本技术要求2021年9月13日的德国专利申请no.102021123663.0的优先权，所述德国专利申请的公开内容由此通过引用并入本技术中。本发明涉及一种光电装置、尤其是包括至少一个电气部件以及至少一个光电部件的引线框，以及涉及一种用于制造光电装置、尤其是包括至少一个电气部件和至少一个光电部件的引线框的方法。
背景技术：
1、用于其上施加光电部件的最常使用的衬底技术是：
2、1)pcb衬底
3、2)陶瓷衬底
4、3)基于引线框的衬底
5、在此，实际上，其他电气部件仅以pcb衬底被装入体积材料中。然而，通常不考虑用于电连接这些部件的引线键合，因为pcb衬底在制造工艺时强烈地被挤压，使得引线键合可能由此被损坏。而嵌入电气部件(诸如半导体芯片)在陶瓷衬底的情况下是不可能的，并且在迄今已知的基于引线框的衬底的情况下是不可能的或仅受限地是可能的。因此，在基于引线框的衬底中或在基于引线框的衬底上的复杂布线实际上是不可能的。
6、然而，用于光电部件的基于引线框的衬底相对于其他技术具有各种各样的优点，但是目前其结构在精密方面受限制，并且不提供重新布线以便例如能够实现在基于引线框的衬底中或在基于引线框的衬底上的复杂布线的可能性。因此，存在说明一种光电装置、尤其是包括至少一个电气部件以及至少一个光电部件的引线框的需求，所述光电装置抵抗前述问题中的至少一个。此外，存在说明一种用于制造光电装置、尤其是包括至少一个电气部件以及至少一个光电部件的引线框的方法的需求，所述方法抵抗前述问题中的至少一个。
技术实现思路
1、通过在权利要求1中提到的光电装置考虑这种需求。权利要求14陈述根据本发明的用于制造光电装置的方法的特征。其他实施方式是从属权利要求的主题。
2、本发明的初始点是通过至少一个嵌入到衬底的浇注材料中的电气部件补充基于引线框的衬底、尤其是qfn衬底(quad flat no leads package，四方扁平无引线封装)。从而可以以非常节省空间的方式将附加功能诸如通过esd二极管或串联电阻实现的附加功能集成到衬底中。
3、为此，根据本发明的光电装置除了具有第一金属区域和与之相间隔的至少一个第二金属区域的引线框之外，还包括至少一个电气部件，所述电气部件布置在引线框的第一空腔中并且用浇注材料浇铸。在此，第一空腔在引线框的第一侧上由第一和至少一个第二金属区域构成。至少一个电气部件布置在第一空腔中，使得所述至少一个电气部件将第一金属区域和至少一个第二金属区域彼此电连接。至少一个光电部件此外布置在引线框的背离第一空腔的第二侧上，并且将第一金属区域和第二金属区域彼此电连接。替代地，至少一个光电部件可以布置在引线框的背离第一空腔的第二侧上，并且可以将第一金属区域和第三金属区域彼此电连接。
4、尤其是，至少一个电气部件在引线框的空腔中嵌入到浇注材料中，所述电气部件将引线框的金属区域彼此连接。至少一个光电部件此外布置在引线框的金属区域中的至少两个金属区域上，尤其是布置在与至少一个电气部件不同的层面上。从而，多个不同的部件可以在不同的层面上被布置在引线框上或布置在引线框中并且被电连接，以便能够在基于引线框的衬底中或在基于引线框的衬底上实现更复杂的布线。
5、引线框衬底或引线框的金属区域和浇注材料为此可以在多个步骤中并且尤其逐步或逐层地予以施加，使得具有第一金属区域和与之相间隔的至少一个第二金属区域的至少一个第一引线框层在第一引线框层的第一侧上构造第一空腔，在该空腔中布置有至少一个电气部件。至少一个电气部件布置在空腔中，使得所述电气部件将第一金属区域和至少一个第二金属区域彼此电连接并且嵌入浇注材料中。根据第一实施例，至少一个光电部件可以布置在第一引线框层的背离第一空腔的第二侧上，并且可以将第一金属区域和第二金属区域彼此电连接。替代于此，根据第二实施例，至少一个第二引线框层可以布置在第一引线框层的第一侧上，所述第二引线框层同样具有金属区域，所述金属区域部分地分别与例如第一金属区域或第二金属区域导电连接。第二引线框层此外可以具有不与第一和第二引线框层的金属区域导电连接的金属区域，例如第三金属区域。然后，至少一个光电部件可以布置在第二引线框层的背离第一空腔的侧上，并且将第一金属区域和第三金属区域彼此电连接。
6、在一些实施方式中，浇注材料由电绝缘材料构成并且将第一和至少一个第二金属区域或者尤其是光电装置的所有金属区域彼此机械连接。浇注材料例如可以由塑料或环氧树脂构成。以优选的方式，浇注材料以高导热性为特征，以便尽可能好地向外运输在装置的运行中形成的热量。为此，浇注材料可以例如填充有材料或包括颗粒，其改善浇注材料的导热性。
7、在一些实施方式中，浇注材料由非透明材料、尤其是光吸收材料构成。
8、在一些实施方式中，浇注材料完全填满第一空腔并且基本上与引线框的第一侧齐平。引线框的第一侧在此可以由引线框的外侧或者由引线框的位于引线框内部中的尤其是虚构的侧构成。如果光电装置包括多个引线框层，则第二种尤其是可以是这种情况。于是，引线框的第一侧可以由例如第一引线框层的“外侧”构成，在所述外侧上构造另一引线框层。在最终边框中，这可能不再是可识别的，或者可能只是很难识别，然而在这种实施的情况下重要的是，通过这种结构可以构成凹陷，或者甚至构成开放的空洞。
9、在一些实施方式中，至少一个电气部件包括以下中的至少一个：
10、串联电阻；
11、esd保护二极管；
12、零电阻；
13、rfid芯片；和
14、集成电路。
15、通过附加地施加到引线框中或施加到引线框上的这种部件可以提供附加的功能，诸如通过用于防止过压和不允许的电压的esd二极管，或串联电阻提供，以便将一个或多个与串联电阻串联的部件处的电压或流过一个或多个与串联电阻串联的部件的电流强度限制到允许的值。
16、在一些实施方式中，至少一个光电部件由发光部件构成，所述发光部件被构造用于在发光部件的运行中发射特定波长的光。例如，光电部件可以包括led(发光二极管)或oled(有机发光二极管)。替代或附加于此，光电部件还可以包括传感器，例如光学传感器。
17、在一些实施方式中，引线框的第一和第二侧由引线框的两个相对的外侧构成。这尤其是适用于以下情况：引线框基本上由仅仅一个引线框层构成，并且引线框或第一引线框层的第一侧和第二侧因此构成引线框的相对的外侧。
18、在一些实施方式中，引线框的第二侧由引线框的第一外侧构成，并且第一侧由位于引线框内的侧构成。这尤其是适用于以下情况：引线框具有至少两个相叠地布置的引线框层，其中引线框的第二侧由第二引线框层的背离第一空腔的外侧构成，并且引线框的第一侧由两个相叠地布置的引线框层之间的侧或面构成。
19、在一些实施方式中，第一空腔由从引线框的第一侧沿引线框的与第一外侧相对的第二外侧的方向延伸的空洞构成。这尤其是适用于以下情况：引线框具有至少两个相叠地布置的引线框层，并且第一空腔从两个相叠地布置的引线框层之间的侧或面沿第一引线框层的方向延伸并且至少部分由第二引线框层的金属区域覆盖。
20、在一些实施方式中，第三金属区域与第一金属区域相间隔地布置在浇注材料上。这尤其是适用于以下情况：引线框具有至少两个相叠地布置的引线框层，并且第二引线框层具有构造在第一引线框层上的空腔的区域中的金属区域。
21、在一些实施方式中，光电装置具有与第三金属区域相间隔地布置的第四金属区域。第四金属区域可以例如由不与第一、第二和第三金属区域导电连接的金属区域构成，并且可以例如以与第三金属区域相间隔的方式布置在浇注材料上。对于引线框具有至少两个相叠地布置的引线框层的情况，第四金属区域可以例如由第二引线框层的金属区域构成。而第四金属区域也可以与第一和第二金属区域一起构造第一空腔，并且在引线框具有至少两个相叠地布置的引线框层的情况下，可以由第一和第二引线框层的相叠的并且彼此电连接的金属区域构成。
22、另一光电部件可以布置在第三金属区域和第四金属区域上并且将所述第三金属区域和第四金属区域彼此电连接。此外，光电装置可以具有其他金属区域和其他光电部件，所述其他光电部件布置在其他金属区域上并且将所述其他金属区域彼此电连接。在此，光电部件可以要么串联地要么并联地彼此电连接，或者所述光电部件可以是彼此独立地可电接触的。
23、在一些实施方式中，至少一个电气部件和至少一个光电部件彼此串联布线。这尤其是可以适用于电气部件是串联电阻的情况。
24、而至少一个电气部件和至少一个光电部件也可以彼此并联布线。这尤其是可以适用于电气部件是esd保护二极管的情况。
25、在一些实施方式中，光电装置在引线框的与第二侧相对的外侧上具有第一和第二接触面，光电装置可以经由所述第一和第二接触面进行电连接。由此可以实现光电装置是可表面安装的。对于引线框具有至少两个相叠地布置的引线框层的情况，第一和第二接触面可以布置在第一引线框层的背离第二引线框层的侧上以及从而引线框的背离第二引线框层的外侧上。
26、在一些实施方式中，至少一个电气部件经由键合线将第一金属区域和至少一个第二金属区域彼此电连接。而至少一个电气部件还可以将第一金属区域与至少一个第二金属区域连接，其方式是所述电气部件布置在第一金属区域和第二金属区域上的相应的键合焊盘上并且与所述键合焊盘电连接。然而，还可以例如借助于导电粘合剂来粘贴至少一个电气部件。
27、根据本发明的用于制造光电装置的方法包括步骤：
28、提供金属衬底，所述金属衬底在衬底的第一侧上具有至少一个第一空腔；
29、在第一空腔中布置至少一个电气部件；
30、用浇注材料在第一空腔中浇注至少一个电气部件，尤其是使得所述空腔基本上用浇注材料填充；
31、在衬底的与第一侧相对的第二侧上产生至少一个第二空腔，使得第一金属区域和至少一个与之相间隔的第二金属区域由至少一个第一和至少一个第二空腔构造，以及至少一个电气部件将第一金属区域和至少一个第二金属区域彼此电连接；以及
32、将至少一个光电部件布置在至少第一金属区域上，使得至少一个光电部件在金属衬底的背离第一空腔的侧上将第一金属区域和第二金属区域电连接；或者使得至少一个光电部件在金属衬底的背离第一空腔的侧上将第一金属区域和第三金属区域电连接。
33、在一些实施方式中，该方法在另一步骤中包括将至少一个经结构化的金属层施加在衬底的第一侧上，其中经结构化的金属层包括至少一个电绝缘区域。至少一个经结构化的金属层在此可以尤其是由与金属衬底相同的材料构成，并且在施加到该衬底上之后可以与金属衬底一起构成包括多个金属区域的引线框。至少一个经结构化的金属层尤其是被施加到第一侧，即施加到其上构造有第一空腔的侧上，并且尤其是至少部分地布置在浇注材料上。
34、通过这种方法，可以在多个步骤中或逐层地产生具有多个金属区域的引线框衬底，所述引线框衬底包括至少第一引线框层，所述第一引线框层具有第一金属区域和与之相间隔的至少一个第二金属区域。通过第一引线框层的第一侧上的第一空腔和第一引线框层的与第一侧相对的第二侧上的第二空腔彼此分开第一和第二金属区域。至少一个电气部件被布置在第一空腔中，使得所述该电气部件将第一金属区域和至少一个第二金属区域彼此电连接并且嵌入到浇注材料中。根据第一实施例，至少一个光电部件可以布置在第一引线框层的背离第一空腔的第二侧上，并且可以将第一金属区域和第二金属区域彼此电连接。替代于此，根据第二实施例，至少一个经结构化的金属层、尤其是第二引线框层可以布置在第一引线框层的第一侧上，所述经结构化的金属层具有部分地分别与例如第一金属区域或第二金属区域导电连接的金属区域。第二引线框层此外可以具有不与第一和第二引线框层的金属区域导电连接的金属区域，例如第三金属区域。于是，至少一个光电部件可以布置在第二引线框层的背离第一空腔的侧上，并且将第一金属区域和例如第三金属区彼此电连接。
35、在一些实施方式中，施加经结构化的金属层的步骤在布置至少一个光电部件的步骤之前进行，其中至少一个光电部件被布置在经结构化的金属层的金属区域上。
36、在一些实施方式中，至少一个光电部件将第一金属区域和第三金属区域彼此电连接，其中第三金属区域由经结构化的金属层的区域构成。
37、在一些实施方式中，将至少一个电气部件布置在第一空腔中的步骤包括引线键合。而布置至少一个电气部件的步骤还可以包括将至少一个电气部件键合或焊接到第一金属区域和至少一个第二金属区域上。在此，该电气部件可以被布置在第一金属区域和第二金属区域上的相应的键合焊盘上并且与所述键合焊盘电连接。
38、在一些实施方式中，产生至少一个第二空腔的步骤包括蚀刻工艺。尤其是，在将至少一个电气部件布置在第一空腔中的步骤之后或者在将至少一个电气部件浇注在第一空腔中之后产生第二空腔。尤其是，对第二空腔进行产生或蚀刻，使得其下面的电气部件或浇注材料不由于第二空腔的产生而被损坏，但得出第一金属区域和至少一个与之相间隔的第二金属区域，所述第一金属区域和第二金属区域通过至少一个第一空腔和至少一个第二空腔彼此分离。为此，可以从与第一侧相对的第二侧例如对衬底进行结构化或蚀刻，使得衬底的材料被移除直至第一空腔或直至浇注材料。
39、在一些实施方式中，施加经结构化的金属层的步骤包括溅射种子层、随后电镀施加金属层、诸如铜并且在之后又借助于例如光刻对金属层进行结构化。
1.一种光电装置(1)，包括：
2.根据权利要求1所述的光电装置，
3.根据权利要求1或2所述的光电装置，
4.根据前述权利要求中任一项所述的光电装置，
5.根据前述权利要求中任一项所述的光电装置，
6.根据前述权利要求中任一项所述的光电装置，
7.根据权利要求6所述的光电装置，
8.根据前述权利要求中任一项所述的光电装置，
9.根据权利要求1至7中任一项所述的光电装置，
10.根据前述权利要求中任一项所述的光电装置，
11.根据前述权利要求中任一项所述的光电装置，
12.一种用于制造光电装置的方法，包括以下步骤：
13.根据权利要求12所述的方法，
14.根据权利要求12或13所述的方法，
15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，
16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，
17.根据权利要求12至16中任一项所述的方法，
