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Es wird ein optoelektronisches Halbleiterbauteil angegeben. Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung eines solchen optoelektronischen Halbleiterbauteils angegeben.
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Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein optoelektronisches Halbleiterbauteil anzugeben, das eine hohe mechanische Stabilität aufweist.
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Diese Aufgabe wird unter anderem durch ein optoelektronisches Halbleiterbauteil sowie durch ein Herstellungsverfahren gelöst, wie in den unabhängigen Patentansprüchen angegeben. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils umfasst dieses einen oder mehrere optoelektronische Halbleiterchips. Die Halbleiterchips sind bevorzugt dazu eingerichtet, im Betrieb des Halbleiterbauteils eine elektromagnetische Strahlung zu emittieren. Eine Wellenlänge der Strahlung liegt bevorzugt teilweise oder vollständig im ultravioletten, im sichtbaren und/oder im nah-infraroten Spektralbereich. Insbesondere wird von dem Halbleiterchip im Betrieb weißes Licht erzeugt. Bei dem Halbleiterchip handelt es sich beispielsweise um eine Leuchtdiode, kurz LED, oder um eine Laserdiode. Ferner kann das Halbleiterbauteil weitere Halbleiterchips, insbesondere in Form von Strahlungsdetektoren, Temperatursensoren und/oder Schutzdioden gegen Schäden vor elektrostatischen Entladungen aufweisen.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Halbleiterbauteil einen Träger mit einer Trägeroberseite auf. An der Trägeroberseite ist der mindestens eine Halbleiterchip angebracht. Insbesondere sind alle Halbleiterchips an der Trägeroberseite montiert. Der Träger ist bevorzugt dazu eingerichtet, zu einer elektrischen Kontaktierung des Halbleiterchips zu dienen. Insbesondere weist der Träger elektrische Leitungen zur Bestromung des Halbleiterchips auf oder es ist der Träger zu elektrischen Zuleitungen strukturiert. Zum Beispiel handelt es sich bei dem Träger um einen Leiterrahmen, eine Metallkernplatine, eine Keramikplatine mit oder ohne elektrischen Durchkontaktierungen oder um eine bedruckte Leiterplatte.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Halbleiterchips derart auf dem Träger angebracht, dass eine Strahlungsaustrittsseite der Halbleiterchips der Trägeroberseite abgewandt ist. Eine Hauptemission der Halbleiterchips erfolgt bevorzugt an einer Strahlungsaustrittsseite. Die Strahlungsaustrittsseite kann senkrecht zu einer Wachstumsrichtung einer epitaktischen Schichtenfolge des Halbleiterchips orientiert sein. Insbesondere ist die Strahlungsaustrittsseite parallel zur Trägeroberseite ausgerichtet. Die Strahlungsaustrittsseite kann mit einer Strukturierung zur Verbesserung einer Lichtauskopplung von Strahlung aus dem Halbleiterchip versehen sein.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform befindet sich, in einer Richtung weg von dem Träger, über der Strahlungsaustrittsseite eine Opferschicht. Mit anderen Worten ist die Strahlungsaustrittsseite, in Draufsicht gesehen, teilweise oder vollständig von der Opferschicht überdeckt. Die Opferschicht ist bevorzugt aus einem Material gebildet, das strahlungsdurchlässig für mindestens eine Teil der von dem Halbleiterchip im Betrieb emittierten Strahlung ist. Die Opferschicht ist mittelbar oder unmittelbar an der Strahlungsaustrittsseite angebracht. Die Opferschicht ist dazu eingerichtet, während eines Herstellungsverfahrens des Halbleiterbauteils teilweise entfernt zu werden.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Halbleiterbauteil einen Gehäusekörper mit einer Gehäuseoberseite auf. Die Gehäuseoberseite ist bevorzugt parallel oder im Wesentlichen parallel zu der Trägeroberseite orientiert. Insbesondere bildet die Gehäuseoberseite eine Hauptseite des Gehäusekörpers, die am weitesten von dem Träger entfernt ist. Es ist möglich, dass der Gehäusekörper aus einem strahlungsundurchlässigen Material geformt ist. Weiterhin ist es möglich, dass der Gehäusekörper aus einem Material geformt ist, das nicht stabil ist für blaue oder ultraviolette Strahlung, wie etwa von dem Halbleiterchip im Betrieb emittiert. Beispielsweise ist der Gehäusekörper aus einem duroplastischen Kunststoff oder aus einem Epoxid geformt.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Gehäusekörper in lateraler Richtung ringsum an den Halbleiterchip und/oder an die Opferschicht angeformt. In lateraler Richtung bedeutet insbesondere parallel zur Strahlungsaustrittsseite. Es ist möglich, dass in jeder Seitenansicht, parallel zur Strahlungsaustrittsseite, der Halbleiterchip sowie die Opferschicht jeweils vollständig von einem Material des Gehäusekörpers überdeckt sind. Mit anderen Worten befindet sich dann ein Material des Gehäusekörpers an dem Halbleiterchip und/oder an der Opferschicht über eine gesamte Höhe des Halbleiterchips und/oder der Opferschicht hinweg, in Richtung senkrecht zu der Strahlungsaustrittsseite. Angeformt kann bedeuten, dass sich zwischen dem Halbleiterchip und/oder der Opferschicht sowie dem Gehäusekörper keine Lücke und kein anderes Material befindet. Insbesondere bildet der Gehäusekörper eine äußere Form des Halbleiterchips und/oder der Opferschicht nach.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils ist eine der Strahlungsaustrittsseite des Halbleiterchips abgewandte Oberseite der Opferschicht frei von einem Material des Gehäusekörpers. Die Oberseite der Opferschicht ist also nicht von dem Material des Gehäusekörpers bedeckt.
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In mindestens einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils weist dieses einen Träger mit einer Trägeroberseite auf. Mindestens ein optoelektronischer Halbleiterchip mit einer Strahlungsaustrittsseite ist an der Trägeroberseite angebracht. Eine Opferschicht befindet sich, in Richtung weg von dem Träger, über der Strahlungsaustrittsseite. Ein Gehäusekörper, der eine Gehäuseoberseite aufweist, ist in lateraler Richtung, parallel zu der Strahlungsaustrittsseite, ringsum an den Halbleiterchip und/oder an die Opferschicht angeformt. Eine der Strahlungsaustrittsseite abgewandte Oberseite der Opferschicht ist frei von einem Material des Gehäusekörpers.
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Die optischen und die mechanischen Eigenschaften von Materialien, insbesondere für den Gehäusekörper, sind in der Regel nicht unabhängig voneinander einstellbar. Speziell weisen transparente, strahlungsdurchlässige Materialien mit einer hohen Beständigkeit gegen blaue oder ultraviolette Strahlung oft nur eine geringe mechanische Härte oder Steifigkeit auf. Durch die Verwendung der Opferschicht ist es möglich, bei der Auswahl von Materialien für den Gehäusekörper primär die mechanischen Eigenschaften zu berücksichtigen. Hierdurch sind vergleichsweise mechanisch stabile Gehäusekörper kosteneffizient einsetzbar. Weiterhin ist es möglich, für den Gehäusekörper Materialien einzusetzen, die eine vergleichsweise große thermische Leitfähigkeit aufweisen und zu einer besseren Entwärmung des Halbleiterbauteils führen können.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils ist eine Grundfläche der Opferschicht, in Draufsicht auf die Strahlungsaustrittsseite des Halbleiterchips gesehen, um höchstens 50 % oder um höchstens 25 % oder um höchstens 15 % größer als eine Grundfläche des Halbleiterchips. Es ist möglich, dass die Opferschicht und der Halbleiterchip gleiche Grundflächen aufweisen. Dies ist ebenso für eine maximale Fläche der Opferschicht, in Draufsicht auf die Strahlungsaustrittsseite gesehen, möglich. Mit anderen Worten weisen, in Draufsicht gesehen, sowohl die Opferschicht als auch der Halbleiterchip gleiche oder ungefähr gleiche geometrische Abmessungen auf.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils liegen die Oberseite der Opferschicht und die Gehäuseoberseite des Gehäusekörpers in einer gemeinsamen Ebene. Die Oberseite der Opferschicht und die Gehäuseoberseite können also bündig abschließen und glatt zueinander verlaufen.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils weist dieses mindestens ein Konversionselement auf. Das Konversionselement ist dazu eingerichtet, eine von dem Halbleiterchip erzeugte Strahlung in eine Strahlung mit einer anderen, insbesondere langwelligeren Strahlung zu konvertieren. Das Konversionselement umfasst einen oder mehrere Leuchtstoffe oder besteht hieraus.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils befindet sich das Konversionselement zwischen dem Halbleiterchip und der Opferschicht. Insbesondere ist das Konversionselement sowohl mit dem Halbleiterchip als auch mit der Opferschicht unmittelbar verbunden. Unmittelbar verbunden kann bedeuten, dass das Konversionselement in physischem Kontakt zu der Opferschicht und/oder dem Halbleiterchip steht oder das sich zwischen der Opferschicht und/oder dem Halbleiterchip sowie dem Konversionselement höchstens ein Verbindungsmittel wie ein Kleber befindet.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Konversionselement, in Draufsicht auf die Strahlungsaustrittsseite gesehen, vollständig von der Opferschicht bedeckt. Das Konversionselement überragt dann die Opferschicht in lateraler Richtung nicht. Ebenso ist es möglich, dass das Konversionselement den Halbleiterchip, in lateraler Richtung, nicht oder nicht signifikant überragt. Ferner ist es möglich, dass der Halbleiterchip, in Draufsicht gesehen, vollständig von dem Konversionselement überdeckt ist und dass das Konversionselement wiederum vollständig von der Opferschicht überdeckt ist.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Opferschicht und das Konversionselement aus unterschiedlichen Materialien geformt. Weisen die Opferschicht und das Konversionselement beispielsweise ein Matrixmaterial auf, in das optional weitere Partikel eines weiteren Materials eingebettet sind, so unterscheiden sich die Matrixmaterialien der Opferschicht und des Konversionselements voneinander. Die Matrixmaterialien können allerdings der gleichen Materialklasse, beispielsweise der Materialklasse der Silikone oder Silikon-Epoxid-Hybridmaterialien, angehören.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils weisen die Opferschicht und das Konversionselement bündig miteinander abschließende Seitenflächen auf. Mit anderen Worten können die Seitenflächen der Opferschicht und die Seitenflächen des Konversionselements in Verlängerung zueinander verlaufen und glatt ineinander übergehen. Die Seitenflächen der Opferschicht und des Konversionselements können stellenweise oder ringsum bündig miteinander abschließen. Ebenso ist es möglich, dass die Seitenflächen des Halbleiterchips bündig mit den Seitenflächen des Konversionselements abschließen.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform stehen die Seitenflächen des Halbleiterchips in direktem Kontakt mit dem Gehäusekörper. Bevorzugt stehen ebenso die Seitenflächen der Opferschicht in unmittelbarem Kontakt mit dem Gehäusekörper. In diesem Fall kann der Gehäusekörper effizient zu einer Entwärmung des Halbleiterchips beitragen.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils handelt es sich bei dem Träger um einen Leiterrahmen. Der Träger weist mindestens zwei Leiterrahmenteile auf. Beispielsweise ist der Halbleiterchip genau mit einem der Leiterrahmenteile mechanisch und elektrisch unmittelbar verbunden, etwa mittels Löten oder Kleben, und ist mit einem weiteren der Leiterrahmenteile mit einem elektrischen Verbindungsmittel, beispielsweise in Form eines Bonddrahts, lediglich elektrisch unmittelbar verbunden. Alternativ hierzu ist es möglich, dass der Halbleiterchip mit zwei der Leiterrahmenteile mechanisch und elektrisch unmittelbar verbunden ist. In letztgenanntem Fall handelt es sich bei dem Halbleiterchip insbesondere um einen sogenannten Flip-Chip, bei dem sich elektrische Anschlussstellen an einer einzigen Hauptseite befinden.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils ist das elektrische Verbindungsmittel bereichsweise oder vollständig in den Gehäusekörper eingebettet. Mit anderen Worten ist der Gehäusekörper an das Verbindungsmittel angeformt. Im Querschnitt gesehen ist das Verbindungsmittel ringsum von einem Material des Gehäusekörpers formschlüssig umgeben, entlang eines Teilbereichs oder vollständig entlang einer geraden oder gekrümmten Längsachse des Verbindungsmittels.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Leiterrahmenteile über den Gehäusekörper mechanisch miteinander verbunden. Insbesondere handelt es sich bei dem Gehäusekörper um das das Halbleiterbauteil mechanisch stützende und tragende Element. Insbesondere sind die Leiterrahmenteile nur oder im Wesentlichen nur über den Gehäusekörper mechanisch tragfähig verbunden.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils befindet sich die Opferschicht, in Draufsicht auf die Strahlungsaustrittsseite gesehen, nur über einem einzigen der Leiterrahmenteile, insbesondere über dem Leiterrahmenteil, auf dem der Halbleiterchip angebracht ist. Hierdurch ist ein homogeneres, äußeres Erscheinungsbild des Halbleiterbauteils, beispielsweise außerhalb eines Betriebs des Halbleiterbauteils, erzielbar.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils berührt die Opferschicht die Strahlungsaustrittsseite des Halbleiterbauteils. Mit anderen Worten ist dann die Opferschicht unmittelbar auf dem Halbleiterchip angebracht.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils umfasst die Opferschicht ein Filtermittel, ein Streumittel und/oder ein Reflexionsmittel. Zum Beispiel ist das Filtermittel, das Streumittel und/oder das Reflexionsmittel durch Partikel gebildet, die in das Matrixmaterial der Opferschicht eingemischt sind. Die Opferschicht kann auch ein Konversionsmittel enthalten, bevorzugt jedoch ist die Opferschicht frei von einem Konversionsmittel zu einer Wellenlängenkonversion einer vom Halbleiterchip erzeugten Strahlung. Insbesondere ist es möglich, dass die Opferschicht eine spektrale Zusammensetzung der vom Halbleiterbauteil emittierten Strahlung nicht oder nicht signifikant beeinflusst. Die Opferschicht kann auch klarsichtig sein.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils ist eine Emissionsfläche des Halbleiterbauteils durch die Opferschicht gebildet, insbesondere durch die Oberseite der Opferschicht. Mit anderen Worten verlässt dann im Halbleiterchip erzeugte Strahlung das Halbleiterbauteil an einer Grenzfläche der Opferschicht, insbesondere nur an der Oberseite der Opferschicht.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils überlappen der Gehäusekörper und die Strahlungsaustrittsseite, in Draufsicht gesehen, nicht. Mit anderen Worten ist die Strahlungsaustrittsseite dann nicht von dem Gehäusekörper überdeckt.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist eine Gesamtdicke des Halbleiterbauteils gleich einer Dicke des Gehäusekörpers, insbesondere in einer Richtung senkrecht zur Strahlungsaustrittsseite und bevorzugt mit einer Toleranz von höchstens 10 % oder von höchstens 5 %. Eine Dicke des Halbleiterbauteils ist dann im Wesentlichen durch die Dicke des Gehäusekörpers bestimmt. Beispielsweise reicht der Gehäusekörper vollständig von einer Unterseite bis zu einer Oberseite des Halbleiterbauteils und bildet einen Teil der Oberseite und der Unterseite des Halbleiterbauteils aus.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils liegt eine mittlere Dicke der Opferschicht bei mindestens 5 μm oder bei mindestens 10 μm oder bei mindestens 20 μm. Alternativ oder zusätzlich beträgt die mittlere Dicke der Opferschicht höchstens 250 μm oder höchstens 50 μm oder höchstens 30 μm.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils beträgt eine Dicke des Gehäusekörpers und/oder des Halbleiterbauteils mindestens 150 μm oder mindestens 200 μm oder mindestens 250 μm. Alternativ oder zusätzlich beträgt die Dicke des Gehäusekörpers und/oder des Halbleiterbauteils höchstens 1000 μm oder höchstens 800 μm oder höchstens 600 μm oder höchstens 500 μm.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils ist die Opferschicht durch ein schleifbares Silikon, Epoxid oder Silikon-Epoxid-Hybridmaterial gebildet oder umfasst ein solches Material, zum Beispiel als Matrixmaterial. Schleifbar bedeutet, dass ein Material der Opferschicht durch einen Schleifprozess wegnehmbar ist. Zum Beispiel umfasst die Opferschicht ein Dimethoxysiloxan oder ein Diphenylsiloxan oder besteht hieraus. Bevorzugt weist die Opferschicht bei Raumtemperatur eine Härte von mindestens Shore A 80 auf.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils weisen die Oberseite der Opferschicht und die Gehäuseoberseite durchgehende Bearbeitungsspuren auf. Solche Bearbeitungsspuren können beispielsweise von einem Schleifen, einem Ätzen, einem Fräsen oder einem Abkratzen herrühren. Bei den Bearbeitungsspuren kann es sich insbesondere um Rillen handeln, die durchgehend und ununterbrochen von dem Gehäusekörper auf die Opferschicht reichen. Durch solche Bearbeitungsspuren kann auch eine Strukturierung der Gehäuseoberseite und der Oberseite der Opferschicht realisiert sein, beispielsweise zu einer verbesserten Strahlungsauskopplung von Strahlung aus dem Halbleiterbauteil heraus.
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Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils angegeben. Mit dem Verfahren wird bevorzugt ein Halbleiterbauteil hergestellt, wie in Verbindung mit einer oder mehrerer der oben genannten Ausführungsformen angegeben. Merkmale des Verfahrens sind daher auch für das optoelektronische Halbleiterbauteil offenbart und umgekehrt.
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In mindestens einer Ausführungsform umfasst das Verfahren mindestens die folgenden Schritte:
- – Bereitstellen mindestens eines optoelektronischen Halbleiterchips mit einer Strahlungsaustrittsseite,
- – Anbringen des Halbleiterchips auf einer Trägeroberseite eines Trägers,
- – Aufbringen einer strahlungsdurchlässigen Opferschicht mindestens an der Strahlungsaustrittsseite,
- – Erstellen eines Gehäusekörpers des Halbleiterbauteils mittels Gießen oder Pressen, wobei ein Material des Gehäusekörpers sich über eine dem Halbleiterchip abgewandte Oberseite der Opferschicht erstreckt, und
- – Abtragen mindestens des Materials des Gehäusekörpers, das sich über der Oberseite der Opferschicht befindet.
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Die Verfahrensschritte werden bevorzugt in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt, jedoch kann eine abweichende Reihenfolge, sofern technisch möglich, ebenfalls realisiert sein.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Gehäusekörper erst erstellt, nachdem der Halbleiterchip auf dem Träger angebracht ist. Bei dem Gehäusekörper handelt es sich dann nicht um einen vorgefertigten Gehäusekörper, in den der Halbleiterchip montiert wird.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird der Gehäusekörper erstellt, nachdem die Opferschicht über der Strahlungsaustrittsseite des Halbleiterchips aufgebracht ist.
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Bei einem solchen Verfahren ist es möglich, den Gehäusekörper insbesondere mittels Gießen oder Pressen herzustellen. Der Gehäusekörper wird bevorzugt erst erstellt, nachdem alle weiteren Komponenten des Halbleiterbauteils hergestellt und montiert sind. Beim Erzeugen des Gehäusekörpers wird die Opferschicht teilweise oder vollständig von dem Material des Gehäusekörpers überdeckt. Dieses Material des Gehäusekörpers ist entfernbar, wobei bei diesem Entfernen auch ein Material der Opferschicht teilweise mit entfernt werden kann. Mit anderen Worten kann die Opferschicht als Schutzschicht für den Halbleiterchip beim Erstellen des Gehäusekörpers und bei einer Bearbeitung des Gehäusekörpers dienen. Bevorzugt verbleibt immer ein Material der Opferschicht an dem fertig hergestellten Halbleiterbauteil.
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Nachfolgend wird ein hier beschriebenes optoelektronisches Halbleiterbauteil sowie ein hier beschriebenes Verfahren unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
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Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen Verfahrens zur Herstellung eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauteils, und
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2 bis 7 schematische Darstellungen von Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauteilen.
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In 1 ist in schematischen Schnittdarstellungen ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils 1 illustriert. Gemäß 1A wird ein Träger 2 bereitgestellt. Der Träger 2 ist als Leiterrahmen gestaltet und weist die beiden Leiterrahmenteile 21, 22 auf. An einer Oberseite 20 des Leiterrahmenteils 21 ist ein optoelektronischer Halbleiterchip 3, beispielsweise eine Leuchtdiode, angebracht. Der Halbleiterchip 3 umfasst ein Chipsubstrat 32 sowie eine Halbleiterschichtenfolge 33, die an dem Chipsubstrat 32 angebracht ist. Es ist möglich, dass das Chipsubstrat 32 die Halbleiterschichtenfolge 33 mindestens an einem Eckbereich lateral überragt.
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Eine elektrische Kontaktierung des Halbleiterchips 3 erfolgt über die beiden Leiterrahmenteile 21, 22. Eine elektrische Verbindung von dem Halbleiterchip 3 zu dem Leiterrahmenteil 22 ist über ein elektrisches Verbindungsmittel 7 hergestellt. Bei dem Verbindungsmittel 7 handelt es sich bevorzugt um einen Bonddraht. Anders als in 1 dargestellt, kann der Bonddraht, anstelle mit dem Chipsubstrat 32, auch mit der Halbleiterschichtenfolge 33 unmittelbar verbunden sein. Auch ist es möglich, dass eine zusätzliche Wärmesenke vorhanden ist und die Halbleiterschichtenfolge 33 über zwei Bonddrähte mit den Leiterrahmenteilen 21, 22 elektrisch kontaktiert ist.
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An einer dem Träger 2 abgewandten Strahlungsaustrittsseite 30 des Halbleiterchips 3 ist bevorzugt ein Konversionselement 4 zur Wellenlängenkonversion von vom Halbleiterchip 3 im Betrieb erzeugter Strahlung angebracht. Das optionale Konversionselement 4 kann auf der Strahlungsaustrittsseite 30 aufgeklebt sein oder auch direkt auf der Strahlungsaustrittsseite 30, beispielsweise über ein Siebdrucken, erzeugt sein. Das Konversionselement 4 bedeckt die gesamte Halbleiterschichtenfolge 33 und somit die gesamte Strahlungsaustrittsseite 30.
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An einer dem Halbleiterchip 3 abgewandten Seite des Konversionselements 4 befindet sich eine Opferschicht 5 mit einer Oberseite 50, wobei die Oberseite 50 dem Träger 2 abgewandt ist. Die Opferschicht 5 ist durch ein anderes, insbesondere spröderes Material gebildet als das Konversionselement 4. Im Rahmen der Herstellungstoleranzen sind die Halbleiterschichtenfolge 33, das Konversionselement 4 sowie die Opferschicht 5 deckungsgleich übereinander angeordnet. Seitenflächen 35 des Halbleiterchips 3, Seitenflächen 45 des Konversionselements 4 sowie Seitenflächen 55 der Opferschicht 5 schließen bündig miteinander ab und verlaufen in Verlängerung zueinander.
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Optional, wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen, kann der Träger 2 auf einem temporären Zwischenträger 9 angebracht sein. Der Zwischenträger 9 dient insbesondere zu einer Fixierung der Leiterrahmenteile 21, 22 relativ zueinander während des Herstellungsverfahrens. Bei dem Zwischenträger 9 handelt es sich um kein Bestandteil des fertig hergestellten Halbleiterbauteils 1.
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In 1B ist die Erzeugung eines Gehäusekörpers 6 illustriert. Der Gehäusekörper 6 wird insbesondere durch ein Gießen oder durch ein Pressen erzeugt. Es wird der Gehäusekörper 6 an den Halbleiterchip 3, an das Konversionselement 4, an die Opferschicht 5, an das Verbindungsmittel 7 sowie an die Leiterrahmenteile 21, 22 formschlüssig angeformt. Die Oberseite 50 der Opferschicht 5 wird von einem Material des Gehäusekörpers 6 bedeckt. Das Material des Gehäusekörpers 6 ist insbesondere undurchlässig für eine von dem Halbleiterchip 3 im Betrieb erzeugte Strahlung sowie für eine vom Konversionselement 4 umgewandelte Strahlung. Durch den Gehäusekörper 6 sind die Leiterrahmenteile 21, 22 mechanisch miteinander verbunden.
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Anders als in 1B dargestellt ist es auch möglich, dass die Oberseite 50 nur teilweise von dem Material des Gehäusekörpers 6 beim Erzeugen des Gehäusekörpers 6 überdeckt wird.
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Gemäß 1C wird das Material des Gehäusekörpers 6 und der Opferschicht 5 teilweise entfernt, sodass die Oberseite 50 der Opferschicht 5 entsteht und freigelegt wird. Dieses Freilegen der Opferschicht 5 erfolgt zum Beispiel über ein Ätzen oder ein Schleifen. Zum Beispiel wird bei dem Freilegen der Opferschicht (5) eine Dicke der Opferschicht (5) um mindestens 10 % oder um mindestens 25 % und alternativ oder zusätzlich um höchstens 90 % oder um höchstens 50 % reduziert. Eine Dicke des Halbleiterbauteils 1 entspricht einer Dicke des Gehäusekörpers 6. In 1C ist der Zwischenträger 9 entfernt. Beim Herstellen des Gehäusekörpers 6 kann der Zwischenträger 9 Teil einer Pressform oder Spritzform sein oder sich in einer solchen befinden.
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In 2 ist in einer schematischen Schnittdarstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel des Halbleiterbauteils 1 gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Opferschicht 5 unmittelbar auf der Strahlungsaustrittsseite 30 des Halbleiterchips 3 aufgebracht. Die Opferschicht 5 kann aufgeklebt sein oder unmittelbar, zum Beispiel mittels eines Druckverfahrens, auf der Strahlungsaustrittsseite 30 erzeugt sein. Die Strahlungsaustrittsseite 30 ist von der Opferschicht 5, mit Ausnahme eines Anschlussbereichs für das Verbindungsmittel 7, vollständig bedeckt. Die Leiterrahmenteile 21, 22 können unterschiedlich groß ausgeformt sein.
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Gemäß 3 handelt es sich bei dem Halbleiterchip 3 um einen so genannten Dünnfilm-Chip. Der Halbleiterchip 3 besteht dann im Wesentlichen nur aus der Halbleiterschichtenfolge 33. Ein Chipsubstrat 32 ist nicht vorhanden. Eine Dicke des Halbleiterchips 3 beträgt beispielsweise höchstens 12 μm oder höchstens 8 μm oder höchstens 5 μm. Die Opferschicht 5 kann dann eine größere Dicke als der Halbleiterchip 3 aufweisen.
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Wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen kann die Dicke der Opferschicht 5 zwischen einschließlich 10 μm und 50 μm liegen. Die Opferschicht ist aus einem schleifbaren Silikon geformt. Optional kann zwischen der Opferschicht 5 und dem Halbleiterchip 3 auch ein Konversionselement 4 angebracht sein. Ebenso ist es, wie in allen anderen Ausführungsbeispielen, möglich, dass die Opferschicht 5 beispielsweise Titandioxid-Partikel als Diffusionsmittel aufweist. Ferner ist es jeweils möglich, dass das Konversionselement 4 und die Opferschicht 5 einstückig ausgeformt sind. Hierbei kann in der Opferschicht 5 ein Konzentrationsgradient etwa eines Diffusionsmittels oder eines Konversionsmittels vorliegen, wobei an der Oberseite 50 bevorzugt eine geringste Konzentration vorliegt.
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Beim Ausführungsbeispiel gemäß 4 ist der Träger 2 mit elektrischen Durchkontaktierungen 8 versehen, die von der Trägeroberseite 20 zu einer Trägerunterseite reichen. Flächige elektrische Kontaktbereiche des Trägers 2 sind in 4 nicht dargestellt, ebenso wenig wie eine detaillierte Führung der elektrischen Leitungen im Halbleiterchip 3. Entlang einer lateralen Richtung können der Träger 2 und der Gehäusekörper 6 dieselben Abmessungen aufweisen. Eine Gesamtdicke des Halbleiterbauteils 1 entspricht der Summe der Dicken des Trägers 2 und des Gehäusekörpers 6.
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In 5 ist eine schematische Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel des Halbleiterbauteils 1 gezeigt. Es ist das Halbleiterbauteil etwa ausgeformt, wie in Verbindung mit den 1 bis 3 angegeben.
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An der Oberseite 50 der Opferschicht 5 sowie an der Gehäuseoberseite 60 befinden sich Bearbeitungsspuren 65 in Form zum Beispiel von Schleifspuren. Die Bearbeitungsspuren 65 reichen wenigstens zum Teil durchgehend von dem Gehäusekörper 6 über die Opferschicht 5 hinweg. Anders als dargestellt, können die Bearbeitungsspuren 65 nicht gekrümmt, sonder entlang gerader Linien verlaufen. Bevorzugt sind die Bearbeitungsspuren 65 dichter gepackt, als in 5 gezeichnet.
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In 6 ist ein Ausführungsbeispiel des Halbleiterbauteils 1 gezeigt, bei dem sich die Opferschicht 5 auch an den Seitenflächen 35 des Halbleiterchips 3 befindet. Wie auch in 7 ist in 6 eine elektrische Kontaktierung des Halbleiterchips 3 zur Vereinfachung der Darstellung nicht gezeigt. Bei dem Träger 2 handelt es sich beispielsweise um eine Leiterplatte, die auch in allen anderen Ausführungsbeispielen eingesetzt werden kann.
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Die Opferschicht 5 ist beispielsweise durch ein Auftropfen oder ein Aufdrucken auf den Halbleiterchip 3 geformt. Es ist möglich, dass die Opferschicht 5 wie ein Pyramidenstumpf oder wie ein Kegelstumpf geformt ist. Mit anderen Worten ist es möglich, dass, in eine Richtung weg von dem Träger 2, gegenüberliegende Seitenflächen 55 der Opferschicht 5 zueinander hin streben. Eine Breite der Opferschicht 5 an der Trägeroberseite 20 ist dann größer als an der Oberseite 50. Der Gehäusekörper 6 steht somit nur in unmittelbarem Kontakt mit der Opferschicht 5 und nicht mit dem Halbleiterchip 3.
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Gemäß 7 weist die Opferschicht 5 senkrecht zur Trägeroberseite 20 verlaufende Seitenwände 55 auf. Auch gemäß 7 steht der Gehäusekörper 6 nicht in direktem Kontakt zum Halbleiterchip 3 oder zu dem Konversionselement 4. Es ist möglich, dass der Opferschicht 5 ein Filtermittel beigegeben ist, sodass die Opferschicht 5 undurchlässig, insbesondere für ultraviolette Strahlung, ist, sodass keine ultraviolette Strahlung von dem Halbleiterchip 3 zu dem Gehäusekörper 6 gelangt.
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Weiterhin ist es möglich, wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen, dass dem Gehäusekörper 6 Partikel zur Steigerung einer Wärmeleitfähigkeit beigegeben sind. Ebenso kann der Gehäusekörper 6 reflektierend für eine vom Halbleiterchip 3 emittierte Strahlung ausgebildet sein, wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen, oder alternativ hierzu absorbierend. Zum Beispiel können dem Gehäusekörper 6 Rußpartikel oder weiße Partikel aus Titandioxid beigemengt sein.
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Die hier beschriebene Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
