das Sensorelement kann, wie weiter oben erwähnt, weitere, nicht gezeigte Schal- tungselemente aufweisen, die mit Leitungen auf oder im Substrat 14 oder durch es hindurch mit dem Chip 11 und/oder mit den Kontakten 15 verbunden sein können.

Mit Ziffer 16 ist der strahlungsundurchlässige Rahmen bezeichnet, der den Chip 11 umgibt. Er ist so gestaltet bzw. gefertigt, dass er unmittelbar an den Seitenflä chen 11 s des Chips 11 anliegt, insbesondere indem der Rahmen 16 an die Seiten flächen 11 s des Chips 11 angegossen wurde. Die Herstellung erfolgt so, dass der Rahmen 16 mindestens in weiten Bereichen des oberen umlaufenden Rands 11 a (Oberkante) des Chips 11 diesen Rand 11 a unmittelbar anliegend nicht oder nicht wesentlich überragt und nicht oder nicht wesentlich unterschreitet und die Chip oberfläche 11o auch nicht überdeckt, um die weiter oben beschriebenen Effekte zu erhalten.

Bauartabhängig kann dieser Bereich des oberen umlaufenden Rands 11 a mindes-tens 30% oder mindestens 50% oder mindestens 70% oder mindestens 75% oder mindestens 80% der Länge des Umfangs der Oberfläche 11o bzw. des oberen umlaufenden Rands 11 a des Chips 11 sein. Er kann auch 100% der Länge sein, was weiter unten erläutert wird.

Die strahlungsdurchlässige Schicht 17 wird nach der Fertigung des Rahmens 16 aufgebracht. Sie weist Bereiche 17s seitlich neben der Oberfläche 11o des Chips 11 auf. Hier kann sie direkt auf dem Rahmen 16 aufliegen oder liegt jedenfalls darüber. Diese Bereiche 17s haben strahlungseinstreuende Funktion hin zur Oberfläche 11o des Chips 11. Der strahlungseinstreuende Effekt der seitlichen Bereiche 17s der strahlungsdurchlässigen Schicht 17 ist stärker als der ausstreu ende Effekt der Bereiche der Schicht 17 unmittelbar über der Oberfläche 11o des Chips 11. Es ergibt sich dadurch insgesamt ein Intensitätsgewinn und damit ein Empfindlichkeitsgewinn des Sensors.

Die außenliegenden Seitenwände des Substrats 14, des Rahmens 16 und der strahlungsdurchlässigen Schicht 17 können vergleichsweise steil sein und mitei nander fluchten. Sie können durch ein Zerschneiden mehrerer gemeinsam gefer tigter Sensoraufbauten bei der Vereinzelung der gemeinsam gefertigten Aufbauten durch Zerschneiden zwischen den einzelnen Sensorchips 11 geschaffen worden sein.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf einen einzelnen Strahlungssensor, wobei der Be reich um womöglich vorhandene Bondverbindungen ausgespart ist. Er wird mit den Figuren 3 und 4 ergänzt. Die Außenkontur 11 a des Chips 11 kann rechteckig oder quadratisch sein. Aber auch andere Geometrien sind denkbar.

In radialer Richtung betrachtet außen am Sensorchip 11 liegt der Rahmen 16 an. Er bewirkt dadurch die gewünschte Abdeckung, so dass eine womöglich auf dem Sensorchip 11 vorgesehene Filterschicht 12 nicht durch seitlich einfallende Strah lung umgangen wird. Oben auf Sensorchip 11 und Rahmen 16 liegt die strah lungsdurchlässige Schicht 17 auf. Wie schon gesagt, können Rahmen 16, Sub strat 14 und strahlungsdurchlässige Schicht 17 eine gemeinsame Außenkontur haben, die durch das Zerschneiden bei der Vereinzelung gemeinsam gefertigter Aufbauten erzeugt wird. Es ist aber auch die einzelne Fertigung von Strahlungs sensoren denkbar. Dann können die Außenkonturen der einzelnen Elemente un terschiedlich sein und auch weniger steil ausgebildet sein als in Fig. 1 gezeigt.

Fig. 3a zeigt schematisch einen Querschnitt durch eine Ausführungsform der Aus bildung des Bondbereichs, Fig. 3b zeigt schematisch die Draufsicht auf diesen Bereich. Bei dieser Ausführungsform ist generell wenigstens ein Bonddraht 31 vorgesehen. Bei dem gezeigten Beispiel setzt ein Bonddraht 31 in etwa parallel zu mindestens einem weiteren Bonddraht an der Oberfläche 11o des Chips 11 an und ist dann zunächst seitlich herausgeführt und kann dann nach unten laufen, etwa zu einem Bondpad 32 an einer Leiterbahn oder ähnlichem. Der Bonddraht 31 ist vollständig im Material des Rahmens 16 eingebettet. Der Bonddraht 31 wird vor der Herstellung des Rahmens 16 gefertigt. Im Bereich des Bonddrahts 31 über dem Chip 11 weist der Rahmen 16 eine mit ihm gleichzeitig gefertigte Überde ckung 16a auf, die entsprechend der Überdeckung des Bonddrahts 31 auch einen Teilbereich der Oberfläche 11o des Chips 11 überdeckt. Bei dieser Ausführungs form sind deshalb Bereiche gegeben, bei denen der Rahmen die Chipoberfläche 11o doch merklich überragt und sie auch überdeckt, um den Bonddraht 31 einbet ten zu können, auch über der Chipoberfläche 11o.

Figur 3b zeigt gestrichelt die in das undurchsichtige Rahmenmaterial eingebette ten Bondverbindungen. 16c ist die über der Chipoberfläche 11o liegende Kante der Überdeckung 16a. Die Überragung kann bspw. wie gezeigt als abgeschnitte nes Eck der Kontur des Chips 11 gestaltet sein. Sie kann aber auch fingerartig von einer Kante oder einem Eck der Chipfläche 11o aus in die Chipfläche 11o hinein ragen.

Jenseits der Überdeckung 16a bleibt also, wie sonst gefordert, das Rahmenmate rial an der Chipkante 11 a im Wesentlichen auf Höhe der Oberfläche 11 o des Chips 11. Als Streckenanteil kann der nicht oder nicht wesentlich überragte Be reich der Chipkante mindestens 30% oder mindestens 50% oder mindestens 70% oder mindestens 75% oder mindestens 80% der Gesamtchipkantenlänge über alle Seiten hinweg sein.

Vorzugsweise nimmt die Überdeckung 16a höchstens 40% oder höchstens 30% oder höchstens 20% oder höchstens 15% oder höchstens 10% der Oberfläche 11o des Chips 11 ein, so dass die Überdeckung der sensitiven Oberfläche 11o des Chips 11 durch Rahmenmaterial gering ist.

Fig. 3a zeigt auch, dass auch im Bereich der Überdeckung 16a die strahlungs durchlässige Schicht 17 diesen Bereich des Rahmens überdeckt und auf ihm auf- liegt. Die Überdeckung 16a kann aber auch nach oben aus der strahlungsdurch lässigen Schicht 17 herausragen.

Die Fertigung der Überdeckung 16a kann durch einen einheitlichen Gießvorgang zusammen mit der Fertigung des Rahmens 16 erfolgen, indem die Negativform eine geeignete, gegebenenfalls folienunterstützte Formgebung aufweist. Im Be reich der Überdeckung 16a weist die Negativform eine die Bonddrähte überwöl bende konkave Struktur auf, die dann beim Einfüllen des Rahmenmaterials vom Rahmenmaterial verfüllt wird. Bei Folienunterstützung des Gießvorgangs wird durch Unterdruckbildung die Folie in die konkave Einsparung hineingesaugt, so dass ein Freiraum entsteht, in dem vor dem eigentlichen Guss die Bonddrähte 31 zu liegen kommen und dann zuletzt vom Rahmenmaterial der Überdeckung 16a umgeben sind

Fig. 4a zeigt eine Ausführungsform, bei der der Bonddraht 31 , in der Regel zu sammen mit mindestens einem weiteren Bonddraht, in das Material der strah lungsdurchlässigen Schicht 17 eingegossen ist. Zu diesem Zweck wurde der Rahmen 16 mit einer Aussparung 16b gefertigt, die bis auf die Zielfläche 32 der Bondverbindung 31 hinunterreicht. Die Rahmenfertigung einschließlich der Ferti gung der Aussparung 16b erfolgt vor der Fierstellung der Bondverbindung 31. In der Ausführungsform der Fig. 4a und 4b wird der Chiprand zu 100% des Umfangs nicht oder nicht wesentlich vom Rahmen 16 überragt.

Die Fertigung der Aussparung 16b kann durch einen einheitlichen Gießvorgang zusammen mit der Fertigung des Rahmens 16 erfolgen, indem die Negativform eine geeignete, gegebenenfalls folienunterstützte Formgebung aufweist. Im Be reich der Aussparung 16b weist die Negativform deshalb eine konvexe, kegel-oder zylinderförmige Struktur auf, die dann beim Einfüllen des Rahmenmaterials vom Rahmenmaterial umschlossen wird. Es bleibt dann eine Öffnung 16b im Rahmen, durch die hindurch die Bonddrähte 31 auf die Bondpads 32 geführt wer- den. Beim anschließenden Fertigen der Schicht 17 fließt dessen Material auch in die Öffnung 16b und hüllt mit diesem Schichtteil 17a die Bonddrähte 31 ein, wie in Fig. 4b gezeigt.

Es sei darauf hingewiesen, dass ein Chip 11 nicht notwendigerweise eine Bond verbindung haben muss. Er kann auch direkt mit seiner Unterseite geeignet ange schlossen und verbunden sein, so dass dann die Ausführungsformen der Fig. 3a, 3b, 4a, 4b nicht nötig wäre und in Fig. 2 der nicht dargestellte Eckbereich aussähe wie die dargestellten Eckbereiche. Der elektrische Anschluss des Chips 11 kann dann von seiner Unterseite 11 u her erfolgen.

Die Figuren 3b und 4b zeigen beispielhaft eine Durchkontaktierung 33, mit der bspw. ein Bondpad 32 mit einem Kontakt 15 verbunden sein kann. In anderen Ausführungsformen ist es aber auch möglich, die Kontaktierung des Strahlungs sensors von außen durch Kontaktflächen auf der Substratoberseite vorzunehmen. Es können dann beim Gießen des Rahmens entsprechende Flächen auf dem Substrat freigehalten werden, auf denen dann auch die Leiterbahnen 32 anlötbar enden.

Fig. 5 zeigt schematisch Dimensionierungen. Die Abmessung em ist die genannte maximale Erstreckung des Sensorchips 11. In Fig. 2 kann dies die Diagonale von rechts unten nach links oben sein. Sie kann unter 6mm oder unter 4 mm oder un ter 2mm liegen. Mit der Höhe h ist die nicht wesentliche Überragung gezeichnet. Sie kann höchstens 10% oder höchstens 3 % oder höchstens 2 % oder höchstens 1 % der maximalen Erstreckung em des Chips 1 1 in Richtung parallel zum Substrat sein. Die Größe de ist die Chipdicke. Sie kann unter 1 mm oder unter 500 pm oder unter 300 pm liegen. Die Größe df ist die Dicke der Filter schicht 12. Sie kann unter 50p mm liegen oder unter 30 pm oder unter 20 pm. Die Größe ds ist die Dicke der strahlungsdurchlässigen Schicht 17. Sie kann unter 1 mm oder unter 500 pm liegen und kann über 50 pm oder über 100 pm liegen. Die Abmessung lu des seitlichen Überstands 17s der strahlungsdurchlässigen Schicht 17 über die Oberfläche 11o des Chips hinaus (vgl. Fig. 7) kann durch die Oberflä che des Rahmens 16 begrenzt sein. Sie kann aber auch sonst wie begrenzt sein. Sie kann z.B. mindestens das Einfache oder Zweifache oder Dreifache der Schichtdicke ds der strahlungsdurchlässigen Schicht sein oder mindestens 100 pm oder mindestens 200 pm oder mindestens 500 pm oder mindestens 1 mm sein. Die Mindestbreite des Rahmens br (vgl. Fig. 7) in seitlicher Richtung zwi schen Chipkante 11a und der Außenkontur des Rahmens 16z in Draufsicht (z. B. Fig. 2), die die Außenseite des gesamten Strahlungssensors sein kann, kann über 50 pm oder über 100 pm oder über 200pm oder über 500 pm oder über 1 mm o-der über 2 mm liegen und/oder kann unter 5 mm oder unter 2 mm oder unter 1 mm liegen. Die Breite des Rahmens muss über den Umfang des Chips 11 be trachtet nicht gleichförmig sein. Sie kann ungleichförmig sein.

Das Material des Rahmens 16 kann einen anfänglich gieß- bzw. fließfähigen und dann aushärtenden Kunststoff aufweisen, etwa ein Duroplastmaterial oder ein Flarz. Sein Ausdehnungskoeffizient a kann im Bereich zwischen 30% und 200% des Ausdehnungskoeffizienten des Materials eines Bonddrahts oder des Substrats des Strahlungssensors liegen. Der Sensorchip 11 kann geeignet aufbereitetes Halbleitermaterial aufweisen, etwa Silizium oder ähnliches, z.B. mit unterschiedli chen Dotierungen, Dotierungsprofilen und/oder pn-Übergang. Die Filterschicht 12 kann einen oder mehrere Interferenzfilter oder Farbfilter oder ähnliches sein oder aufweisen. Die strahlungsdurchlässige Schicht 17 kann eine weitgehend transpa rente Schicht sein oder eine geeignet gewählte Wellenlängenselektivität aufwei sen. Sie kann ein aushärtendes Kunststoff- bzw. Epoxymaterial sein oder aufwei sen. Sie kann auch Silikon sein oder aufweisen.

Generell kann die Oberfläche 11o des Sensorchips 11 vollständig oder bereichs weise strahlungsempfindlich sein (d. h. die Strahlung in ein elektrisches Signal konvertierend oder zur Strahlungskonversion in einer tiefer gelegenen Schicht bei- tragend). Insbesondere kann auch der Randbereich der Oberfläche 1 1 o, also der entlang des oberen umlaufenden Rands 1 1 a (Oberkante) des Sensorchips 1 1 ver laufende Teil der Oberfläche 1 1 o, vollständig umlaufend oder bereichsweise strah lungsempfindlich sein. Der Sensorchip 1 1 hat Seitenflächen 1 1 s, die über den Um fang betrachtet bereichsweise oder vollständig umlaufend strahlungsempfindlich sein können. Der strahlungsempfindliche Bereich des Sensorchips 1 1 kann sich somit von der Oberfläche 1 1 o des Sensorchips 1 1 über den Randbereich der Oberfläche 1 1 o bis zu den Seitenflächen 1 1 s des Sensorchips 1 1 erstrecken. So weit im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenbarung strahlungsempfindliche Flächen angesprochen sind, können darunter auch Materialvolumina zu verstehen sein, die unter den angesprochen Flächen liegen.

Die Kontaktierung des Sensorchips 1 1 kann generell mittels Verbindungen (z. B. Bondverbindungen) von einer einzigen Oberfläche, z. B. der oberen Oberfläche 1 1 o, des Chips her erfolgen. Es kann dann auf dem Chip eine Durchkontaktierung zu dessen anderer Oberfläche hin vorgesehen sein. Die Kontaktierung des Sen sorchips 1 1 kann aber auch mit Verbindungen von den zwei einander gegenüber liegenden Flauptoberflächen 1 1 o und 1 1 u erfolgen, von denen eine eine Bondver bindung sein kann. Auch andere Kontaktierungsmuster sind möglich. Konversi onskennlinien des Chips können durch Dotierungsparameter, ggf. Schichtdicken, womöglich durch Dotierungsprofile, Materialwahl und/oder andere Parameter ein gestellt sein.

Fig. 6 zeigt stark schematisiert Merkmale zum folien unterstützten Gießen ("FAM" -Foil Assisted Molding). Gezeigt ist ein Zustand mit aufgesetzter Form vor dem An gießen des Rahmens. Mit 61 ist eine starre Form gezeigt, die auf das teilgefertigte Sensorelement 1 1 bis 17 (ohne Rahmen 16) aufgesetzt ist. An ihrer dem Strah lungssensor zugewandten Unterseite ist eine Folie 64 vorgesehen, die der Form gebung der unteren Oberfläche 61 a der Form 61 enganliegend folgt. Soweit kon kave Bereiche existieren, etwa um die Bonddrähte 31 mit Abstand zu umgeben,

wird die Folie 65 zur Oberfläche 61 a hin gesaugt, indem das Volumen über Kanäle 62 an eine Unterdruckquelle 63 angeschlossen wird. Es wird auf diese Weise Luft/Gas zwischen Folie 64 und Unterseite 61a der Form 61 herausgesaugt, so dass ein Unterdrück entsteht. Der relative Überdruck auf der gegenüberliegenden Seite (Unterseite in Fig. 6) drückt dann die hinreichend nachgiebige Folie 64 in den konvexen Bereich hinein. Die nachgiebige Folie 64a im Bereich des Chips 11 dient der Vermeidung von Spannungsspitzen am Chip 11 , so dass er nicht bricht. An der Kante 64b, wo die Unterseite 61 a der Form bzw. der Folie die Oberfläche 11o des Chips 11 verlässt, dient die Folie 64 als Abdichtung, so dass sich beim späteren Gießen das Rahmenmaterial nicht aus der einzunehmenden Kavität 66 weiter über die Chipfläche 11 o (von 64b nach links) ergießt.

Nach dem Einfüllen des Rahmenmaterials und seinem Aushärten kann auch we gen der Folie 64 die Gussform 61 leicht nach oben abgehoben werden. Die Folie haftet weder an der Gussform 61 an noch an den gefertigten Sensorstrukturen und kann ihrerseits leicht entfernt werden. Die gestrichelte Linie 67 deutet die ide elle, real nicht vorhandene Grenze zum benachbarten Sensorelement hin an, längs derer dann beim Vereinzeln auch geschnitten werden kann.

Im Randbereich des Chips jenseits der Überdeckung 16a kann die Form 61 und dann auch die Folie 64 den Chip 11 in seitlicher Richtung überragen, so dass auf diese Weise eine Formgebung zum Gießen des Rahmens 16 entsteht, die die Rahmenoberfläche im Wesentlichen wie dargestellt auf die Oberfläche 11o des Chips 11 einstellt. Im Kantenbereich 11 a des Chips 11 stellt die Folie 64 dann eine Abdichtung dar, die verhindert, dass Rahmenmaterial auf die sensitive Chipober fläche 11o läuft.

Nach der Anformung des Rahmens 16 wird die strahlungsdurchlässige Schicht 17 gebildet. Dies kann durch Aufgießen eines flüssigen Materials auf die gemeinsa me Oberfläche vieler gemeinsam gefertigter Sensorelemente vor ihrer Vereinze- lung und sein gleichmäßiges Verteilen und dann Aushärten geschehen oder durch Eingießen flüssigen Materials in vorher wie beschrieben gefertigte Wannen um die einzelnen Sensorchips herum oder mittels einer weiteren geeignet gestalteten Gießform.

Wie schon erwähnt kann der Strahlungssensor weitere elektronische Bauelemente aufweisen, ggf. als integrierten Schaltkreis, die in den Gesamtaufbau integriert und insbesondere in das Rahmenmaterial mit eingegossen sind bzw. werden.

Figur 7 zeigt Merkmale der Rahmengestaltung, wie sie bei einigen Ausführungs formen in einer oder mehreren vertikalen Schnittebenen des Rahmens vorliegen können. Qualitativ und quantitativ gleiche Verhältnisse können über den gesamten Umfang des Chips bzw. des Rahmens vorliegen.

Das Maß br ist die oben angesprochene Mindestrahmenbreite. Die Figur zeigt ei nen Überstand 16u des Rahmens 16 vertikal nach oben über die Ebene der Ober fläche des Chips 11 bzw. der Filterschicht 12 hinaus, deren Niveau durch die ge strichelte Linie 16n angedeutet ist. Der Trichterwinkel t zwischen der Niveaugera den 16n und der Geraden 16t zwischen der Chipkante 11 a und der oberen Rah-menaußenkante 16k, die auch die obere Außenkante des Strahlungssensors 10 sein kann, kann in der vertikalen Schnittebene unter 30° oder unter 20° oder unter 15° oder unter 10° liegen und/oder kann über 0° oder über 5° oder über 10° lie gen. Der erwähnte Trichterwinkel t kann bei einigen Ausführungsformen insbe sondere dem Winkel zwischen dem Überstand 16u des Rahmens 16 und der strahlungsdurchlässigen Schicht 17 entsprechen. Der Trichterwinkel t in der Aus führungsform der Fig. 1 ist dagegen in etwa 0°, also z. B. im Bereich zwischen ±3° oder ±1 °. Er kann, anders als in den Figuren 1 und 7 gezeigt, auch negativ sein, z.b. bis hin zu -10°, so dass die Rahmenoberfläche nach außen abfällt.

In der gezeigten Ausführungsform ist der höchste Punkt 16h des Rahmenquer-schnitts die Rahmenkante 16k. Hier kann der Schnitt längs Schnittlinie 67 (Fig. 6) bei der Vereinzelung erfolgt sein. Der höchste Punkt 16h des Rahmens in vertika ler Richtung kann aber auch weiter einwärts liegen, also in Fig. 7 nach rechts ge-genüber der Rahmenkante 16k verschoben. Die Gerade 16t kann sich auch zwi schen Chipkante 11 a und dem womöglich einwärts verschobenen höchsten Punkt 16h des Rahmens 16 erstrecken. Auch dann kann der Trichterwinkel wie be schrieben dimensioniert sein.

In der gezeigten Ausführungsform ragt der höchste Punkt 16h des Rahmens 16 aus der strahlungsdurchlässigen Schicht 17 heraus und ist von ihr nicht mehr überdeckt. Anders als gezeigt kann er aber auch von der strahlungsdurchlässigen Schicht überdeckt sein. 16z ist die Seitenfläche bzw. Außenseite des Rahmens 16. Sie kann durch Schneiden beim Vereinzeln der Strahlungssensoren 10 ent-standen sein. Die Höhe des höchsten Punktes 16h über der Chipoberfläche (Linie 16n) kann gering im Vergleich zur maximalen Erstreckung em des Chips sein. Sie kann über 3% oder über 5% der maximalen Erstreckung liegen und kann unter 20% oder unter 15% oder unter 10%.

Das fertige Sensorelement 10 kann insgesamt quaderförmigen Aufbau haben und ein SMD-Bauelement sein. Die Seitenflächen können durch die Unterseite des Substrats/Leadframes 14 mit eingebetteten oder auf der Unterseite angebrachten extern zugänglichen Kontaktflächen 15, ihr gegenüber die obenliegende strah lungsdurchlässige Schicht 17 und womöglich darüber hinaus ragende Rahmenbe-reiche 16u, 16h und die vier Schnittflächen 16z bei der Vereinzelung der gemein sam gefertigten Sensorelemente 10 gebildet werden. Die strahlungsempfindliche Seite kann demnach ganz oder großteils von der strahlungsdurchlässigen Schicht 17 überdeckt sein.

Merkmale, die in dieser Beschreibung und in den Ansprüchen beschrieben sind, sollen auch dann als miteinander kombinierbar angesehen werden, wenn ihre Kombination nicht ausdrücklich beschrieben ist, soweit die Kombination technisch möglich ist. Merkmale, die in einem gewissen Kontext, einer Ausführungsform, einer Figur oder in einem Patentanspruch beschrieben sind, sollen aus diesem Anspruch, dieser Figur, Ausführungsform oder diesem Kontext heraus lösbar ver standen und mit anderen Figuren, Ansprüchen, Kontexten oder Ausführungsfor men kombinierbar verstanden werden, soweit die Kombination technisch möglich ist. Beschreibungen von Verfahren und Verfahrensschritten sollen auch als Be-Schreibungen von diese Verfahren bzw. Verfahrensschritte implementierenden Einrichtungen verstanden werden, und umgekehrt.

Bezuqszeichenliste:

10 Strahlungssensor

1 1 Chip

1 1 a Oberkante, oberer umlaufender Rand 1 1 o obere Chipoberfläche

1 1 u untere Chipoberfläche

1 1 s Chipseitenfläche

12 Filterschicht

13 Klebeschicht

14 Substrat

15 Kontakt

16 Rahmen

16a Überdeckung

16b Aussparung

16h höchster Punkt

16k obere Außenkante

16n Niveaugerade

16t Gerade

16u Überstand

16z Außenseite

17 strahlungsdurchlässige Schicht 17a Füllung

17s seitlicher Überstand

31 Bonddraht

32 Bondpad

33 Durchkontaktierung

61 Form

61 a untere Formoberfläche

62 Saugkanäle

63 Unterdruckquelle

64 Folie

64a Folienbereich 64b Folienbereich 66 Volumen

67 Grenze