CN101971375B - 光电子半导体器件和电路板 - Google Patents

光电子半导体器件和电路板 Download PDF

Info

Publication number
CN101971375B
CN101971375B CN2009801090657A CN200980109065A CN101971375B CN 101971375 B CN101971375 B CN 101971375B CN 2009801090657 A CN2009801090657 A CN 2009801090657A CN 200980109065 A CN200980109065 A CN 200980109065A CN 101971375 B CN101971375 B CN 101971375B
Authority
CN
China
Prior art keywords
supporting mass
opto
mass
electronic semiconductor
semiconductor chip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN2009801090657A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101971375A (zh
Inventor
哈拉尔德·雅格
约尔格·埃里希·佐尔格
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors GmbH filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
Publication of CN101971375A publication Critical patent/CN101971375A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101971375B publication Critical patent/CN101971375B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/483Containers
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/0313Organic insulating material
    • H05K1/0353Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement
    • H05K1/0366Organic insulating material consisting of two or more materials, e.g. two or more polymers, polymer + filler, + reinforcement reinforced, e.g. by fibres, fabrics
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/12Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204Optical Diode
    • H01L2924/12044OLED
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181Encapsulation
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/01Dielectrics
    • H05K2201/0137Materials
    • H05K2201/0162Silicon containing polymer, e.g. silicone

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

在光电子半导体器件的至少一个实施形式中,该半导体器件包括:带有至少两个连接部位的连接支承体;至少一个光电子半导体芯片,其设置在连接支承体上并且与该连接支承体直接接触,其中连接支承体通过带有纤维增强物的硅树脂基体来构建。通过使用具有带有纤维增强物的硅树脂基体的连接支承体,可以实现机械稳定的且在此耐热和耐UV的半导体器件。

Description

光电子半导体器件和电路板
提出了一种光电子半导体器件以及电路板。
光电子器件譬如发光二极管或者光电二极管具有广泛的技术应用。助长这种器件广泛应用的几个因素例如是其高的效率和对外部负载以及环境影响的耐受性。例如,光电子器件例如可以良好地耐受湿气或者热,并且在合适的结构方式的情况下也耐受机械应力。除了高效率之外,光电子器件也具有长使用寿命、紧凑的结构方式和多种构造可能性,并且此外可以比较低制造成本地制造。对于许多上面提及的特征决定性的通常是光电子器件的壳体,在其中安置有器件。
一个要解决的任务在于提出一种光电子半导体器件,其耐UV并且耐热。另一要解决的任务在于提出一种耐UV且耐热的电路板。
根据光电子半导体器件的至少一个实施形式,该光电子半导体器件具有连接支承体。该连接支承体优选平面地构建,也就是说,其横向伸展明显大于其厚度。连接支承体包括基本体。该基本体优选具有两个彼此对置的主侧。主侧的至少之一构建为在其上安置半导体芯片。两个主侧可以平坦地构建。同样,主侧的至少一个可以具有结构化部,其例如可以以凹处或者槽的形式构建并且例如用于容纳半导体器件。
此外,连接支承体的基本体具有支承体侧腹,其通过将两个主侧彼此连接的面形成。主侧或者支承体侧腹也可以具有微结构化部或者纳米结构化部,通过其可以改进例如结构化的面例如在外部支承体上或者在要施加的涂层上的附着能力。
根据光电子半导体器件的至少一个实施形式,连接支承体除了基本体之外可以具有至少两个连接部位。连接部位构建为能够实现连接支承体例如对半导体器件和/或对外部的并不属于半导体器件的支承体的电接触。连接部位可以通过金属或者金属合金形成。例如,连接部位可以包含铜、镍、金、钯或者银,或者完全由这些材料之一制造或者由材料组合物制造。同样可能的是,连接部位通过透明导电材料譬如金属氧化物(也称作透明导电氧化物,缩写TCO)形成。基本体可以被连接部位的材料覆盖。可能的是,连接部位至少部分通过印刷方法或者丝网印刷方法来施加。同样,连接支承体可以实施为大面积的电路板,也称作印刷电路板。连接支承体可以为了安装而设置有多个半导体芯片,其中连接支承体也可以在安装之前或者之后分离成各个较小的单元。
优选地,连接部位构建为使得可以通过焊接建立对半导体器件或者外部支承体的连接。在该情况下,半导体器件优选耐受在焊接过程中出现的热负载。通过这种连接支承体,可以以有效的方式实现例如对外部的、并不属于半导体器件的支承体的接触。
根据光电子半导体器件的至少一个实施形式,该器件包括光电子半导体芯片形式的至少一个半导体部件。半导体芯片可以构建为发光二极管、激光二极管或者光电二极管。同样,半导体部件可以通过有机材料来形成并且例如是有机发光二极管或者基于GaN、GaP或者GaAs。半导体芯片可以至少部分发射在大约200nm到4μm之间的光谱范围中的光,尤其是在大约340nm到480nm之间的、在近紫外或者蓝色的光谱范围中的光。
根据光电子半导体器件的至少一个实施形式,半导体芯片直接与连接支承体接触,即半导体芯片相对于基本体或者连接支承体的连接部位具有物理接触。“物理接触”并不排除在半导体芯片和连接支承体之间有附着增强层,其例如由焊剂或者粘合剂构建。通过半导体芯片对连接支承体的直接接触,保证了半导体芯片良好地热耦合到连接支承体上。半导体芯片在工作中形成的废热可以由此有效地从半导体芯片导出。
根据光电子半导体器件的至少一个实施形式,连接支承体的基本体通过具有纤维增强物的硅树脂基体构建。“硅树脂基体”在此表示:形成基体的材料是硅树脂或者该材料包含硅树脂。形成基体的材料于是可以是硅树脂混合材料。材料于是除了硅树脂之外还包含环氧化物。硅树脂具有耐高温和耐UV性,在可见光谱范围中是透明的并且因此良好地适于作为用于连接支承体的基体材料。纤维增强物嵌入到硅树脂基体中。纤维增强物优选由纤维的多层构成,其中各个平面优选沿着连接支承体的主侧延伸。在纤维增强物的平面内,位于该平面中的纤维可以基本上平行地对准。如果电绝缘的基本体具有纤维增强物的多个平面,则这些平面优选相对于彼此扭转地设置,其中“扭转”相对于垂直于连接支承体的主侧的轴线。优选地,各个平面相对于彼此扭转90°。具有对基体材料的良好附着以及具有高的机械负载能力的材料可以用作纤维增强物的材料。同样,纤维增强物的材料优选至少与硅树脂基体同样耐热并且具有小的热膨胀系数。
在光电子半导体器件的至少一个实施形式中,该半导体器件包括具有至少两个连接部位的连接支承体、至少一个光电子半导体芯片,该半导体芯片设置在连接支承体上并且与其直接接触,其中连接支承体通过具有纤维增强物的硅树脂基体构建。
通过使用具有带纤维增强物的硅树脂基体的连接支承体,可以实现机械稳定的且在此耐热和耐UV的半导体器件。尤其是在具有高的光学输出功率并且因此产生显著废热的大功率二极管的情况下,对耐热性提出了高要求。这同样适用于将器件例如使用在提高的温度的环境中,例如使用在发动机附近的车辆前灯中。
尤其是在使用发射蓝光或UV光的半导体芯片的情况下,为了实现半导体器件的长使用寿命,连接支承体要构建得耐UV。该光电子半导体器件可以满足这些要求。
根据光电子半导体器件的至少一个实施形式,纤维增强物通过玻璃纤维形成。玻璃纤维具有良好的UV耐受性和耐热性。此外,使用玻璃纤维保证了基体材料硅树脂与纤维增强物的良好附着。此外,玻璃纤维是低成本的且易于处理的材料。
根据光电子半导体器件的至少一个实施形式,纤维增强物完全被硅树脂基体包围。由此,连接支承体的基本体的在外部的面由相同的材料即硅树脂形成。这使得将例如涂层设置在基本体上变得容易。此外,纤维受到硅树脂基体保护,使得例如不会发生金属离子沿着纤维迁移,因为没有金属或者金属离子到达嵌在硅树脂中的纤维。
根据光电子半导体器件的至少一个实施形式,纤维增强物具有至少三个平面。这些平面优选相对于彼此扭转地设置。特别优选地,纤维增强物具有四个平面,它们分别相对于垂直于连接支承体的主侧的轴线彼此扭转90°地设置。通过基本体的纤维增强物的这种多层构型,可以实现机械上稳定的连接支承体。
根据光电子半导体器件的至少一个实施形式,连接部位通过至少一个金属化物形成。该金属化物可以由多个层构成,也可以由不同的金属或者金属合金构成。优选地,距连接支承体最近的第一金属化层由铜形成。铜的层厚度优选为小于150μm、特别优选为小于50μm。可替选地或者附加地,可以施加由镍、钯、金和/或银构成的另外的金属化层。这些另外的层的层的厚度优选小于25μm、特别优选小于5μm、更特别优选的是小于2μm。这种金属化层是成本低廉的并且以小的开销施加并且还可以有效地结构化。
根据光电子半导体芯片的至少一个实施形式,不仅支承体上侧而且支承体下侧都具有至少一个金属化物,其中支承体上侧和支承体下侧分别通过连接支承体的主侧形成。施加在支承体上侧或者支承体下侧上的金属化物可以构建为唯一的连续的金属化物,例如通过支承体侧腹连接。金属化物可以通过浸渍方法、气相淀积、溅射或者通过电镀的方法或者电流方法来制造。优选地,所述至少一个金属化物结构化为使得形成彼此电绝缘的区域,它们例如适于半导体芯片的接触或者用于与外部支承体接触,尤其是借助焊接来接触。优选地,金属化物覆盖基本体的表面的大部分,例如大于50%。由于金属通常具有高的导热性,所以可以通过大面积地施加至少一个金属化物形成具有高导热性的连接支承体。
根据光电子半导体器件的至少一个实施形式,基本体的硅树脂基体添加有至少一种混合物。该混合物例如可以构建为例如发光着色剂的形式的转换剂、扩散剂、着色剂、滤光剂、反射剂,构建为填充材料用于匹配热膨胀系数或者构建为增附剂。通过这种混合物尤其可以确定连接支承体的光学特性,即其例如是否是反射性的、透射性的或者吸收性的。通过使用一种混合物或者多种混合物提高了连接支承体的扩展可能性。
根据光电子半导体器件的至少一个实施形式,通过穿通接触部实现在支承体上侧和支承体下侧之间的电连接。连接支承体例如具有隧道状的穿通部。穿通部例如可以通过钻孔、激光钻孔或者冲制来创建。同样可能的是,穿通部已经在制造连接支承体时例如在浇注时形成。通过这些穿通部或者凹处附加地在支承体侧腹、支承体上侧或支承体下侧旁边形成的面可以设置有金属化物,其建立在支承体上侧和支承体下侧之间的电连接,或者也可以完全以导电材料填充。通过穿通接触提高了半导体器件的构造可能性并且可以实现在连接支承体的主侧之间的节约位置的电连接。
根据光电子半导体器件的至少一个实施形式,通过在至少一个支承体侧腹上的至少一个金属化物实现支承体上侧和支承体下侧之间的电连接。这种金属化物容易施加并且可以省去连接支承体的附加的结构化。优选地,金属化物仅仅在两个彼此对置的支承体侧腹上延伸。
根据光电子半导体器件的至少一个实施形式,所述至少一个半导体芯片被至少一个浇注体遮盖。浇注体优选与半导体芯片直接接触。浇注体优选通过易熔融的或者可挤压的材料形成,该材料构建为对于由半导体芯片要接收的或者要发射的辐射优选至少部分透明的或者半透明的。合适的材料例如是硅树脂、环氧化物、硅树脂-环氧化物-混合物或者塑料譬如聚碳酸酯,其中优选是硅树脂,因为其具有对基本体的硅树脂基体的良好附着。此外,硅树脂是耐UV老化的并且耐高温。浇注体例如可以通过压模(compression molding)、液体转移模塑(Liquid Transfer Molding)、液体喷射模塑(Liquid Injection Molding)或浇注(Casting)来产生。这种浇注体可以有效地被施加,为半导体芯片提供了良好的保护并且提高了半导体器件的构型可能性。
如用于浇注体的相同制造方法也适于制造连接支承体的基本体。
在光电子半导体器件的至少一个实施形式中,该半导体器件包括:带有至少两个连接部位的连接支承体、至少一个光电子半导体芯片,该半导体芯片安置在连接支承体上并且与其直接接触,其中连接支承体通过带有玻璃纤维增强物的硅树脂基体形成。此外,半导体器件包括由含有硅树脂的材料构成的浇注体,其中浇注体至少局部直接与半导体芯片和基本体接触。
在这种半导体器件中,连接支承体和浇注体耐受UV辐射并且具有彼此良好的附着,因为两者都通过硅树脂构建。此外,连接支承体和浇注体的热膨胀系数由此几乎相同。连接支承体的基本体和浇注体可以具有对彼此的大的接触面。浇注体从连接支承体脱层的危险显著地降低。
根据光电子半导体器件的至少一个实施形式,所述至少一个半导体芯片被至少一个玻璃体遮盖。玻璃体可以与连接支承体直接接触或者也可以通过框状的中间支承体与该连接支承体连接。玻璃具有对例如刮擦的高机械耐受性并且为半导体芯片提供了对外部影响的良好保护。
根据光电子半导体器件的至少一个实施形式,浇注体和/或玻璃体具有至少一种混合物。如果半导体器件不仅具有玻璃体而且具有浇注体,则玻璃体和浇注体可以包含相同的混合物或者也可以包含不同的混合物。通过使用混合物,可以在宽的范围中调节浇注体和/或玻璃体的物理和化学特性。
根据半导体器件的至少一个实施形式,半导体芯片被连接支承体和浇注体和/或玻璃体完全包围。“完全包围”表示:由连接支承体和浇注体和/或玻璃体形成空腔,在该空腔中有半导体芯片。空腔可以被半导体芯片完全填充。在例如连接支承体和玻璃体之间可以施加连接剂。优选地,半导体芯片(尤其是如果该半导体芯片具有有机部件时)气密地并且防扩散地封闭。通过这种布置,所述至少一个半导体芯片受到了对环境影响的良好保护。
根据光电子半导体器件的至少一个实施形式,浇注体和/或玻璃体构建为光学元件。该光学元件可以通过微透镜、菲涅耳透镜或者传统的球形或者圆柱形透镜形成。同样,可以在浇注体和/或玻璃体上施加结构化部或者反射层。通过浇注体和/或玻璃体构建为光学元件,可以将由半导体芯片要接收的或要发射的光有目的地从空间区域汇聚或者偏转到空间区域中。
根据光电子半导体器件的至少一个实施形式,浇注体和/或玻璃体多层地构建。也就是说,浇注体例如具有多个层,它们例如可以由不同硬度的硅树脂形成。同样,各个层可以具有不同的混合物,使得第一层例如设计有滤光剂、另一层设计有转换剂而外部层设计为光学元件。如果半导体器件不仅具有浇注体而且具有玻璃体,则它们也可以共同地实施为多层系统。尤其是于是也可以使不同的材料的光学折射率彼此匹配,以便实现有效的光耦合输出或者光耦合输入。
根据光电子半导体器件的至少一个实施形式,连接支承体包括至少一个散热器。该散热器优选集成到基本体中并且优选通过高热容和高导热性的材料形成。金属例如铜或者陶瓷如AlN可以用作该材料。优选地,散热器构建为使得在基本体中的至少一个凹处填充以散热器的材料。连接部位和散热器可以至少部分地彼此合并。散热器补偿热峰值负载并且改进从光电子半导体器件出来的半导体芯片的废热的导出。
根据光电子半导体器件的至少一个实施形式,该半导体器件耐热达到至少130℃的工作温度,优选至少145℃、特别优选至少165℃、更为特别优选175℃的工作温度。也就是说,半导体器件可以在相应温度以下工作,而不会出现器件的预计使用寿命的显著缩短。这种高工作温度可以通过如下方式实现:耐热的硅树脂用作基本体的基体材料,并且半导体器件的其他组成部分也具有相应的耐热性。由于硅树脂比较软,所以还可以使在半导体芯片和连接支承体之间的热应力最小化。由此同样提高了使用寿命。
此外,提出了一种电路板。该电路板通过具有带玻璃纤维的纤维增强物的硅树脂基体形成并且具有至少两个连接部位。
电路板例如可以如结合上述光电子半导体器件的实施形式的一个或者多个来构建。
其中可以使用所描述的光电子器件或者电路板的一些应用领域例如尤其是大面积的显示器或者显示设备(例如TV设备)的背光照明。此外,在此所描述的光电子器件例如也可以使用在用于投影目的的照明装置、前灯或者光辐射器或者普通照明中。
以下参照附图借助实施例更为详细地阐述了在此所描述的器件。相同的附图标记在此说明在各个附图中的相同的元件。然而在此并不表示合乎比例的关系,更确切地说,各个元件为了更好的理解而可以夸大地表示。
其中:
图1示出了在此所描述的半导体器件的一个实施例的示意性侧视图A和示意性俯视图B,
图2示出了在此所描述的半导体器件的一个实施例的截面图的示意性侧视图,
图3示出了在此所描述的具有集成的热存储器的半导体器件的一个实施例的示意性截面图A以及示意性俯视图B,
图4示出了在此所描述的带有穿通接触的半导体器件的一个实施例的示意性截面图,
图5示出了在此所描述的带有多层的浇注体的半导体器件的一个实施例的示意性截面图,
图6示出了在此所描述的带有玻璃体和浇注体的半导体器件的一个实施例的示意性截面图。
图1示出了光电子半导体器件1的一个实施例。图1A示出了沿着图1B中的虚线的截面图。
连接支承体2的基本体27通过纤维增强物24的两个层形成。纤维增强物24由玻璃纤维构成。在纤维增强物24的每个层中,纤维分别朝着平行于支承体上侧21的方向对准。纤维增强物24的两个层的纤维关于垂直于支承体上侧21的轴线相对于彼此扭转90°。纤维增强物24嵌在硅树脂基体26中,其中基体材料在所有侧完全包围纤维增强物24。
相对于连接支承体2的支承体上侧21存在支承体下侧22。支承体上侧21和支承体下侧22通过形成支承体侧腹23a-d的面彼此连接。基本体27具有两个凹处8,它们从支承体上侧21指向支承体下侧22并且中断支承体侧腹23。通过凹处8可以使半导体器件1安装在未示出的外部的并不属于半导体器件1的支承体上变得容易。
不仅在连接支承体2的支承体上侧21上而且在支承体下侧22上都施加有连接部位25a、25b,其构建为金属化物。为了保证形成金属化物的连接部位25a、25b与基本体27的良好附着,基本体27具有粗化部或者添加有增附部。金属化物通过30μm厚的铜层形成,其与基本体27直接接触。在铜层上施加有厚度为2μm的银层。对于银层可替选地,在铜层上也可以施加有镍-金层,其中金的厚度优选小于500nm。连接部位25的每个在支承体上侧21上都具有构建用于接触半导体芯片3的区域。在支承体下侧22上,彼此电绝缘的连接部位25a、25b的每个都具有结构化部,其适于将半导体器件与外部的未示出的支承体例如通过焊接或粘合相连。
在支承体上侧21和支承体下侧22上的连接部位25a、25b的相应部分通过安置在彼此对置的被凹处8穿过的支承体侧腹23a、23b上的金属化物彼此电连接,其中基本体27的通过凹处8附加地形成的表面同样被金属化物覆盖。支承体侧腹23c、23d不含金属化物并且因此电绝缘。
半导体芯片3通过例如焊接安置在支承体上侧21上,使得该半导体芯片与连接部位25的在支承体上侧21上的区域直接接触。同样在支承体上侧21上形成浇注体4,例如由硅树脂构成。立方的浇注体4不仅与半导体芯片3直接接触而且与连接支承体2直接接触,并且在制造公差的范围中与支承体侧腹23c、23d平齐地结束。连接支承体2和浇注体4完全包围半导体芯片3。
优选地,连接支承体2的基本轮廓是矩形的、方形的或者六边形的。连接支承体2的厚度优选构建得尽可能小,其中连接支承体2具有足够的机械稳定性,以便例如防止连接支承体2的弯曲。连接支承体2的厚度≤1mm、优选≤0.6mm。特别优选≤0.4mm。
对于半导体芯片3的厚度未设置严格的边界,然而厚度优选<200μm,特别优选<60μm、尤其是<25μm。半导体芯片3可以成形为薄膜芯片,如在出版物WO 2005/081319A1中所描述的那样,其关于那里所描述的半导体芯片3以及在那里所描述的制造方法的公开内容通过引用结合于此。半导体芯片3例如发射在近紫外或蓝色光谱范围中的光。
根据图2的实施例基本上对应于图1所示的实施例。当然,浇注体4构建为球形透镜。连接支承体2具有三层的纤维增强物24,它们分别类似于根据图1的实施例那样相对于彼此扭转90°。连接支承体2的基本体27不具有凹处8。连接部位25的相应的位于支承体上侧21和支承体下侧22上的部分通过支承体侧腹23a、23b彼此连接。
在根据图3的实施例中,连接支承体2的基本体27具有两个穿通接触部28。穿通接触部28以导电和导热的材料填充并且形成连接部位25a、25b。连接部位25a在此构建得比连接部位25b更大。两个连接部位25a、25b朝着支承体下侧22的方向突出于基本体27。这使将半导体器件1安置在未示出的外部支承体上变得容易。
在支承体上侧21上,半导体芯片3直接施加在连接部位25a上。由此,保证了半导体芯片3通过连接部位25a对未示出的外部支承体的良好热接触。半导体芯片3的第二电接触部在芯片的背离连接支承体2的侧上。电接触通过至连接部位25b的接合线6来实现。两个连接部位25a、25b以及半导体芯片3和接合线6被硅树脂构成的透镜状的浇注体4遮盖。浇注体4与半导体芯片3和连接支承体2直接接触并且具有球形-椭圆形形状。
任选地,为也可以构建为圆柱形透镜的浇注体4添加至少一种滤光剂、反射剂、漫射剂或转换剂形式的混合物7。混合物7可以均匀地分布在浇注体4中或者也局部堆积出现。例如,混合物7的浓度可以在半导体芯片3的背离连接支承体2的侧上的区域中更高,以便例如保证将由半导体芯片3发射的电磁辐射均匀地转换成其他波长的辐射。对在此所示的半导体芯片3可替选地(该半导体芯片的电接触面在两个彼此对置的主侧上),也可以使用根据图1或者图2的实施为倒装芯片的半导体芯片3。
在图4中示出了光电子半导体器件1的另一实施例。对未示出的外部支承体的电接触通过两个穿通接触部28来实现,借助穿通接触部形成两个相等大小的连接部位25,其方式是穿通接触部28填充以导电的材料。玻璃体5安置在支承体上侧21上,该玻璃体构建为对于由半导体芯片3要接收的或要发射的辐射是透明的。在半导体芯片3和玻璃体5之间存在填充气体的间隙10。气体例如可以是空气、氩气或氮气。玻璃体5构建为透镜状的元件并且在制造公差的范围中横向地与支承体侧腹23平齐地结束。
任选地,间隙10可以填充以浇注体4。在施加玻璃体5时,浇注体4优选具有流动的或粘的稠度,使得通过将玻璃体5朝着连接支承体2的方向按压而使间隙10完全和形状配合地填满。玻璃体5在此例如在横向方向上可以具有开口,使得将气泡和/或过量的形成浇注体4的物质从间隙10中溢出。通过浇注体4和玻璃体5的这种组合,可以实现在连接支承体2和玻璃体5之间的特别稳定的连接。由此,也可以实现浇注体4的均匀的层厚度,浇注体也可以设置有混合物。
作为另外的选择方案,连接支承体2可以具有散热器9。该散热器9从支承体上侧21延伸至支承体下侧22。散热器9可以与支承体下侧22平齐地结束,如图4中所示,或者类似于连接部位25突出于支承体下侧22。散热器9优选具有高的导热性并且也具有高的热容,并且例如通过铜形成。如果散热器9是导电的,则例如通过在半导体芯片3或者未示出的外部的支承体与散热器9之间的绝缘层可以避免不希望的电接触。
在根据图5的实施例中,连接支承体2具有两个穿通接触部28,它们填充以金属或者金属合金并且形成连接部位25。连接部位25的位于支承体下侧22上的部分构建得大于穿通接触部28的横截面。由此实现了对外部的未示出的支承体的改进的热接触。
浇注体4具有多个层4a、4b、4c。最内部的层4a例如可以以均匀的厚度构建,使得半导体芯片3的层4a除了朝着连接支承体2的侧在所有侧以均匀的厚度包围。由此,如果层4a添加有转换剂,则可以实现例如由半导体芯片3发射的辐射的均匀转换。通过层4b、4c可以实现透镜作用。如果层4b的折射率小于层4c的折射率,根据层4b、4c彼此间的折射率的调节可以增强透镜作用。同样,可能的是,层4c的折射率小于层4b的折射率,层4b的折射率又小于层4a的折射率,层4a的折射率又小于半导体芯片3的折射率。以此方式可以提高光从半导体芯片3耦合输出的效率。
任选地,浇注体4的最外部的层4c通过硬硅树脂构建,使得形成耐外部影响的鲁棒的半导体器件10。
关于半导体芯片3、连接部位25和连接支承体2,根据图6的半导体芯片1的实施例对应于图4中所示的实施例。在支承体上侧21安置有环形的浇注体4,其与支承体上侧21直接接触,然而不与半导体芯片3直接接触。浇注体4可以通过软的硅树脂构建。在半导体芯片3以及在浇注体4的背离连接支承体2的侧上施加有玻璃板形式的玻璃体5,使得形成间隙10。通过将软的硅树脂用于浇注体4,可以补偿可能在半导体器件1的工作中形成的在玻璃体5和连接支承体2之间的热应力。
对于浇注体4可替选地,也可以使用例如玻璃框架或金属框架,其可以用作在连接支承体2和玻璃体5之间的间距保持器。
任选地,玻璃体5和/或浇注体4如也在根据图1至5的实施例中那样包含不同的或者相同的混合物。任选地,连接支承体25或者朝向半导体芯片3的支承体上侧21可以构建为对于由半导体芯片3要接收的或者要发射的辐射是反射的。可替选地或者附加地,连接支承体2以及浇注体4和玻璃体5可以是透明的或者半透明的。如果连接部位25仅仅占据小的面积,则可以形成总体上基本至少部分透射光的半导体器件1。此外,可以将多个例如在不同光谱范围中发射的半导体芯片安置在唯一的连接支承体2上。
这里描述的发明并未由于参照实施例的描述而局限于此。更确切地说,本发明包括任何新的特征以及特征的任意组合,尤其是包含在权利要求中的特征的任意组合,即使该特征或者特征的组合本身并未明确地在权利要求或者实施例中予以说明。
本申请要求德国专利申请10 2008 025 491.6的优先权,其公开内容通过引用结合于此。

Claims (15)

1.一种光电子半导体器件(1),具有:
-连接支承体(2),其带有至少两个连接部位(25),以及
-至少一个光电子半导体芯片(3),其设置在连接支承体(2)上并且与该连接支承体直接接触,
其中连接支承体(2)通过带有纤维增强物(24)的硅树脂基体(26)来构建,并且其中所述连接部位(25)通过至少一个金属化物(23)形成。
2.根据权利要求1所述的光电子半导体器件(1),其中纤维增强物(24)通过玻璃纤维形成。
3.根据权利要求1或2所述的光电子半导体器件(1),其中纤维增强物(24)是至少三层的。
4.根据权利要求1或2所述的光电子半导体器件(1),其中纤维增强物(24)完全被硅树脂基体(26)包围。
5.根据权利要求1所述的光电子半导体器件(1),其中所述金属化物(23)不仅在支承体上侧(21)而且在支承体下侧(22)上延伸。
6.根据权利要求2所述的光电子半导体器件(1),其中所述金属化物(23)不仅在支承体上侧(21)而且在支承体下侧(22)上延伸。
7.根据权利要求5或6所述的光电子半导体器件(1),其中通过至少一个穿通接触部(28)实现在支承体上侧(21)和支承体下侧(22)之间的电连接。
8.根据权利要求5或6所述的光电子半导体器件(1),其中通过在至少一个支承体侧腹(23)上的至少一个金属化物实现在支承体上侧(21)和支承体下侧(22)之间的电连接。
9.根据权利要求1、2、5和6之一所述的光电子半导体器件(1),其中半导体芯片(3)被至少一个浇注体(4)遮盖。
10.根据权利要求1、2、5和6之一所述的光电子半导体器件(1),其中半导体芯片(3)被至少一个玻璃体(5)遮盖。
11.根据权利要求9所述的光电子半导体器件(1),其中半导体芯片(3)被至少一个玻璃体(5)遮盖。
12.根据权利要求11所述的光电子半导体器件(1),其中半导体芯片(3)被连接支承体(2)、浇注体(4)和玻璃体(5)完全包围。
13.根据权利要求11所述的光电子半导体器件(1),其中浇注体(4)或玻璃体(5)构建为光学元件。
14.根据权利要求13所述的光电子半导体器件(1),其中浇注体(4)或玻璃体(5)多层地构建。
15.根据权利要求1、2、5和6之一所述的光电子半导体器件(1),其中该光电子半导体器件耐热达到至少130℃的工作温度。
CN2009801090657A 2008-05-28 2009-04-20 光电子半导体器件和电路板 Active CN101971375B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008025491A DE102008025491A1 (de) 2008-05-28 2008-05-28 Optoelektronisches Halbleiterbauteil und Leiterplatte
DE102008025491.6 2008-05-28
PCT/DE2009/000543 WO2009143796A2 (de) 2008-05-28 2009-04-20 Optoelektronisches halbleiterbauteil und leiterplatte

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101971375A CN101971375A (zh) 2011-02-09
CN101971375B true CN101971375B (zh) 2013-02-20

Family

ID=41064795

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009801090657A Active CN101971375B (zh) 2008-05-28 2009-04-20 光电子半导体器件和电路板

Country Status (7)

Country Link
US (1) US9397271B2 (zh)
EP (1) EP2281316B1 (zh)
JP (1) JP5750040B2 (zh)
KR (1) KR101541565B1 (zh)
CN (1) CN101971375B (zh)
DE (1) DE102008025491A1 (zh)
WO (1) WO2009143796A2 (zh)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010044470B4 (de) * 2010-09-06 2018-06-28 Heraeus Noblelight Gmbh Verfahren zur Beschichtung eines optoelektronischen Chip-On-Board-Moduls, optoelektronisches Chip-On-Board-Modul und System damit
DE102010054068A1 (de) * 2010-12-10 2012-06-14 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements und Bauelement
JP5795251B2 (ja) * 2011-12-14 2015-10-14 信越化学工業株式会社 光学半導体装置用基台及びその製造方法、並びに光学半導体装置
TWI590494B (zh) 2012-02-14 2017-07-01 信越化學工業股份有限公司 Optical semiconductor device package, its manufacturing method, and optical semiconductor device and its manufacturing method
JP5851875B2 (ja) * 2012-02-14 2016-02-03 信越化学工業株式会社 光学半導体装置用パッケージの製造方法及び光学半導体装置の製造方法
JP5770674B2 (ja) * 2012-04-04 2015-08-26 信越化学工業株式会社 光学半導体装置用基板及びその製造方法、並びに光学半導体装置
JP5767160B2 (ja) * 2012-05-07 2015-08-19 信越化学工業株式会社 光学半導体装置用基板の製造方法
DE102012105176B4 (de) * 2012-06-14 2021-08-12 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronischer Halbleiterchip
JP2014203942A (ja) * 2013-04-04 2014-10-27 信越化学工業株式会社 光半導体装置
KR102086098B1 (ko) * 2013-07-03 2020-03-09 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
JP2015165546A (ja) * 2014-02-07 2015-09-17 株式会社ミマキエンジニアリング 紫外線発光ダイオードユニット、紫外線発光ダイオードユニットのセット、インクジェット装置および三次元造形物製造装置
JP6628473B2 (ja) * 2014-12-26 2020-01-08 日亜化学工業株式会社 発光装置
DE102015115722A1 (de) * 2015-09-17 2017-03-23 Osram Opto Semiconductors Gmbh Träger für ein Bauelement, Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines Trägers oder eines Bauelements
JP6365592B2 (ja) * 2016-05-31 2018-08-01 日亜化学工業株式会社 発光装置
JP7089167B2 (ja) 2018-04-23 2022-06-22 日亜化学工業株式会社 発光装置
CN113258274A (zh) * 2020-02-10 2021-08-13 东友精细化工有限公司 天线堆叠结构和包括天线堆叠结构的显示装置
DE102020111728B4 (de) 2020-04-29 2022-06-23 Schott Ag Elektro-optisches Wandlerbauteil mit einem Abstandhalter, sowie Abstandhalter-Wafer zur Herstellung eines elektro-optischen Wandlerbauteils

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1366714A (zh) * 2000-02-09 2002-08-28 日本光源股份有限公司 光源装置
EP1657758A2 (en) * 2004-11-15 2006-05-17 LumiLeds Lighting U.S., LLC Light emitting diode with molded lens and method of manufacturing the same
CN1914961A (zh) * 2004-01-20 2007-02-14 环球产权公司 电路材料、电路、多层电路及其制造方法

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3568012A (en) * 1968-11-05 1971-03-02 Westinghouse Electric Corp A microminiature circuit device employing a low thermal expansion binder
GB1583544A (en) * 1977-07-25 1981-01-28 Uop Inc Metal-clad laminates
JP3417079B2 (ja) * 1994-08-31 2003-06-16 ソニー株式会社 半導体装置の製造方法
DE19942470B4 (de) * 1998-09-08 2013-04-11 Fujitsu Ltd. Optisches Halbeitermodul und Verfahren zum Herstellen eines optischen Halbleitermoduls
JP2000150701A (ja) * 1998-11-05 2000-05-30 Shinko Electric Ind Co Ltd 半導体装置並びにこれに用いる接続用基板及びその製造方法
JP2001257410A (ja) 2000-03-09 2001-09-21 Kyocera Corp 電子部品
US20030141563A1 (en) * 2002-01-28 2003-07-31 Bily Wang Light emitting diode package with fluorescent cover
US20040038442A1 (en) * 2002-08-26 2004-02-26 Kinsman Larry D. Optically interactive device packages and methods of assembly
JP4071639B2 (ja) * 2003-01-15 2008-04-02 信越化学工業株式会社 発光ダイオード素子用シリコーン樹脂組成物
US7037592B2 (en) 2003-02-25 2006-05-02 Dow Coming Corporation Hybrid composite of silicone and organic resins
WO2004081972A2 (de) 2003-03-10 2004-09-23 Osram Opto Semiconductors Gmbh Gehäusekörper optoelektronisches bauelement mit einem solchen gehäusekörper und kunststoffgehäusematerial
JP4766222B2 (ja) * 2003-03-12 2011-09-07 信越化学工業株式会社 発光半導体被覆保護材及び発光半導体装置
JP2005064047A (ja) * 2003-08-13 2005-03-10 Citizen Electronics Co Ltd 発光ダイオード
US7087465B2 (en) * 2003-12-15 2006-08-08 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Method of packaging a semiconductor light emitting device
US8835937B2 (en) 2004-02-20 2014-09-16 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic component, device comprising a plurality of optoelectronic components, and method for the production of an optoelectronic component
JP4598432B2 (ja) * 2004-05-12 2010-12-15 浜松ホトニクス株式会社 電子部品及びその製造方法
EP1861876A1 (en) 2005-03-24 2007-12-05 Tir Systems Ltd. Solid-state lighting device package
US7288798B2 (en) * 2005-06-02 2007-10-30 Lighthouse Technology Co., Ltd Light module
JP2007116138A (ja) * 2005-09-22 2007-05-10 Lexedis Lighting Gmbh 発光装置
JP2007180203A (ja) * 2005-12-27 2007-07-12 Shinko Electric Ind Co Ltd 半導体装置および半導体装置の製造方法
US7521728B2 (en) * 2006-01-20 2009-04-21 Cree, Inc. Packages for semiconductor light emitting devices utilizing dispensed reflectors and methods of forming the same
JP4996101B2 (ja) * 2006-02-02 2012-08-08 新光電気工業株式会社 半導体装置及び半導体装置の製造方法
JP5268082B2 (ja) * 2006-02-22 2013-08-21 シチズン電子株式会社 光半導体装置
JP4969119B2 (ja) * 2006-03-20 2012-07-04 日本碍子株式会社 発光ダイオード装置
TW200805694A (en) * 2006-07-04 2008-01-16 Secure Tech Co Ltd Light-emitting component and manufacturing method thereof
US8735920B2 (en) * 2006-07-31 2014-05-27 Cree, Inc. Light emitting diode package with optical element
JP4979299B2 (ja) * 2006-08-03 2012-07-18 豊田合成株式会社 光学装置及びその製造方法
JP2008071955A (ja) 2006-09-14 2008-03-27 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1366714A (zh) * 2000-02-09 2002-08-28 日本光源股份有限公司 光源装置
CN1914961A (zh) * 2004-01-20 2007-02-14 环球产权公司 电路材料、电路、多层电路及其制造方法
EP1657758A2 (en) * 2004-11-15 2006-05-17 LumiLeds Lighting U.S., LLC Light emitting diode with molded lens and method of manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
CN101971375A (zh) 2011-02-09
EP2281316B1 (de) 2015-06-10
KR20110016857A (ko) 2011-02-18
WO2009143796A3 (de) 2010-03-11
DE102008025491A1 (de) 2009-12-03
US20110108870A1 (en) 2011-05-12
WO2009143796A2 (de) 2009-12-03
EP2281316A2 (de) 2011-02-09
JP2011521481A (ja) 2011-07-21
JP5750040B2 (ja) 2015-07-15
US9397271B2 (en) 2016-07-19
KR101541565B1 (ko) 2015-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101971375B (zh) 光电子半导体器件和电路板
JP6437154B2 (ja) 発光素子パッケージ
JP6312899B2 (ja) 発光素子パッケージ、光源モジュール及びこれを含む照明システム
CN100414698C (zh) 表面安装电源的发光晶粒封装
CN101978515B (zh) 光电子半导体组件和用于制造光电子半导体组件的方法
CN101689590B (zh) 半导体发光器件封装和方法
JP4960099B2 (ja) 発光装置及びそれを用いた照明器具または液晶表示装置
US8071997B2 (en) LED with light transmissive heat sink
JP5150036B2 (ja) 発光ダイオードチップ
CN101222010A (zh) 光电元件封装结构及其封装方法
CN100449801C (zh) 半导体发光元件组成
KR102098594B1 (ko) Led 패키지
KR20050092300A (ko) 고출력 발광 다이오드 패키지
CN102414849A (zh) 发光二极管以及用于制造发光二极管的方法
JP2005109282A (ja) 発光装置
CN111492495A (zh) 光电子半导体组件和光电子半导体组件的制造方法
CN102194801A (zh) 正向发光的发光二极管封装结构及其形成方法
CN102064172A (zh) 发光二极体封装构造
US7897991B2 (en) Light emitting diode and LED chip thereof
KR101004929B1 (ko) 발광다이오드 패키지 및 이를 구비한 발광다이오드 패키지 모듈
KR100730772B1 (ko) 고출력 발광소자용 패키지
JP4720943B1 (ja) 半導体素子用パッケージ及びそれを用いた発光素子
CN101110407A (zh) 发光二极管模组
CN102235642A (zh) 背光模组

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: SHIN-ETSU CHEMICAL INDUSTRY CO., LTD.

Effective date: 20130528

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
C53 Correction of patent for invention or patent application
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Jaeger Harald

Inventor after: Sorg Joerg Erich

Inventor after: Bai Mumian

Inventor after: Shiohara Toshio

Inventor before: Jaeger Harald

Inventor before: Sorg Joerg Erich

COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: HARALD JAEGER ERICH SORG JOERG TO: HARALD JAEGER ERICH SORG JOERG BAI MUMIAN HALO TOSHIO

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20130528

Address after: Regensburg, Germany

Patentee after: Osram Opto Semiconductors GmbH

Patentee after: Shin-Etsu Chemical Industry Co., Ltd.

Address before: Regensburg, Germany

Patentee before: Osram Opto Semiconductors GmbH

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190723

Address after: Tokyo, Japan, Japan

Patentee after: Shin-Etsu Chemical Industry Co., Ltd.

Address before: Regensburg, Germany

Co-patentee before: Shin-Etsu Chemical Industry Co., Ltd.

Patentee before: Osram Opto Semiconductors GmbH