CN102203940A - 用于半导体元件的支撑体、半导体元件和用于制造支撑体的方法 - Google Patents

用于半导体元件的支撑体、半导体元件和用于制造支撑体的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于半导体元件、尤其是用于光电半导体元件的支撑体。所述支撑体具有连接层和导体层，所述连接层和导体层通过朝向彼此的主面彼此连接。所述连接层、所述导体层或不仅连接层而且导体层具有至少一个变薄的区域，所述导体层和连接层在所述区域中的层厚度小于所述导体层和连接层的最大层厚度。所述连接层完全能导电并且至少相对于导体层的部分电绝缘，或者所述连接层至少部分地电绝缘。此外本发明提出一种具有电连接导体的半导体元件以及用于制造这种支撑体的方法。

Description

用于半导体元件的支撑体、半导体元件和用于制造支撑体的方法
本专利申请要求德国专利申请10 2008 053 489.7的优先权，通过相关参考引入其公开内容。
技术领域
本发明涉及一种适用于半导体元件的支撑体，以及用于制造支撑体的方法。此外给出一种具有支撑体的半导体元件。
背景技术
为了制造半导体元件通常使用所谓的引线框。引线框的另一种说法例如是导体框架(Leiterrahmen)。引线框具有用于电子元件例如半导体元件的电连接导体。电连接导体例如借助引线框的框架连接或保持在该引线框中。引线框通常至少基本上由冲压的铜片制成。引线框一般可以称为金属板，在该金属板中借助凹部构成电连接导体。
在制造已知的半导体元件时，引线框通常利用塑料制成的基础壳体改成。基础壳体形成用于半导体芯片的支撑体。基础壳体至少具有通过引线框形成的第一电连接导体和第二电连接导体。随后，安装在基础壳体上或安装在基础壳体内的芯片例如利用封装料(Kapselmasse)包封。电连接导体例如侧向地在彼此相反的侧上从基础壳体的塑料部分伸出。
发明内容
本发明的目的是，给出一种用于半导体元件的支撑体，该支撑体可以在很多方面使用和/或与传统的支撑体相比能以技术上更为简单的方式制造。此外，应给出特别有利的具有这种支撑体的半导体元件以及用于制造这种支撑体或半导体元件的方法。
本发明给出一种用于半导体元件、尤其是用于光电半导体元件的支撑体。该支撑体尤其适合承载元件的至少一个半导体主体。该支撑体尤其设置成半导体元件的壳体的组成部分。
所述支撑体具有能导电的导体层和连接层，所述导体层和连接层通过朝向彼此的主面彼此连接。所述导体层、连接层或不仅导体层而且连接层具有至少一个变薄的区域，所述导体层和连接层在所述变薄的区域中的层厚度小于所述导体层和连接层的最大层厚度。
该连接层在其完全能导电的情况下至少相对于导体层的部分电绝缘。
根据另一种实施方式，该连接层至少部分地电绝缘。这就是说，连接层的一部分能导电或整个连接层电绝缘。
不仅支撑体而且导体层和连接层本身尤其是自承载的或无承载的元件，这就是说它们尤其在没有其它材料的状态下是形状稳定的并且可以在其形状保持不变的情况下这样地移动和输送。
镀层、例如施加在材料面上的透明的、能导电的氧化物的薄层或者薄的金属镀层、塑料镀层本身不属于术语“连接层”或“导体层”的范畴。当如下情况时尤其是这样：下述形式的镀层由于缺乏形状稳定性会不适合于通常处理，即在该形式中镀层不是施加在其它材料上，而是没有其它材料。然而这种镀层可以是连接层的部分和/或导体层的部分，只要连接层和导体层本身分别是无承载的或自承载的元件。
根据一种有利的实施方式，不仅连接层而且导体层的最大厚度都是至少50μm、优选至少80μm或至少90μm。这就是说，导体层和/或连接层必须在至少一个位置上的厚度至少与所给出的厚度之一一样大，其中垂直于导体层的主延伸面测量所述厚度。导体层和连接层可以具有不同的厚度。
根据至少一种实施方式，所述连接层、导体层或者不仅连接层而且导体层是金属板或者具有金属板。
导体层和连接层分别包括带彼此对置的主面的平整形状，所述形状通过侧面彼此连接。所述侧面分别小于主面。
通过如下措施：构造至少带有以连接层和导体层的形式的两个部件的支撑体并且设置所述层中的至少一个具有变薄的区域的层，支撑体的性能形成为超过传统性能，例如能作为用于半导体芯片的载体和仅具有电连接导体。
术语“变薄的区域”未暗含确定的用于形成这种区域的制造方法。有利地，基于导体层和/或连接层能有利地以恒定的厚度例如通过例如借助蚀刻去除材料或者通过压印(Einpaegen)来制造变薄的区域。然而这不一定是必需的。相应层例如可以一开始就构造为具有较薄和较厚的区域。
“变薄的区域”一般以下述方式定义，即其中导体层的层厚度小于其最大层厚度，而与制造方法无关。有利地，变薄的区域的厚度比导体层的最大厚度至少小10％、至少小25％或者至少小35％。例如变薄的区域的厚度小于导体层的最大厚度的约40％、约50％或者约60％。
根据支撑体的至少一种实施方式，所述连接层是第一引线框的一部分，所述导体层是第二引线框的一部分。所述两个引线框彼此电绝缘地连接。如开头所述，还可称为导体框架的引线框是金属板，在该金属板中含有多个用于半导体元件的电连接导体，其中电连接导体在金属板中通过在该板中的相应的凹部设计和成形。术语“引线框”为本领域技术人员所熟知，尤其是光电子学领域的技术人员。
术语“导体层”不一定暗含一体式的层。而导体层还可以具有多个彼此间隔开的、并排设置的分层。类似的情况适用于连接层。
根据支撑体的至少一种实施方式，所述支撑体具有第一侧，其中在所述第一侧上，封装料成形到所述导体层和所述连接层上，所述封装料具有硅酮。换句话说，封装料形成用于导体层和连接层的壳体料。
硅酮的优点是，在短波电磁辐射射入时明显比其它封装料、例如光学树脂(Optoharze)更为有限地老化。此外，硅酮具有明显高于例如环氧树脂的耐热性。在没有损害的情况下环氧树脂通常能够加热至最大约150℃的同时，对于硅酮被加热至约200℃是可能的。
硅酮优选用于封装料，其在折射率为1.41至1.57时具有肖氏硬度A＝20至D＝90的范围内的硬度。
在此，封装料能由在此描述的硅酮中的一种或多种制成，其中附加地能将反射辐射的或吸收辐射的填充料、例如TiO2或炭黑(Russ)加入硅酮。
此外，还可以考虑将混合材料用于封装料，例如硅酮和环氧树脂的混合物或者硅酮与其它有机材料、例如乙稀基或含丙烯酸的材料的混合物。
有利地，所述类型的混合材料与纯环氧树脂相比是对于辐射更为稳定的(strahlungsstabiler)和热性能更为稳定的(thermisch stabiler)并且此外与纯硅酮相比具有良好的机械特性(例如刚性)。
根据支撑体的至少一种实施方式，所述支撑体具有与所述第一侧对置的第二侧，其中所述导体层在所述第二侧上在这样的区域中至少部分地没有封装料和电绝缘材料，在所述区域中在所述第一侧上，封装料成形到所述导体层上。优选地，支撑体能进行表面安装。有利地，能通过导体层或支撑体的露出的部分，这就是说通过第二侧实现外部电接触。
根据支撑体的至少另一种实施方式，所述导体层具有至少两个彼此电绝缘的部分，所述部分形成用于半导体元件的第一电连接导体和第二电连接导体，所述部分借助所述连接层的至少一个部分彼此机械连接。如果连接层完全能导电或者利用能导电的部分邻接两个电连接导体，为了所述连接层不将连接导体电连接，原则上使连接层仅相对于连接导体之一电绝缘就足够了。
根据支撑体的至少一种实施方式，不仅连接层而且导体层分别具有至少一个变薄的区域，导体层和连接层在至少一个变薄的区域中的层厚度小于导体层和连接层的最大层厚度。由此，还能在支撑体中在构成附加功能或特殊的形状和结构方面实现更高的灵活性。
在该实施方式的一种设计方案中，连接层的变薄的区域横向地与导体层的变薄的区域重叠。“横向地”结合本申请表示如下方向，该方向平行于导体层、连接层或支撑体的主延伸面分布。
根据至少另一种实施方式，连接层和/或导体层具有至少一个缺口。该缺口例如可以是在该层中的孔洞或凹部，其通过层的整个厚度延伸。凹部可在至少一个侧上敞开，这就是说该凹部不必从所有侧横向地由层的材料包围。在该层具有多个彼此间隔开的分层的情况下，凹部是在分层之间的间隙。
根据这种实施方式的至少一种设计方案，连接层和/或导体层具有邻接缺口的变薄的区域。
根据这种实施方式的另一种设计方案，导体层具有变薄的区域，该变薄的区域横向地与连接层的缺口重叠。该缺口和该变薄的区域可以彼此完全重叠。然而该缺口和该变薄的区域还可以仅部分地相互重叠，这就是说该缺口可以部分地横向地与变薄的区域错开。
根据另一种设计方案，缺口的开口面积在连接层的俯视图中小于导体层的与缺口重叠的变薄的区域在俯视图中的面积。俯视图意味着垂直于这些层或支撑体的主延伸面的观察角度。替代地，在俯视图中缺口的开口面积大于导体层的与缺口重叠的变薄的区域的分别在俯视图中看到的面积。
根据另一种实施方式，连接层具有横向地超过导体层的一部分的一部分，其中在连接层的该部分和导体层的被横向地超过的该部分之间的区域没有支撑体的材料。尤其是，在所述部分之间存在间隙。
在一种设计方案中，连接层的该部分邻接该缺口。
根据支撑体的至少另一种设计方案，在一边缘上存在连接层的一部分，所述一部分横向地超过所述导体层的一部分，其中在所述连接层的该部分和所述导体层的该部分之间的区域没有支撑体的材料。尤其是在所述部分之间存在间隙。
支撑体的至少另一种实施方式规定了，所述连接层和所述导体层借助连接介质彼此连接。在一种设计方案中，该连接介质是电绝缘材料。附加地或替代地，该连接介质可以是导热良好的材料。有利地，连接介质可以是粘合剂。
根据至少另一种实施方式，在所述导体层的一部分上设置有芯片安装区域。所述连接层在芯片安装区域的侧上跟随所述导体层。该芯片安装区域尤其是设置或形成在支撑体的凹槽中。
在支撑体的至少另一种实施方式中，存在至少一个内壁，所述内壁的主延伸面倾斜于所述支撑体或导体层的主延伸面分布并且与该主延伸面相比朝向所述芯片安装区域倾斜。如此构造的内壁可以在光电元件中用作用于由半导体芯片发射的或者要接收的电磁辐射的反射器。
给出一种半导体元件，所述半导体元件包括以其实施方式或设计方案中的至少一种形式的支撑体。
所述支撑体在第一侧上设有半导体芯片和封装料，其中所述封装料包围半导体芯片并且成形到所述支撑体上。换句话说，封装料可以一体式构成并且封装芯片以及部分地封装支撑体。
根据一种实施方式，半导体元件是光电半导体元件。半导体芯片在此尤其适合于发射和/或接收电磁辐射。
根据半导体元件的至少一种另外的实施方式，支撑体在与第一侧对置的第二侧上在横向地与封装料和/或与封装料和半导体芯片重叠的区域中至少部分地没有封装料并且没有可能的其它绝缘材料。这就是说，电连接导体-即例如导体层或支撑体-在第二侧上在这种区域中至少部分地没有封装料，其中在对置的第一侧上存在封装料。支撑体的露出的部分在其第二侧上尤其是用作半导体元件的外部电连接。
根据半导体元件的一种设计方案，支撑体在第二侧上完全没有封装料。
下述实施方式不属于前述实施方式的范畴，即其中连接导体在封装料的区域中完全由封装料包围并且连接导体的另一部分从封装料伸出并且在封装料的背侧上弯曲。然而原则上，半导体元件还可以具有这种特征。
根据半导体元件的另一种设计方案，支撑体在第二侧上的横向地与半导体芯片重叠的区域没有封装料，也没有其它电绝缘材料。
半导体芯片尤其是发光二极管芯片，其中术语“发光二极管芯片”不局限于发射可视光的芯片，而是一般用于所有发射电磁辐射的半导体芯片。该半导体芯片尤其具有包括有源层的外延半导体层序列，在该有源层中产生电磁辐射。
根据另一种实施方式，封装料大部分或完全构造成能透射辐射。该封装料在能透射辐射的部分中具有用于半导体芯片的波长光谱中的电磁辐射的至少50％、优选至少70％的透射率。
根据半导体元件的至少另一种实施方式，支撑体完全或至少80％、优选至少90％地、横向地与封装料重叠。
本发明提出一种用于制造用于半导体元件的支撑体的方法。在该方法中准备连接层和导体层。这些导体层分别具有彼此背离的主面。通过所述连接层和所述导体层的两个主面以下述方式使所述连接层与所述导体层彼此连接，即所述主面朝向彼此。尤其是，在准备导体层后实现连接层和导体层的连接。此外，在连接层、导体层中或者不仅在连接层中而且在导体层中形成至少一个变薄的区域，在至少一个变薄的区域中相应导体层的层厚度小于其最大层厚度。
这些层如此连接和/或具有其材料性质，即这些层彼此电绝缘。连接层部分地或完全地能导电或电绝缘。
可以在连接层和导体层彼此连接之前或之后形成变薄的区域。尤其是还可以在准备相应的层期间、例如在制造所述层期间形成变薄的区域。所述层可以一开始就形成为具有变薄的区域。然而，该变薄的区域尤其是还可以通过材料去除或通过材料变形形成。
附图说明
支撑体、半导体元件和该方法的其它优点、优选实施方式和改进方案在随后结合附图阐述的实施例中给出。其中示出了：
图1示出根据第一实施例在用于制造支撑体或者半导体元件的方法阶段期间的连接层和导体层的示意性截面图；
图2示出根据第一实施例具有在图1中示出的层的支撑体的示意性截面图；
图3示出根据第一实施例的半导体元件的示意性截面图；
图4示出根据第二实施例的半导体元件的示意性截面图；
图5示出根据第三实施例的半导体元件的示意性截面图；
图6示出根据第四实施例的半导体元件的示意性截面图；
图7以示意性截面图示出在图4中示出的元件的示例性部段；
图8示出在图3中示出的半导体元件的第一示例性示意俯视图；
图9示出在图3中示出的半导体元件的第二示例性示意俯视图；
图10示出根据第五实施例的半导体元件的示意性俯视图；和
图11示出根据第六实施例的半导体元件的示例性俯视图。
具体实施方式
在实施例和附图中，相同或起相同作用的部件分别具有相同的附图标记。所示出的部件以及部件彼此间的尺寸比例未按正确比例示出。用于更好的理解而过大地示出附图的一些细节。
在图1中示意性示出连接层11和导体层12。不仅连接层而且导体层具有多个变薄的区域，这一点在下面结合图2来阐述。此外，连接层11具有多个缺口(Durchbruch)。缺口例如能构造成孔洞。缺口还可以是凹部，该凹部在至少一个侧上敞开或者该凹部将连接层11的可在图1中看到的不同的部分彼此分开。换句话说，连接层11还可以具有多个彼此分离的部分。同样的情况适用于导体层12。
图1和2主要用于说明一些能以技术上简单的方式有利地利用支撑体实现的结构。图2不必示出被优化用于半导体元件的支撑体，即使该支撑体原则上应适合于这种半导体元件。
不仅连接层而且导体层都具有例如能导电的材料。所述层尤其也可以完全由能导电的材料制成。替代地，所述层之一或者两个层还可以仅部分地由能导电的材料制成。然而优选地，至少该导体层大部分由能导电的材料制成，例如多于50％，多于75％或多于80％。同样的情况可以适于连接层。
导体层12和连接层11都具有例如金属材料或者由金属材料制成。两个层例如大部分能由铜制成。附加地，导体层例如能被涂敷有至少另一种金属，例如金、银或锡。
替代地，连接层11还可以完全由电绝缘材料制成或者具有电绝缘材料。绝缘材料的示例是陶瓷材料或塑料。如果连接层11仅部分地由电绝缘材料制成，则该电绝缘材料例如能以下述方式集成在连接层11中，即如果层11，12例如借助能导电的连接介质3彼此连接，则支撑体10中的连接层11的能导电的部分相对于导体层也电绝缘，参见图2。原则上同样的情况还适用于导体层的性质。
在一种有利的实施例中，连接层11和导体层12都是引线框的一部分，该引线框例如完全电绝缘地机械地彼此连接。引线框由金属制成并且例如具有铜。
两个层11，12或者所述层之一的最大厚度例如为0.1mm、0.15mm或0.2mm。尤其可以应用具有不同最大厚度的导体层12和连接层11。例如连接层11的最大厚度13可以为约0.15mm，导体层12的最大厚度23为0.4mm，或者相反。
为了制造支撑体10，连接层和电导体层11、12借助连接材料3彼此连接，参见图2。连接材料3例如电绝缘，例如是粘合剂。原则上例如还可以使用能导电的连接介质3、例如焊料或者能导电的粘合剂。这例如可以与下述情况相关，即电绝缘的连接介质是否是使导体层的在支撑体中可能要彼此绝缘的各个部分彼此电绝缘所必需的。原则上，能导电的连接介质还能与电绝缘的连接介质组合。
原则上还可以在连接层11和导体层12已经借助连接介质3彼此连接之后才制造连接层11的变薄的区域中的至少一些以及缺口4中的一些，。
如在图2中看出的一样，支撑体10通过使用至少两个层11，12能以技术上简单的方式设有多个三维结构，所述三维结构以其它方式不能实现或仅能以显著较高的费用实现。原则上，支撑体除了连接层11和导体层12之外还可以具有其它的层，例如总共三层或四层。
在图2中示出的支撑体10中，连接层11在第一边缘处具有变薄的区域111，该区域111横向地超过导体层12的变薄的区域121。在连接层的变薄的区域111和导体层的变薄的区域121之间是无支撑体的材料的区域。在图2的图示中，在边缘处的变薄的区域111，121之间的整个区域没有连接导体的材料。然而该区域的一部分也可以具有连接导体的材料，例如连接材料3可以伸入该区域中。
在支撑体边缘处的这种间隙能够对于要制造的元件、例如用于封装料的固定件起作用，借助该固定件能明显降低封装料和电连接导体分层的风险。当连接层11和导体层12的部分之间的相应间隙至少部分地由封装料填充时，则在图2中示出的电连接导体的其它结构也能用作用于封装料的锚固件。
在图2中示出的连接层11的变薄的区域112，113邻接缺口4。此外，所述区域112，113分别横向地超过导体层12的变薄的区域122的一部分。在其之间分别是间隙。此外，由此还在支撑体10中形成凹槽。凹槽的横截面从俯视图来看在从连接层11的外侧朝向导体层12的走向中放大。
这种凹槽例如能用作支撑体10的纯锚固件，即凹槽可以在半导体元件的情况下没有半导体芯片。此外，这种凹槽的底部还可以用作用于半导体芯片的安装面，该半导体芯片相应地设置在凹槽中。
在根据图2的支撑体10的中心形成另一个凹槽。连接层的变薄的区域114，115在该凹槽中邻接缺口4并且横向地超过导体层12的变薄的区域123。在连接层11的变薄的区域114，115和导体层12的变薄的区域123之间是间隙。与前述凹槽的不同之处在于：该凹槽具有横截面的尺寸的另一走向。从连接层11的外侧开始，凹槽的横截面在缺口内部首先缩小，以便在导体层12的区域中再次变大。
连接层的邻接缺口4的变薄的区域114，115与变薄的区域112，113不同地形成在导体层11的一部分中，该部分朝向导体层12并且形成连接层11的主面，连接层11通过该主面与导体层12连接。
在图2中示出的支撑体的实施例中，存在连接层11的另一变薄的区域116，该区域116横向地超过导体层12的一部分。然而在此，仅在变薄的区域116与导体层12的、变薄的区域116超过其的部分之间的区域的一部分没有支撑体10的材料。这以下述方式实现，即导体层12的变薄的区域124仅部分地与变薄的区域116重叠。而且导体层12的变薄的区域124仅部分地横向地与另一缺口4重叠，变薄的区域116邻接该另一缺口4。
通过这种部分横向重叠，在支撑体10中能有效地形成分别比在层11，12之一中更小的结构元件、例如突出的(wegragend)部件或开口。如果例如变薄的区域和缺口通过在由金属制成的导体层中的蚀刻来制造，则变薄的区域和缺口的横向范围的最小尺寸大约是未形成结构的导体层的最大厚度。
在支撑体10的第二边缘处，连接层11具有未变薄的部分118，该部分118横向地超过导体层12的部分125，其中在导体层11，12的这些部分118，125之间存在间隙。该间隙也可以作为用于封装料的固定件。
在图3至6中分别示出半导体元件的实施例。半导体元件例如是光电元件、例如发光二极管元件。其分别具有支撑体10。
支撑体10包含导体层12，该导体层12在第一部分中形成第一电连接导体21并且在第二部分中形成第二电连接导体22。第一电连接导体21分别具有芯片安装区域5，在该芯片安装区域5上以机械和导电的方式安装半导体芯片50。连接导体21，22彼此电绝缘，该连接导体21，22例如横向地彼此间隔开。
此外，支撑体10包含连接层11。该连接层11例如使电连接导体21，22彼此机械地但不导电地连接。
半导体芯片50例如是发光二极管芯片。发光二极管芯片例如具有外延的半导体层序列，该半导体层序列包括有源层。该有源层尤其可以由多个分层组成，所述分层尤其还可以具有不同的材料成分。
半导体层序列例如具有III/V-化合物半导体材料。III/V-化合物半导体材料具有第三主族中的至少一种元素、例如B、Al、Ga、In和第五主族中的元素、例如N、P、As。术语“III/V-化合物半导体材料”尤其包括二元、三元或四元化合物的族，其包含第三主族中至少一种元素和第五主族中的至少一种元素，例如氮化合物半导体和磷化合物半导体。此外，这种二元、三元或四元化合物例如可以具有一种或多种掺杂物以及附加的组分。
有源层优选包括pn结、双异质结构、单量子阱(SQW，single quantum well)或特别优选地包括用于产生辐射的多量子阱(MQW，multi quantum well)。在此，名称量子阱结构没有详细说明关于量子化的维数的含义。因此，量子阱结构除其他之外包括量子槽(Quantentroege)、量子线和量子点以及这些结构的每种组合。本领域技术人员知道MQW结构的示例。
在附图中示出的实施例中，芯片安装区域5分别形成在第一支撑体10的导体层12的外面上。连接层11在芯片安装区域5的该侧上跟随导体层12。因此，半导体芯片50分别至少部分地由支撑体10的材料横向包围。换句话说，半导体芯片50设置在支撑体10的凹槽中。
在芯片安装区域5和半导体芯片50的该侧上，支撑体10和半导体芯片50设有半导体元件的封装料9。封装料9封装半导体芯片50并且成形到支撑体10上。在支撑体10的与芯片安装区域5对置的侧上，该支撑体10没有封装料以及其它电绝缘材料。支撑体10的外面的这个区域例如在第一连接导体21的区域中用作第一外部电接触面81并且在第二连接导体22的区域中用作半导体元件的第二外部电接触面。
在电连接导体21，22之间分别存在导体层12的缺口4，该缺口使电连接导体彼此分开。在根据图3、图5和图6的实施例中，导体层的变薄的部分123，124邻接缺口4，从而缺口的横截面在朝向连接层11的走向中变小。因此，在电连接导体21，22之间的外部的距离大于在连接层附近的距离，由此能在不会显著影响支撑体10的稳定性的情况下在半导体元件的电装配时防止短路。在图4中，导体层12的整个缺口4例如具有恒定的横截面。
在图3，图5和图6中示出的实施例中，芯片安装区域5形成在导体层12的变薄的区域122的外面上。
如果芯片安装区域5形成在导体层12的变薄的区域122的外面上，则在芯片安装区域5和外部电连接面81之间的距离能以有利的方式特别小地实现。由此能实现在半导体芯片50和电连接面81之间的特别小的热阻，这可以对半导体元件的运行、功率和耐久性产生积极影响。
如果芯片安装区域5形成在导体层的外面上(即“下部的”、背离主辐射方向的层)，则特别小的热阻通常总是能实现，而与芯片安装区域是形成在未变薄的区域中还是变薄的区域中无关。如果例如导体层基本上由铜制成，则导体层的厚度对于热阻来说仅起很小的作用。
在图4中示出的半导体元件的实施例中，芯片安装区域5形成在导体层12的一部分的外面上，其厚度与导体层的最大厚度23相应。
根据图4的半导体元件例如具有支撑体10的导体层12，该导体层12不包含变薄的区域。在这种情况下，导体层12例如可以由具有基本上恒定的厚度的金属板形成。在图5中示出的实施例的连接层11例如同样没有变薄的区域。因此，在这些实施例中仅两个层之一必须设有变薄的区域，这可以简化制造。
在图3、图4和图5中示出的实施例中，其中设置有半导体芯片50的凹槽构造成固定件，其中在连接层11的部分和导体层12的、连接层的所述部分横向地超过其的部分之间存在间隙，该间隙由封装料9填满。
与此不同，在图6中示例性示出的半导体元件具有带边缘的凹槽，所述边缘可以用作反射器。在根据图6的实施例中，芯片安装区域5由凹槽的至少两个内壁包围，该内壁的主延伸面51倾斜于支撑体10的主延伸面分布并且与支撑体10的主延伸面相比朝向芯片安装区域5倾斜。
在图6中以下述方式示出内壁，即该内壁由多个直角的台阶形成。实际上在各种情况下不是直角的台阶，而是部分弧形的和倒圆的面。如果缺口4、连接层的变薄的区域112，113和导体层121的变薄的区域122借助蚀刻形成在厚度基本上恒定的金属板中，则例如形成凹形的弓形结构。内壁的台阶的这种凹形的弓形结构的示例性示意图在图7中示出的部段中给出。
内壁还能以其它方式形成。此外可以采取附加的措施以使内壁平滑。在图12中借助虚线示例性示出变平滑的内壁的走向或形状看起来会如何。棱的变平滑或去除例如可以借助电抛光或类似的方法实现。内壁尽可能如此形成，使得在内壁上可以使半导体芯片50的电磁辐射沿半导体元件的辐射方向转向。
如果连接导体10的内壁构造成反射器，如在图6和图7示例性示出，则在凹槽的、其上形成芯片安装区域50的底部尽可能深时是有利的，以便“反射器”尽可能高地超过芯片5。例如导体层12的变薄的区域122比导体层的最大厚度薄至少60％，至少70％或者至少80％。附加地或替代地，整个支撑体10的总厚度例如为至少0.5mm、至少0.75mm或者至少1mm。支撑体10的总厚度可以总共例如为最大1mm厚。
封装料9例如具有硅酮或者至少大部分由硅酮制成。封装料9的一部分例如形成透镜91。封装料9例如分别横向地完全包围支撑体10和第二电连接导体20并且从一侧出发完全覆盖连接导体10，20，如在图4中示出。
替代地，封装料9未横向地包围导体层12，如在图3中示出的一样，或者仅部分地横向包围该导体层12，如在图5和图6中示出。在这些示例中，封装料例如竖直地与外部连接面81，82间隔开。
封装料9例如同样可以部分地覆盖支撑体的背离半导体芯片50的侧，与在附图中示出的相反。然而，在这种情况下，电连接导体21，22的外部连接面81，82的一部分也保持没有封装料9，并且在第一连接导体21中形成电连接面81和在第二电连接导体22中形成电连接面82。
半导体芯片50例如借助接合线6与第二电连接导体22的内部电连接面7导电连接。在与内部电连接面7对置的侧上，第二电连接导体具有不含有绝缘材料的外部电连接面82。替代接合线6，原则上还可以使用用于半导体芯片50与第二电连接导体22的导电连接的其它电连接介质。
在所有实施例中，支撑体在边缘处分别具有连接层11的部分111，131，116，134，该部分横向地超过导体层12的部分121，125，141，142，其中在各个部分之间存在没有支撑体的材料的间隙。在根据图3，图5和图6的示例中，导体层的部分121，125在支撑体10的边缘处在间隙的区域中例如仅部分地横向地被连接层11超过。相反，导体层12的外部的另一部分横向地与连接层11错开。
在第二连接导体22的区域中，连接层11分别具有缺口4。由此，内部接触面7可以从连接层11的侧出发来接触。在图5和图6中示出的实施例中，该缺口4例如分别具有在俯视图来看的恒定横截面。
在图3和图4中示出的实施例中，凹槽类似于在第一连接导体21的区域中的凹槽设计成固定件或设计有用于封装料9的固定件。在这种情况下，缺口4的截面在朝向导体层的走向中扩大。连接层11的部分114，115横向地超过导体层12的部分，并且在各个部分之间分别存在没有支撑体的材料的间隙。
在图8中以俯视图示出在图3中的半导体元件的第一实施例。在该实施例中，半导体芯片50横向地完全由连接层11并且必要时由导体层12的部分包围。换句话说，存在支撑体10的凹槽，在该支撑体中设置有半导体芯片50，该凹槽在所有侧上具有内壁。这种凹槽例如还存在于第二连接导体22的区域中。
与此不同，在图9中示出的俯视图中，其中设置有半导体芯片50的凹槽是在两个对置的侧上敞开的沟。相应的情况例如适于在第二连接导体22的区域中的凹槽。在这种实施例中，根据图3的截面图替代地还可以是半导体元件的侧向俯视图，因为凹槽在两个侧上侧向敞开。凹槽替代地还可以仅在一个侧上侧向敞开。
在所有实施例中，导体层和连接层能以不同的材料、金属化、材料调质和/或表面粗糙度来形成。例如，连接层的表面至少在部分区域中的粗糙度比导体层的表面大至少50％、至少100％或至少150％。
导体层例如具有金属镀层，例如具有不同的金属层的层序列。层序列例如从导体层的基体开始以这种顺序例如具有镍层、钯层和金层，其中所述层中的每一层除了镍、钯和金外还可附加地具有其它材料。尤其可以是合金。这种金属镀层例如能很好地适合于焊接和粘合以及适合于接合线的接合。
导体层例如包括含有铜或由铜制成的基体。附加地或替代地，连接层大部分具有铜，或者该连接层完全由铜制成。铜制表面快速氧化并且在氧化状态下能很好地附着到封装料，例如含有硅酮或由硅酮制成的封装料。然而，连接层同样可以具有金属镀层，类似于前述导体层的金属镀层。
在图10和图11中示出的实施例中，半导体元件分别具有多个半导体芯片50，51，52，53，54。半导体元件例如以下述方式形成，半导体芯片中的至少一些或者所有半导体芯片能在外部彼此独立地控制。
这例如通过以下方式实现：导体层12包括至少三个彼此电绝缘的部分21，221，222，如在图10中示出。导体层12的第一部分21例如用作第一连接导体，在该第一连接导体上半导体芯片50机械地且利用连接侧也与第一电连接导体21的连接面5导电连接。半导体芯片50例如焊接在第一连接导体21上。
导体层12的第二部分221例如用作第二电连接导体，导体层12的第三部分222例如用作支撑体和元件的第三电连接导体。半导体芯片50中的一个例如借助接合线6或者借助另一个电连接介质例如导电地与第二连接导体221导电连接。半导体芯片50中的第二个例如同样借助接合线6或者借助另一个电连接介质例如导电地与第三连接导体222导电连接。
导体层12的所有部分例如借助连接层11机械地彼此连接。
半导体芯片中的至少一些原则上还可以间接地通过连接层与支撑体的电连接导体导电连接。例如至少一个半导体芯片与连接层导电连接并且连接层与相应的连接导体导电连接。
对此在图11中示出一个示例。半导体元件例如具有四个半导体芯片51，52，53，54，这四个半导体芯片51，52，53，54全都安装在导体层12的第一连接导体21上。导体层12例如具有五个彼此电绝缘的电连接导体21，221，222，223，224。连接层例如具有两个彼此电绝缘的且能导电的部分25，26。连接层的这两个部分25，26使连接导体21，221，222，223，224彼此机械连接。第一连接导体21使连接层的两个部分25，26彼此机械连接，从而元件的支撑体是一个连贯部件(zusammenhaengendes Teil)。
第一半导体芯片51间接地通过连接层11与导体层12的第二连接导体221导电连接。该连接层例如能借助接合线6与第二连接导体221的内部连接面71电连接。替代地，在连接层11和第二连接导体221之间能设置能导电的连接介质，该连接介质使连接层11的该部分25与连接导体224彼此导电连接。类似的情况适合于连接层的第二部分26和导体层12的第五连接导体224，该第二部分26相对于第一部分25电绝缘。第四半导体芯片54间接地通过连接层11的第二部分26与第五连接导体224导电连接。
第二半导体芯片52直接借助连接介质、例如接合线6与第三电连接导体222电连接。第三半导体芯片53直接借助连接介质例如接合线6与导体层的第四电连接导体223电连接。
第二半导体芯片52可选地能附加地例如间接地通过连接层11的第一部分25与第二连接导体导电连接。由此如果在第一连接导体21和第二连接导体221之间施加电压，则不仅使第一半导体芯片51开始工作而且使第二半导体芯片52开始工作。与此无关，也可以单独通过第一连接导体21和第三连接导体222来仅使第二半导体芯片开始工作。
所描述特征的任意组合能够实现涉及电互连的任何情况。半导体芯片和连接导体的数量未受到限制。连接层还可以具有多于两个的彼此电绝缘的部件。
支撑体和半导体元件所有实施例原则上还可以利用均没有变薄的区域的导体层和连接层来实现。
本发明并局限于借助实施例对本发明的描述。而是本发明包括每个新的特征以及特征的每种组合，这尤其包含权利要求中特征的每种组合，即便该特征或该组合本身没有在权利要求或实施例中明确给出。

Claims (15)

1.一种用于半导体元件的支撑体，所述支撑体具有能导电的导体层和连接层，所述导体层和连接层通过朝向彼此的主面彼此连接，其中所述连接层完全能导电并且至少相对于所述导体层的部分电绝缘或者所述连接层至少部分地电绝缘，其中所述导体层、所述连接层或不仅所述导体层而且所述连接层具有至少一个变薄的区域，所述导体层和连接层在所述至少一个变薄的区域中的层厚度小于所述导体层和连接层的最大层厚度。
2.根据权利要求1所述的支撑体，所述支撑体具有第一侧，其中在所述第一侧上，封装料成形到所述导体层和所述连接层上，所述封装料具有硅酮。
3.根据权利要求2所述的支撑体，所述支撑体具有与所述第一侧对置的第二侧，其中所述导体层在所述第二侧上在这样的区域中至少部分地没有所述封装料和电绝缘材料，其中在所述第一侧上，封装料成形到所述导体层上。
4.根据前述权利要求中任一项所述的支撑体，其中，所述导体层具有至少两个彼此电绝缘的部分，所述部分形成用于半导体元件的第一电连接导体和第二电连接导体，以及所述部分借助所述连接层的至少一个部分彼此机械连接。
5.根据前述权利要求中任一项所述的支撑体，其中，所述导体层是第一引线框的一部分，所述连接层是第二引线框的一部分，以及所述两个引线框电绝缘地彼此连接。
6.根据前述权利要求中任一项所述的支撑体，其中，不仅所述导体层而且所述连接层分别具有至少一个变薄的区域，所述导体层和连接层在所述至少一个变薄的区域中的层厚度小于所述导体层和连接层的最大层厚度，以及尤其是，所述导体层的所述变薄的区域横向地与所述连接层的所述变薄的区域重叠。
7.根据前述权利要求中任一项所述的支撑体，其中，所述连接层和/或所述导体层具有缺口和邻接所述缺口的变薄的区域。
8.根据前述权利要求中任一项所述的支撑体，其中，所述连接层具有缺口以及所述导体层具有变薄的区域，以及所述缺口横向地与所述导体层的所述变薄的区域重叠。
9.根据前述权利要求中任一项所述的支撑体，其中，所述连接层具有缺口和邻接所述缺口的部分，所述部分横向地超过所述导体层的一部分，其中在所述部分之间的区域没有支撑体的材料。
10.根据前述权利要求中任一项所述的支撑体，其中，在一边缘上存在所述连接层的一部分，所述部分横向地超过所述导体层的一部分，并且在所述部分之间的区域没有支撑体的材料。
11.根据前述权利要求中任一项所述的支撑体，其中，在所述导体层的一部分上设置有芯片安装区域，以及所述连接层在所述芯片安装区域的侧上跟随所述导体层，尤其是存在至少一个内壁，所述内壁的主延伸面倾斜于所述支撑体的主延伸面或电连接导体的导体层分布并且与所述主延伸面相比朝向所述芯片安装区域倾斜。
12.根据前述权利要求中任一项所述的支撑体，其中，所述导体层和所述连接层借助连接介质彼此连接。
13.一种具有根据前述权利要求中任一项所述的支撑体的半导体元件，其中，所述导体层在第一侧上设有半导体芯片和封装料，所述封装料包围所述半导体芯片并且成形到所述支撑体上。
14.根据权利要求13所述的半导体元件，其中，所述导体层在与所述第一侧对置的第二侧上在横向地与所述封装料和/或与所述封装料和所述半导体芯片重叠的区域中没有封装料和电绝缘材料。
15.一种用于制造支撑体的方法，所述方法包括下述步骤：
准备导体层和连接层，所述导体层和所述连接层分别具有两个彼此背离的主面；
通过所述导体层和所述连接层的两个主面以下述方式连接所述导体层与所述连接层，即所述主面朝向彼此，其中所述连接层能导电并且相对于所述连接层电绝缘或者所述连接层电绝缘；
在所述导体层、所述连接层或者不仅所述导体层而且所述连接层中形成至少一个变薄的区域，在所述至少一个变薄的区域中相应层的层厚度小于其最大层厚度。
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