CN111033761A - 用于制造光电子器件的方法及光电子器件 - Google Patents

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Abstract

用于制造光电子器件（100）的方法包括步骤A），其中提供临时载体（1）。在步骤B）中将功能薄膜（3）施加在所述临时载体（1）上，其中所述功能薄膜（3）具有多个开口（30）。在步骤C）中在所述开口（30）内布置分别具有安装侧（21）的光电子部件，使得所述安装侧（21）面向所述临时载体（1）。所述光电子部件比所述功能薄膜（3）厚，使得所述部件在远离所述临时载体（1）的方向上超过所述功能薄膜（3）。在步骤D）中施加灌注料，使得所述灌注料横向地使所述部件变形，并在横向地位于所述部件旁边的区域中覆盖所述功能薄膜（3）。在步骤E）中将所述灌注料固化为灌封件，其中选择所述功能性薄膜（3），使得其形成用于所述灌封件的加强件。在步骤F）中在所述开口（30）之间的区域中切断所述功能薄膜（3），从而产生各个光电子器件（100），每个光电子器件都具有光电子部件，所述光电子部件横向地被所述灌封件和由所述功能薄膜（3）的一部分制成的功能层二者包围。

Description

用于制造光电子器件的方法及光电子器件
技术领域
说明了一种用于制造光电子器件的方法。还说明了一种光电子器件。
发明内容
要解决的任务在于说明一种用于制造光电子器件的方法，其中各个中间产品和最终产品都是稳定的并且因此是可简单处理的。要解决的另一个任务在于说明一种具有高硬度的光电子器件。
这些任务尤其通过独立权利要求的方法和主题解决。有利的配置和改进是从属权利要求的主题。
根据至少一个实施方式，用于制造光电子器件的方法包括步骤A），在该步骤中提供临时载体。所述临时载体例如是薄膜，特别是易弯或柔性的薄膜。例如，所述临时载体是金属载体，如钢载体，或是玻璃载体或由FR4制成的载体。在所述临时载体的上侧上例如固定粘合剂层，例如双面粘合剂薄膜。
根据至少一个实施方式，所述方法包括步骤B），其中将功能薄膜施加在所述临时载体上。所述功能薄膜特别是施加到所述载体的上侧上。例如，所述功能薄膜借助于所述粘合剂层固定在所述临时载体上。
根据至少一个实施方式，所述功能薄膜具有多个开口或多个通孔或多个凹陷。所述功能薄膜例如包括上侧和基本上平行于所述上侧延伸的下侧。所述上侧和所述下侧形成所述功能薄膜的主侧。所述开口例如完全从所述上侧延伸到所述下侧，使得所述功能薄膜具有孔。在将所述功能薄膜施加到所述临时载体上之后，所述临时载体或所述粘合剂层首先在所述开口的区域中暴露。
所述功能薄膜的每个开口在平行于所述功能薄膜的主延伸方向的横向方向上优选地完全被所述功能薄膜的材料包围。在所述功能薄膜的上侧的俯视图中，例如每个开口完全被由所述功能薄膜的材料制成的连贯轨道包围。
所述功能薄膜是例如易弯的或柔性的。特别地，具有开口的所述功能薄膜是可单独处理的组件，所述功能薄膜即使没有固定在所述临时载体上也是机械稳定的、抗撕裂的并且自支撑的。所述功能薄膜优选在被施加到所述临时载体上之前就已经具有所述开口。
所述功能薄膜例如具有从上侧到下侧测量的至少5μm或至少10μm或至少20μm或至少50μm的厚度。替代地或附加地，所述功能薄膜的厚度例如为至多100μm或至多80μm或至多50μm或至多20μm。
根据至少一个实施方式，所述方法包括步骤C），在该步骤中将分别具有安装侧的光电子部件布置在所述开口内部。
根据至少一个实施方式，在步骤C）中所述部件的安装侧分别面对所述载体。
所述部件的安装侧特别是所述部件的以下侧，在正常运行期间不通过该侧发射电磁辐射或不发射电磁辐射的主要部分。例如，所述安装侧是具有用于电接触所述光电子部件的电接触元件的接触侧。所述部件的与所述安装侧相对的上侧例如形成辐射出射面，在正常运行期间，所产生的电磁辐射的例如至少30％或至少50％或至少80％通过所述辐射出射面从所述部件耦合输出。
所述光电子部件例如是半导体芯片，其在正常运行期间例如发射在UV范围内或在蓝色或绿色或红色或红外光谱范围内的电磁辐射。所述半导体芯片的半导体材料例如基于AlInGaN。所述半导体芯片可以是例如薄膜芯片，其中生长衬底被移除，或者是倒装片，其中生长衬底（例如蓝宝石）仍然存在。
半导体芯片在此和下文中被理解为可被单独处理和电接触的元件。半导体芯片特别是通过对生长衬底上生长的半导体层序列的分离来产生的。半导体芯片优选包括生长的半导体层序列的恰好一个原始连贯区域。特别地，光电子半导体芯片具有有源层，例如恰好一个有源层。所述半导体芯片的平行于所述有源层的主延伸方向测量的横向延伸例如比所述有源层的横向延伸大至多1％或至多5％。
所述光电子部件也可以是分别具有已经施加的转换层的半导体芯片。
但是，所述光电子部件也可以分别具有恰好一个如上定义的带有或不带有转换层的半导体芯片和壳体，例如反射壳体，该壳体横向地包围所述半导体芯片，也就是说平行于所述半导体芯片的有源层的主延伸方向。例如，所述壳体是TiO2灌封。但是，所述壳体也可以是金属的。所述壳体可以被形成为使得其仅横向地包围所述半导体芯片，从而所述半导体芯片的主侧不被所述壳体覆盖。例如，这些部件是所谓的CSP（芯片级封装）部件，下面还要对其进行详细说明。
此外，所述壳体还可以形成用于所述半导体芯片的载体。于是所述壳体不仅横向地包围所述半导体芯片，而且所述半导体芯片以其主侧之一位于所述壳体的安装面上。因此，所述壳体具有空腔，所述半导体芯片布置在所述空腔中。例如，所述壳体包括引线框架，所述半导体芯片放置在所述引线框架上并且经由所述引线框架接触所述半导体芯片。
所述部件例如在所述开口内被粘接到所述临时载体上，例如借助于存在于所述临时载体上的粘合剂层。
在将所述部件放置在所述开口内之后，例如向每个开口唯一地分配一个部件。这意味着在每个开口中恰好放置一个部件。于是在俯视图中，每个部件都完全被由所述功能薄膜的材料制成的连贯轨道包围。
所述开口的横向范围分别大于所述部件的横向范围，从而所述部件完全适配到所述开口中。
根据至少一个实施方式，所述光电子部件比所述功能薄膜厚，使得在步骤C）之后，所述部件在远离所述临时载体的方向上超过所述功能薄膜。所述部件的厚度特别是被定义为所述部件的上侧和安装侧之间的各自距离。在将所述部件放置在所述开口中之后，所述部件的上侧分别在远离所述临时载体的方向上超过所述功能薄膜。然后，所述部件的上侧和安装侧例如可以基本上平行于所述功能薄膜和/或所述临时载体的主延伸方向延伸。
例如，所述功能薄膜的厚度是所述部件的厚度的至多50％或至多30％或至多10％或至多5％。例如，所述部件超过所述功能薄膜至少50μm或至少80μm或至少120μm或至少150μm。
根据至少一个实施方式，所述方法包括步骤D），在该步骤中以如下方式施加灌注料：所述灌注料使所述部件在横向方向上变形，并在横向地位于所述部件旁边或横向地位于所述开口旁边的区域中覆盖所述功能薄膜。在此情况下，所述灌封料优选与所述部件直接接触。因此，特别是将所述灌注料施加在所述部件之间或所述开口之间的区域中。但是，所述灌注料也可以施加在所述部件上，特别是施加在所述辐射出射面上。
可以例如借助于注塑或压制方法来施加或模制所述灌注料。
所述灌注料可以是可透过辐射的灌注料。对于由所述光电子部件发射的辐射，所述灌注料可以是透明的（例如，视野清晰的）或半透明的（例如，乳白色浑浊的）。所述灌注料还可以具有用于转换由所述部件发射的电磁辐射的转换颗粒。优选不仅在所述部件旁边而且在所述部件上施加可透过辐射的灌注料。
但是，所述灌注料也可以是反射灌注料，例如对于由所述部件发射的辐射的反射率为至少80％或至少90％。反射灌注料优选仅在横向地位于所述部件旁边的区域中施加，从而它不覆盖或至多部分地覆盖所述部件的上侧。
然而，特别地，所述灌注料也可以多层施加，例如两层施加，使得在所述施加之后所述灌注料包括两个或更多个上下叠加的层。例如，首先施加反射灌注料，该反射灌注料仅横向地使所述部件变形。该反射灌注料形成了所述灌注料的第一层。所述第一层例如与所述部件的上侧齐平。然后，所述第一层的厚度例如在所述部件厚度的120％至80％之间，包括120％和80％。但是，也可以将由反射灌注料制成的层选择得更薄，例如具有为所述部件厚度的至多50％或至多20％的厚度。
于是，接着例如将可透过辐射的灌注料施加到所述部件的上侧上和位于横向地位于所述部件旁边的区域中的反射灌注料上。于是，所述可透过辐射的灌注料形成所述灌注料的第二层。
所述灌注料或所述灌注料的各层例如以液体或粘性形式，特别是以可成形的聚集状态施加到所述部件上。
例如，将所述灌注料以形状配合的方式施加到所述半导体芯片上，从而使所述灌注料顺应地拷贝所述部件的形状。所述灌注料，特别是可透过辐射的灌注料，可以被直接施加到所述部件的上侧上。替代地，可以预先将其他层或材料施加到所述部件上。所述灌注料也可以在横向地位于所述部件旁边的区域中直接和/或形状配合地施加到所述功能薄膜上。
例如，在步骤D）之后，所述灌注料，特别是可透过辐射的灌注料覆盖多个光电子部件并且在此情况下被构造为连贯的、特别是单连贯的。
根据至少一个实施方式，所述方法包括步骤E），在该步骤中将所述灌注料固化为灌封件。在所述固化后，所述灌封件例如是自支撑的。特别地，所述灌封件被选择为，使得其在整个为了运行已制成的器件而设置的温度范围（例如在-50℃和+150℃之间，包括-50℃和+150℃）内机械上自支撑并且保持固化。所述灌封件可以是两层的，具有反射层和可透过辐射的层。
在所述固化之后，所述灌封件在所述功能薄膜的区域中和/或在所述部件的区域中的厚度例如为至少50μm或至少100μm或至少150μm。在此，特别是垂直于所述功能薄膜的主延伸方向来测量所述厚度。特别地，所述灌封件在远离所述临时载体的方向上也在所述部件之间的区域中超过所述部件。
根据至少一个实施方式，将所述功能薄膜选择为，使得其形成用于固化的灌封件的加强件，也称为加固件。换句话说，所述功能薄膜形成用于所述灌封件的机械增强件。所述功能薄膜特别是具有比所述灌封件更高的抗压性和/或抗拉伸性。因此，所述功能薄膜使所述灌封件稳定。
根据至少一个实施方式，所述方法包括步骤F），在该步骤中在所述开口之间的区域中切断所述功能薄膜，从而产生各个光电子器件。每个光电部件包括光电子部件，该光电子部件横向地既被所述灌封件又被由所述功能薄膜的一部分制成的功能层包围。
因此，通过这种分离优选地形成分别恰好包括一个光电子部件、一个灌封件和一部分功能薄膜的器件。所述功能薄膜的该部分（在此及下文中也称为功能层）保留在所述器件内，因此以后不被移除。所述功能层形成用于每个器件的灌封件的加强件或加固件并且使得所述灌封件稳定。每个以这种方式产生的器件优选地包括功能层，所述功能层在所述部件的上侧的俯视图中形成完全包围该部件的连贯轨道。
所产生的器件例如是所谓的芯片级封装器件，其横向范围或其体积基本上由所属半导体芯片的横向范围或体积确定。例如，对于每个器件来说，所述半导体芯片占据该器件的总体积的至少50％或至少70％或至少80％。替代地或附加地，每个器件的下侧的至少50％或至少70％或至少80％通过所述半导体芯片的安装侧形成。
在至少一个实施方式中，用于制造光电子器件的所述方法包括步骤A），在该步骤中提供临时载体。在步骤B）中，将功能薄膜施加到所述临时载体上，其中所述功能薄膜具有多个开口。在步骤C）中，将分别具有安装侧的光电子部件布置在所述开口内，使得所述安装侧面向所述临时载体。在此情况下，所述光电子部件比所述功能薄膜厚，从而所述部件在远离所述临时载体的方向上超过所述功能薄膜。在步骤D）中施加灌注料，使得所述灌注料横向地使所述部件变形并且在横向地位于所述部件旁边的区域中覆盖所述功能薄膜。在步骤E）中，将所述灌注料固化为灌封件，其中选择所述功能薄膜，使得其形成用于所述灌封件的加强件。在步骤F）中，在所述开口之间的区域中切断所述功能薄膜，从而产生各个光电子器件，每个光电子器件具有光电子部件，所述光电子部件横向地既被所述灌封件又被由所述功能薄膜的一部分制成的功能层包围。
本发明特别是基于以下认识，即在非常紧凑的器件、特别是所谓的芯片级封装器件的情况下，在所述部件周围没有构建机械稳定的壳体。
而是仅将所述灌封件用作所述部件周围的壳体，但是所述灌封件通常由软的或易撕裂的材料（如硅树脂）形成并且因此仅具有低的机械稳定性。这使得对这种器件的可加工性和处理变得困难。于是特别是在处理所述器件时，经常会导致所述灌封件的撕裂或断裂。
为了解决该问题，本发明尤其使用功能薄膜，该功能薄膜在制造方法期间以及在已制成器件上形成用于所述灌封件的加强件或加固件，由此既提高了在该方法中生产的中间产品的硬度又提高了已制成器件的硬度。
根据至少一个实施方式，按照所说明的顺序并依次执行步骤A）至F）。
根据至少一个实施方式，所述功能薄膜由具有比固化灌封件的弹性模量高的弹性模量的材料形成。例如，所述功能薄膜的弹性模量是所述固化灌封件的弹性模量的至少两倍或至少5倍或至少10倍或至少50倍或至少100倍。特别地，该关系适用于在所述器件的正常运行期间可能出现的所有温度，即例如在-50°C和+140°C之间（包括-50°C和+140°C）或0°C和50°C之间（包括0°C和50°C）的整个温度范围内。此外，该关系特别是适用于在平行于所述功能薄膜的主延伸方向的横向方向上的伸长或压缩。
与所述灌封件相比，所述功能薄膜的提高的弹性模量提高了所述方法的中间产品以及已制成器件的稳定性和硬度。
根据至少一个实施方式，所述功能薄膜由以下材料中的一种或多种组成或包括以下材料中的一种或多种：玻璃，玻璃纤维，碳，碳纤维，陶瓷，矿物固体，矿物多孔材料或矿物纤维材料，塑料，金属，金属薄膜。特别地，所述功能薄膜包括上述纤维材料或多孔材料与环氧树脂或硅树脂的混合物或由其组成。
根据至少一个实施方式，所述功能薄膜是多孔薄膜或纤维薄膜。这意味着所述功能薄膜最初具有空气填充的空腔或空隙，特别是在步骤D）之前。例如，所述功能薄膜的至少10体积％或至少30体积％由空腔或空隙形成。
可以将所述灌注料或另外的灌注料或转换层直接施加到所述功能薄膜上，并填充孔中或纤维之间的空腔或空隙，从而在所施加的材料固化之后，所述功能薄膜至少部分地在上述灌封件内或另外施加的灌封件内或所述转换层内延伸。这可以进一步提高中间产品和最终产品的硬度和稳定性。
根据至少一个实施方式，选择用于所述功能薄膜的材料，使得所述功能薄膜具有比所述固化灌封件更大的热导率。例如，在上面说明的整个温度范围内，所述功能薄膜的热导率是所述灌封件的热导率的至少两倍或至少五倍或至少十倍或至少50倍或至少100倍。例如，在该温度范围内，所述功能薄膜的热导率为至少0.7W/（mK）或至少1W/（mK）或至少5W/（mK）或至少10W/（mK）。
为了提高热导率，所述功能薄膜可以包括一种或多种填料，如AlN、Al2O3、SiO2或Al。
如果将导热性差的材料（例如硅树脂）用于所述灌封件，则这种功能薄膜可以有助于在器件运行期间改善热传输。
根据至少一个实施方式，将所述功能薄膜选择为，使得其对由所述光电子部件在正常运行期间发射的电磁辐射具有反射作用。例如，所述功能薄膜对该辐射的反射率为至少50％或至少70％或至少90％，在每种情况下都针对所发射的辐射具有其最大强度的波长说明。
辐射损失经常发生，特别是在所述安装侧的区域中，也就是在所述部件的下部区域中。因此，除了提高所述器件的硬度之外，有利的还有，将所述功能薄膜构造为反射性的，以便将所述辐射偏转到所述部件或所述器件的上侧的方向。
根据至少一个实施方式，所述光电子部件是可表面安装的部件，每个部件在安装侧上具有接触所述部件所需的电接触元件。特别地，这些部件被构造为所谓的倒装芯片或薄膜芯片。接触所述部件所需的所有接触元件都位于唯一的一个接触侧上，当前情况下为安装侧。因此，这些部件只能通过在所述安装侧的区域中的钎焊连接进行电连接。于是就不需要电接触线了。所述接触元件优选被构造为金属的。
根据至少一个实施方式，在步骤D）之后以如下方式对所述灌注料进行成型，即，将每个部件封装在由所述灌注料制成的透镜中。在这种情况下，所述灌封件优选被构造为可透过辐射的或具有可透过辐射的层。特别地，所述透镜被设置用于准直由所述部件在正常运行中发射的电磁辐射。特别地，向每个部件唯一地分配一个透镜。
根据至少一个实施方式，每个透镜具有比所属光电子部件更大的横向范围。例如，每个由所述灌封件制成的透镜的横向范围比所述部件的横向范围大至少5％或至少10％或至少20％。替代地或附加地，每个透镜的横向范围比所属部件的横向范围大至多50％或至多40％或至多30％。所述透镜的横向范围例如由所述灌封件的区域的横向范围确定，所述灌封件具有用于准直的弯曲的外表面。
根据至少一个实施方式，所述灌注料或所述灌注料的至少一层基于硅树脂或由硅树脂组成。替代地，所述灌注料或所述灌注料的至少一层也可以基于环氧树脂或者由环氧树脂组成。所述灌封件或所述灌注料的所有层，特别是反射层以及可透过辐射的层均优选基于硅树脂或环氧树脂。
根据至少一个实施方式，所述功能薄膜在所述开口的区域中具有倾斜的侧边缘，使得所述开口在所述临时载体的方向上变窄或逐渐变细。换句话说，所述功能薄膜的在横向上限制所述开口的侧边缘不垂直于所述功能薄膜的主延伸方向，而是相对于所述功能薄膜的下侧成锐角，例如在30°和70°之间，包括30°和70°。
根据至少一个实施方式，所述功能薄膜具有功能涂层。替代地，所述功能薄膜也可以具有表面粗糙化。例如，所述功能薄膜可以在上侧上和/或在下侧上和/或在所述侧边缘的区域中配备有所述功能涂层或表面粗糙化。
根据至少一个实施方式，将所述功能涂层或所述表面粗糙化选择为，使得其支持直接施加到所述功能薄膜上的液体材料的流动。特别地，支持沿着所述功能薄膜的分布。所述液体材料可以是所述灌注料或液体施加的转换材料。
所述功能涂层的厚度可以例如为至多2μm或至多1μm或至多500nm。在将所述部件放置在所述功能薄膜的开口中之前，所述功能涂层优选已经是所述功能薄膜的一部分。所述功能涂层是例如特氟龙涂层。
根据至少一个实施方式，所述功能薄膜的两个相邻的开口，特别是每两个相邻的开口通过所述功能薄膜中的间隙连接，其中所述间隙确保所述灌注料的均匀分布。所述间隙例如从所述功能薄膜的上侧延伸至下侧，即完全穿过所述功能薄膜。例如，所述间隙的宽度为至多100μm或至多50μm或至多20μm或至多10μm。
所述功能薄膜中的所述间隙连接两个相邻的开口，并且可以例如使液体灌注料从一个开口流出或溢出到另一个开口。
根据至少一个实施方式，在步骤C）之后并且在步骤D）之前在所述开口的区域中引入反射层。特别地，所述反射层被设置为反射由所述部件在正常运行期间产生的电磁辐射。例如，所述反射层是氧化钛（如TiO2）与硅树脂或环氧树脂的混合物。例如，所述反射层最初是液体或粘性的，然后被固化。
根据至少一个实施方式，所述反射层被选择为如此薄，使得所述功能薄膜在远离所述临时载体的方向上超过所述反射层。优选地，所述反射层仅布置在所述开口的区域中并且在横向地位于所述开口旁边的区域中不覆盖所述功能薄膜。例如，所述反射层的厚度为所述功能薄膜的厚度的至多一半，或者至多1/3，或者至多1/5，或者至多1/10。
根据至少一个实施方式，在所述部件的安装侧上的接触元件被选择为如此厚，使得在步骤C）中布置了所述部件之后，在横向地位于所述接触元件旁边的区域中的临时载体和所述部件之间产生了空腔。为此，例如将所述部件的接触元件选择为至少30μm或至少50μm或至少100μm厚。在引入反射层或反射灌注料的情况下，可以填充这些空腔。为此，优选将所述反射层或所述反射灌注料构造为电绝缘的。
这种反射灌注料或反射层可以对产生的器件的辐射特性发挥进一步有利的影响。这样的反射灌注料或反射层特别是确保了将经由所述安装侧或在所述安装侧的区域中出现的电磁辐射偏转或反射到所述部件的上侧的方向。
根据至少一个实施方式，在步骤C）之后，优选在施加所述反射层或所述反射灌注料之后并且在施加可透过辐射的灌注料之前，对所述部件涂覆用于辐射转换的转换层。所述转换层被设置为将由所述部件在正常运行期间发射的电磁辐射部分或完全转换为例如红色或黄色或绿色或白色光。所述转换层具有例如无机或有机的转换颗粒。例如，所述转换层的厚度为至少20μm或至少30μm或至少50μm。替代地或附加地，所述转换层的厚度为至多250μm或至多200μm或至多150μm或至多100μm。所述转换层优选具有在制造公差范围内恒定的厚度。所述转换层可以例如被喷涂或层压或灌注。所述转换层可以包括硅树脂，具有嵌入在硅树脂中的转换颗粒。所述转换层可以被直接施加到所述部件上并且直接施加到所述功能薄膜上。
根据至少一个实施方式，所述临时载体在上侧具有粘合剂层。所述粘合剂层例如由硅树脂组成或具有硅树脂。在将所述部件以安装侧朝前地施加在所述临时载体上时，所述安装侧上的接触元件例如部分或完全浸入粘合剂层中。借助于所述粘合剂层，所述部件和所述功能薄膜都可以临时固定在所述临时载体上。
根据至少一个实施方式，在步骤E）之后，例如在步骤F）之前或之后，移除所述临时载体，并且所述部件的安装侧被部分或完全暴露。例如，在移除所述临时载体之后，所述安装侧的接触元件被暴露，从而可以从所述安装侧电接触所述接触元件。也可以在该步骤中暴露所述功能薄膜。
在这种情况下，使用所述功能薄膜也是有利的，因为它防止了所述粘合剂层和所述灌封件之间的直接接触。特别地，所述功能薄膜布置在所述灌封件和所述粘合剂层之间并且将它们彼此分开。在移除所述临时载体时，这具有有利的效果，因为由此降低了损坏所述灌封件的风险。由于通常将粘性材料（例如硅树脂）用于灌封件，因此所述灌封件与所述粘合剂层之间的直接接触将导致连接变得更加难以松脱。
还说明了一种光电子器件。特别是可以使用在此描述的方法来制造所述光电子器件。这意味着与该方法有关公开的所有特征也被公开用于所述光电子器件，反之亦然。
根据至少一个实施方式，所述光电子器件包括光电子部件。所述光电子部件包括上侧、与所述上侧相对的安装侧以及连接所述上侧和所述安装侧的侧面。所述安装侧和所述上侧例如基本上彼此平行，而所述侧面例如基本上垂直于所述上侧。
根据至少一个实施方式，所述光电子器件包括具有主延伸方向和开口的功能层。
根据至少一个实施方式，所述器件包括灌封件，例如可透过辐射或反射的灌封件或多层灌封件，包括反射层和可透过辐射的层。
根据至少一个实施方式，将所述光电子部件布置在所述功能层的开口中，使得所述功能层在所述安装侧的高度处或区域中横向包围该部件，并且所述功能层的主延伸方向平行于所述安装侧。换句话说，在观察所述部件的侧面的侧视图中，所述功能层在所述安装侧的区域中覆盖所述部件。优选地，所述部件被所述功能层制成的连贯轨道环绕。
“横向”是指平行于所述功能层的主延伸方向或平行于所述部件的安装侧的方向。
所述功能层的主延伸方向基本上与所述安装侧平行地延伸。于是，所述功能层的厚度或垂直范围例如平行于所述部件的侧面。在所述安装侧的俯视图中看，所述功能层具有比在所述部件的侧面的俯视图中看时更大的面积。
根据至少一个实施方式，所述功能层比所述部件薄，使得所述部件的上侧超过所述功能层。因此，所述部件在平行于所述部件的侧面的方向上超过所述功能层。换句话说，所述部件从所述功能层的开口向外伸出。
根据至少一个实施方式，所述光电子部件通过所述灌封件在横向方向上变形，使得所述部件的侧面的至少一部分被所述灌封件覆盖。例如，将所述灌封件形状配合地模制在所述部件的侧面上。
所述部件可以在横向方向上，优选完全环绕地通过间隙与所述功能层隔开。所述灌封件可以布置在所述间隙的区域中。
根据至少一个实施方式，所述灌封件在横向地位于所述开口旁边的区域中覆盖所述功能层。这意味着，所述灌封件被布置在所述功能层的与所述安装侧相对的上侧上。所述灌封件优选覆盖所述功能层的整个上侧。所述灌封件的横向范围例如比所述部件的横向范围大至少5％或至少10％或至少20％或至少50％。
所述灌封件优选地是连贯的或单连贯的。所述灌封件例如一件式实施。但是，所述灌封件也可以构造为多层的。
所述灌封件和所述功能层在所述部件周围形成壳体。所述壳体横向地在所述部件旁边的厚度例如是该部件的厚度的150％和50％之间（包括150％和50％），优选在120％和80％之间（包括120％和80％）。在此情况下，所述灌封件优选构成所述壳体的体积的大部分，例如至少50％或至少70％。
根据至少一个实施方式，所述功能层形成用于所述灌封件的加强件。这意味着所述功能层稳定并增强了所述灌封件。特别地，所述功能层具有比所述灌封件更高的抗压性和/或抗拉伸性。例如，所述功能层大面积地支持所述灌封件。在所述器件的下侧或所述部件的安装侧的俯视图中，例如，浇灌封件的横向布置在所述部件旁边的至少50％或至少70％或至少80％被所述功能层覆盖。
这样的器件可以是自支撑的。所述灌封件例如在所述部件的区域中通过所述半导体芯片支撑。在横向地位于所述部件旁边的区域中，所述灌封件特别是由所述功能层支撑。除了所述部件、所述灌封件和所述功能层之外，所述器件在未安装状态下优选在所述器件的安装侧上不具有其他的自支撑载体，特别是不具有多个其他的自支撑载体。优选地，所述器件也不包括横向地包围所述灌封件的附加壳体。
根据至少一个实施方式，所述器件的侧面部分地由所述灌封件并且部分地由所述功能层形成。所述器件的侧面例如是所述器件的横向于所述部件的安装侧延伸的外表面。所述侧表面在横向方向上限制所述器件。
由于分离过程，所述侧面可能具有物理或化学材料移除的痕迹。例如，所述器件的侧面的至少60％或至少80％是通过所述灌封件形成的。所述器件的侧面的至少1％或至少5％或至少10％可以由所述功能层形成。
根据至少一个实施方式，所述灌封件基于硅树脂或由硅树脂组成。例如，所述灌封件的至少80体积％或至少90体积％或至少95体积％由硅树脂制成。
根据至少一个实施方式，所述功能层具有比所述灌封件更大的硬度。特别地，在弯矩平行于所述功能层的主延伸方向或平行于所述部件的安装侧延伸的情况下，所述功能层的抗弯刚度或抗弯性比所述灌封件的抗弯性或抗弯刚度更大，例如是其至少两倍或至少5倍或至少10倍或至少50倍或至少100倍。这意味着所述功能层抵消了所述器件沿所述器件的横向方向的弯曲。在所述器件的运输或组装期间，所述器件的平行于所述安装侧延伸的下侧很少弯曲或完全没有弯曲。例如，这可以通过由上述针对所述功能薄膜提及的材料之一形成所述功能层来实现。
根据至少一个实施方式，所述灌封件形成透镜，所述部件嵌入在所述透镜中。
根据至少一个实施方式，所述透镜具有比所述光电子部件更大的横向范围。
根据至少一个实施方式，所述光电子器件被实施为可表面安装的器件。为此，该器件特别是具有带有接触元件的下侧，这些接触元件被设置成与所述器件进行电接触。所述器件的下侧例如平行于所述部件的安装侧延伸并形成所述器件的主侧。
根据至少一个实施方式，所述部件在其安装侧上具有接触元件，这些接触元件在所述器件的未安装状态下作为所述器件的接触元件而暴露在所述器件的下侧上。换句话说，所述部件的接触元件同时形成所述器件的接触元件。特别地，在所述部件的接触元件与所述器件的下侧之间没有布置其他载体。所述部件或所述器件的接触元件特别是构造为金属的。
根据至少一个实施方式，在所述部件的安装侧上在所述接触元件之间布置有反射层。所述反射层可以是例如由上述反射灌注料制成的层。例如，所述反射层覆盖除了所述接触元件之外的所述部件的整个安装侧。根据至少一个实施方式，所述反射层在横向方向上超过所述部件并且至少达到所述功能层。在所述部件的上侧的俯视图中可见，所述部件例如被由所述反射层制成的连贯轨道包围。所述反射层可以与所述功能层直接接触，例如与所述功能层的侧边缘直接接触。
根据至少一个实施方式，在所述部件的上侧与所述灌封件之间布置用于辐射转换的转换层。所述转换层的厚度例如在20μm和200μm之间，包括20μm和200μm。
根据至少一个实施方式，所述转换层部分地或完全地覆盖所述部件的侧面。所述转换层可以与所述部件的上侧和/或侧面直接接触。特别地，所述转换层以形状配合的方式拷贝所述部件的侧面的至少一部分和上侧的形状。
根据至少一个实施方式，所述转换层在横向地位于所述部件旁边的区域中被布置在所述灌封件和所述功能层之间。这意味着所述功能层、所述转换层和所述灌封件按照该顺序上下堆叠。所述转换层例如使所述灌封件与所述功能层间隔开。例如，所述转换层达到所述器件的侧面。
附图说明
下面参照附图基于实施例详细解释在此描述的用于制造光电子器件的方法和在此描述的光电子器件。在此，在各个附图中，相同的附图标记表示相同的元件。但是，在此没有示出真实比例的参考，而是可以夸大地示出各个元件以更好地理解。
图1A至图3和图6A至图7示出了在用于制造光电子器件的方法的实施例中的不同位置，
图4和图5以横截面视图示出了所述光电子器件的实施例。
具体实施方式
图1A示出了在用于制造光电子器件的方法的实施例中的第一位置。在该位置提供了临时载体1，例如玻璃载体或金属载体。在临时载体1的上侧10上施加了例如由含硅树脂的粘合剂制成的粘合剂层11。
在载体1的上侧10上施加了功能薄膜3。功能薄膜3例如是玻璃纤维薄膜或碳纤维薄膜。功能薄膜3具有从功能薄膜3的上侧延伸至功能薄膜3的下侧并完全穿透功能薄膜3的多个开口30。
功能薄膜3例如借助于粘合剂层11固定在临时载体1上。粘合剂层11在开口30的区域中暴露。
在图1B中示出了该方法中的第二位置，其中半导体芯片2形式的多个光电子部件2被放置在临时载体1上的开口30的区域中。在此，在功能薄膜3的每个开口30中恰好布置了一个半导体芯片2。半导体芯片2例如借助于粘合剂层11固定在临时载体1上。此外，开口30被设计为使得半导体芯片2完全适配到开口30中。
图1B中的光电子半导体芯片2是所谓的可表面安装的半导体芯片或倒装芯片。它们具有安装侧21，在该安装侧21上布置了与半导体芯片2进行电接触所需的所有接触元件23、24。在运行半导体芯片2时，半导体芯片2经由背向安装侧21的上侧发射例如UV光或可见光。
光电子半导体芯片2比功能薄膜3厚，从而半导体芯片2从功能薄膜3的开口30向外伸出。
在图1C中示出了该方法中的第三位置，其中在开口30的区域中布置有反射层5。反射层5例如是具有嵌入的TiO2颗粒的硅树脂层。反射层5例如以液态被引入，然后被固化为反射层5。在此，将反射层5的厚度选择为，使得功能薄膜3在远离临时载体1的方向上超过反射层5。
此外，在图1C中可以看出，反射层5也构造在接触元件23、24之间。特别地，用反射层5填充安装侧21和粘合剂层11之间的空腔。这例如通过以下方式实现，即，将接触元件23、24选择为特别厚，例如具有至少30μm并且至多100μm的厚度。特别地，接触元件23、24比粘合剂层11厚。于是当半导体芯片2以安装侧21朝前地浸入粘合剂层11中时，在安装侧21和粘合剂层11之间形成空腔，反射层5可以流入到所述空腔中。
该方法的第四位置在图1D中示出。转换层6被施加在功能薄膜3和半导体芯片2的整个表面上。在此，转换层6覆盖多个半导体芯片2和位于它们之间的功能薄膜3。在此，转换层6优选被构造为连贯的或单连贯的。转换层6的厚度例如在20μm和200μm之间，包括20μm和200μm。转换层6可以基于硅树脂。
在图1E中示出了所述方法中的第五位置，在该位置中将可透过辐射的灌注料4施加到半导体芯片2上。可透过辐射的灌注料4例如是透明的硅树脂。可透过辐射的灌注料4在横向地位于半导体芯片2旁边的区域中覆盖半导体芯片2和功能薄膜3二者。例如以液态或粘性状态来施加可透过辐射的灌注料4。
此外，在图1E中可以看出，可透过辐射的灌注料4被成形为各个透镜40，其中向每个半导体芯片2唯一地分配一个透镜40。半导体芯片2被嵌入所分配的透镜40中。在正常运行期间，透镜40使由半导体芯片2经由其上侧发射的辐射准直。
在使透镜40成形之后，将可透过辐射的灌注料4例如固化为可透过辐射的灌封件4。
在图1F中示出了该方法的第六位置，其中在相邻的半导体芯片2之间的区域中切断临时载体1、功能薄膜3、转换层6和可透过辐射的灌封件4。随后，可以移除具有粘合剂层11的临时载体1（未示出），由此产生了各个光电子器件100。
在图2中示出了该方法的另一实施例中的位置。该位置类似于图1C的位置。与图1C不同，功能薄膜3在此具有倾斜的或歪斜的侧边缘32，使得开口30从功能薄膜3的上侧朝着功能薄膜3的下侧变窄。侧边缘32还配备了功能涂层35。功能涂层35例如是特氟龙。该功能涂层35例如提高了对于可透过辐射的灌注料4的流动性，这确保了该灌注料在开口30内的更好的分布。
在图3中以半导体芯片2的上侧或辐射侧的俯视图示出了该方法的位置。例如，图3示出了与图1B相同的位置，只是不是以横截面视图而是以俯视图。可以看出，功能薄膜3中的两个相邻的开口30通过功能薄膜3中的间隙31彼此连接。与开口30一样，间隙31完全穿透功能薄膜3。间隙31使得在涂覆所述灌注料时实现可透过辐射的灌注料4的均匀分布。
在图4中以横截面视图示出了光电子器件100的实施例。例如使用根据图1A至1F的方法来制造器件100。器件100包括功能层3，例如由玻璃纤维或碳纤维制成。功能层3具有主延伸方向和完全延伸穿过功能层3的开口30。在开口30内布置半导体芯片2形式的光电子部件2，该光电子部件具有安装侧21和与安装侧21相对的上侧20，使得安装侧21基本上平行于功能薄膜3的主延伸方向延伸。
半导体芯片2在安装侧21上包括两个接触元件23、24。接触元件23、24在开口30的区域中暴露在器件100的下侧101上。因此，只要未安装器件100，就可以在器件100的下侧101上自由访问接触元件23、24。
功能层3也暴露在器件100的下侧101上。在半导体芯片2的接触元件23、24之间布置例如包括TiO2的反射层5。
在远离下侧101的方向上，半导体芯片2的上侧20超过功能层3。半导体芯片2的上侧20例如是半导体芯片2的辐射出射面，在正常运行期间，所产生的辐射的至少50％经由该辐射出射面耦合输出。上侧20和安装侧21经由半导体芯片2的侧面22彼此连接。
例如由无机转换材料制成的转换层6被施加到半导体芯片2上，特别是施加到上侧20和侧面22上。在正常运行期间，转换层6用于将由半导体芯片2发射的辐射转换成另外的波长范围的辐射。
除了半导体芯片2之外，转换层6还在横向地位于半导体芯片2旁边的区域中或者在开口30之外的区域中覆盖功能层3。在此，转换层6例如被构造为单连贯的。
例如由透明硅树脂制成的可透过辐射的灌封件4被施加到半导体芯片2上。可透过辐射的灌封件4在半导体芯片2周围形成透镜40。半导体芯片2嵌入在透镜40中。换句话说，半导体芯片2形状配合地被透镜形状的、可透过辐射的灌封件4包围。此外，可透过辐射的灌封件4还在横向地位于半导体芯片2旁边或横向地位于开口30旁边的区域中覆盖功能层3。器件100的暴露且横向于下侧101延伸的侧面103部分地通过可透过辐射的灌封件4并且部分地通过功能层3形成。
功能层3在图4的器件100中用作用于可透过辐射的灌封件4的加强件或加固件。特别地，功能层3具有比可透过辐射的灌封件4更高的抗弯刚度或抗弯性，使得器件100在安装时或在运输时沿横向范围、即平行于器件100的下侧101不弯曲或仅轻微弯曲。
在图5中示出了光电子器件100的另一实施例。与图5的器件100不同，功能层3在此在开口30的区域中具有歪斜下降的侧边缘32，从而开口30在远离器件100的下侧101的方向上加宽。
图4和图5中的器件100例如是所谓的芯片级封装器件，其体积或横向范围基本上由半导体芯片2的体积和横向范围确定。
在图6A至6B中示出了在用于制造光电子器件的另一实施例中的不同位置。
在图6A中所示的位置基本上对应于在图1A中所示的位置。
在图6B中，与在图1B中一样，将光电子部件2引入到功能薄膜3中的开口30中。在图6B中仅部件2不同地形成。在图1B中每个部件2仅由半导体芯片2形成，而图6B中的部件2既包括光电子半导体芯片又包括横向包围所述半导体芯片的反射壳体26。部件2例如是CSP部件。半导体芯片可以是倒装芯片或薄膜半导体芯片。壳体26包括例如金属或反射灌封件或由金属或反射灌封件组成。另外，部件2已经分别在所述半导体芯片的辐射出射面上包括转换元件。
在图6C中示出了该方法的位置，在该位置中将灌注料4、41仅施加在横向地位于部件2旁边的区域中。灌注料4、41使部件2在横向方向上变形。灌注料4、41是反射灌注料。
在图6D中示出了该方法中的位置，其中将灌注料4、42附加地施加到部件2和灌注料4、41上。灌注料4、42特别是构造为可透过辐射的并且在部件2上方形成透镜。
因此，总的来说，部件2嵌入在具有两层的灌封件4、42、41中。由反射灌注料制成的第一层41仅在横向方向上包围部件2。由可透过辐射的灌注料制成的第二层42在横向方向上包围部件2并且附加地覆盖部件2的上侧。
在图7中示出了该方法的另一实施例中的位置，该位置基本上对应于图6D的位置。然而，与图6D不同，部件2不分别包括分别被壳体26包围的半导体芯片。而是每个部件2分别仅由半导体芯片、特别是薄膜半导体芯片以及由施加在该半导体芯片的辐射出射面上的转换元件组成。
本专利申请要求德国专利申请10 2017 116 050.7的优先权，其公开内容通过引用结合于此。
本发明不通过基于实施例的描述而限于所述实施例。而是本发明包括每个新特征和特征的每种组合，这特别是包括专利权利要求中的特征的每种组合，即使这些特征或该组合本身未在专利权利要求或实施例中明确说明。
附图标记列表
1 临时载体
2 光电子部件
3 功能薄膜/功能层
4 灌注料/灌封件
5 反射层
6 转换层
10 临时载体的上侧
11 粘合剂层
20 部件2的上侧
21 部件2的安装侧
22 部件2的侧面
23 部件2的接触元件
24 部件2的接触元件
26 部件2的壳体
30 开口
31 间隙
32 侧边缘
35 功能涂层
40 透镜
41 灌封件/灌注料4的第一层
42 灌封件/灌注料4的第二层
100 光电子器件
101 器件100的下侧
103 器件100的侧面。

Claims (20)

1.一种用于制造光电子器件（100）的方法，包括以下步骤：
A）提供临时载体（1）；
B）将功能薄膜（3）施加到所述临时载体（1）上，其中
-所述功能薄膜（3）具有多个开口（30）；
C）在所述开口（30）内布置光电子部件（2），每个光电子部件都具有安装侧（21），其中
-所述安装侧（21）面向所述临时载体（1），
-所述光电子部件（2）比所述功能薄膜（3）厚，使得所述部件（2）在远离所述临时载体（1）的方向上超过所述功能薄膜（3）；
D）施加灌注料（4），使得所述灌注料（4）使所述部件（2）在横向方向上变形，并在横向地位于所述部件（2）旁边的区域中覆盖所述功能薄膜（3），
E）将所述灌注料（4）固化为灌封件（4），其中
-选择所述功能性薄膜（3），使得其形成用于所述灌封件（4）的加强件；
F）在所述开口（30）之间的区域中切断所述功能薄膜（3），从而产生各个光电子器件（100），每个光电子器件（100）都具有光电子部件（2），所述光电子部件横向地被所述灌封件（4）和由所述功能薄膜（3）的一部分制成的功能层（3）二者包围。
2.根据权利要求1所述的方法，
其中，所述功能薄膜（3）由具有比固化的灌封件（4）的弹性模量高的弹性模量的材料形成。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中，所述功能薄膜（3）是多孔薄膜或纤维薄膜。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中，选择用于所述功能薄膜（3）的材料，使得所述功能薄膜（3）具有比固化的灌封件（4）更大的导热率。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中，选择所述功能薄膜（3），使得所述功能薄膜（3）对由所述光电子部件（2）在正常运行期间发射的电磁辐射具有反射作用。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中，所述光电子部件（2）是可表面安装的部件（2），其在所述安装侧（21）上具有接触所述部件（2）所需的电接触元件（23、24）。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中，在步骤D）之后将所述灌注料（4）成形为，使得每个部件（2）被封装在由所述灌封件（4）制成的透镜（40）中，
-所述透镜（40）分别具有比所属光电子部件（2）更大的横向范围。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中，所述灌注料（4）基于硅树脂或由硅树脂组成。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中，所述功能薄膜（3）在所述开口（30）的区域中具有倾斜的侧边缘（32），从而所述开口（30）在所述临时载体（3）的方向上变窄。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中，所述光电子部件（2）是半导体芯片。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中，所述光电子部件（2）包括半导体芯片和横向包围所述半导体芯片的反射壳体（26）。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，
-在步骤C）之后且在步骤D）之前，在所述开口（30）的区域中引入反射层（5），
-将所述反射层（5）选择得这样薄，以致于所述功能薄膜（3）在远离所述临时载体（1）的方向上超出所述反射层（5）。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中，在所述临时载体（1）的上侧（10）上施加粘合剂层（11），借助于所述粘合剂层，所述功能薄膜（3）和/或所述部件（2）暂时固定在所述临时载体（1）上。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中，在步骤E）之后移除所述临时载体（1），并且将所述部件（2）的安装侧（21）至少部分地暴露。
15.一种光电子器件（100），包括：
-具有上侧（20）、与所述上侧（20）相对的安装侧（21）和连接所述上侧（20）和所述安装侧（21）的侧面（22）的光电子部件（2），
-功能层（3），其具有主延伸方向和开口（30），
-灌封件（4），其中
-所述光电子部件（2）布置在所述功能层（3）的开口（30）中，使得所述功能层（3）在所述安装侧（21）的高度处横向地包围所述部件（2），并且所述功能层（3）的主延伸方向平行于所述安装侧（21）地延伸，
-所述功能层（3）比所述部件（2）薄，使得所述部件（2）的上侧（20）超过所述功能层（3），
-所述部件（2）由所述灌封件（4）在横向方向上变形，
-所述灌封件（4）在横向地位于所述开口（30）旁边的区域中覆盖所述功能层（3），
-所述功能层（3）形成用于所述灌封件（4）的加强件。
16.根据权利要求15所述的光电子器件（100），其中
-所述灌封件（4）基于硅树脂或包括硅树脂，
-所述功能层（3）具有比所述灌封件（4）更大的硬度。
17.根据权利要求15或16所述的光电子器件（100），其中
-所述灌封件（4）形成透镜（40），在该透镜中嵌入了所述部件（2），
-所述透镜（40）具有比所述光电子部件（2）更大的横向范围。
18.根据前述权利要求中任一项所述的光电子器件（100），其中，
-所述光电子器件（100）构造为可表面安装的器件（100），
-所述部件（2）在其安装侧（21）上具有接触元件（23、24），所述接触元件（23、24）在所述器件（100）的未安装状态下作为所述器件（100）的接触元件暴露在所述器件（100）的下侧（102）上。
19.根据权利要求18所述的光电子器件（100），其中
-在所述安装侧（21）上，在所述接触元件（23、24）之间布置有反射层（5），
-所述反射层（5）在横向方向上超过所述部件（2）并且至少达到所述功能层（3）。
20.根据前述权利要求中任一项所述的光电子器件（100），其中
-在所述部件（2）的上侧（20）和所述灌封件（4）之间布置了用于辐射转换的转换层（6），
-所述转换层（6）部分地覆盖所述部件（2）的侧面（22），
-所述转换层（6）在横向地位于所述部件（2）旁边的区域中布置在所述灌封件（4）和所述功能层（3）之间。
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