DE102014105734A1 - Optoelectronic semiconductor component and method for producing an optoelectronic semiconductor component - Google Patents
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Abstract
Es umfasst das optoelektronische Halbleiterbauteil (1) einen Träger (2). Der Träger (2) beinhaltet einen Mikrocontroller (26) zu einer elektrischen Adressierung und Ansteuerung des Halbleiterbauteils (1). Mindestens ein optoelektronischer Halbleiterchip (3), der zur Erzeugung von Licht eingerichtet ist, ist an einer Trägeroberseite (23) des Trägers (2) angebracht und mit dem Mikrocontroller (26) elektrisch verbunden. Das Halbleiterbauteil (1) weist wenigstens drei elektrische Kontaktstellen (4) auf, wobei zumindest zwei der Kontaktstellen (4) mit dem Mikrocontroller (26) verbunden sind. Wenigstens ein Optikkörper (5) zu einer geometrischen und/oder Spektralen Strahlformung befindet sich direkt oder indirekt an der Trägeroberseite (23).The optoelectronic semiconductor component (1) comprises a carrier (2). The carrier (2) includes a microcontroller (26) for electrical addressing and control of the semiconductor device (1). At least one optoelectronic semiconductor chip (3), which is set up to generate light, is attached to a carrier top side (23) of the carrier (2) and electrically connected to the microcontroller (26). The semiconductor device (1) has at least three electrical contact points (4), wherein at least two of the contact points (4) are connected to the microcontroller (26). At least one optical body (5) for geometrical and / or spectral beam shaping is located directly or indirectly on the carrier top side (23).
Description
Es wird ein optoelektronisches Halbleiterbauteil angegeben. Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils angegeben.An optoelectronic semiconductor component is specified. In addition, a method for producing an optoelectronic semiconductor device is specified.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein optoelektronisches Halbleiterbauteil anzugeben, das effizient elektrisch verschaltbar ist.An object to be solved is to specify an optoelectronic semiconductor component which can be electrically connected electrically.
Diese Aufgabe wird unter anderem durch ein optoelektronisches Halbleiterbauteil und durch ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved inter alia by an optoelectronic semiconductor component and by a method having the features of the independent patent claims. Preferred developments are the subject of the dependent claims.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Halbleiterbauteil einen oder mehrere Träger auf. Der mindestens eine Träger weist einen Mikrocontroller auf. Bevorzugt weist jeder der Träger einen oder mehrere Mikrocontroller auf. Mittels des Mikrocontrollers ist eine elektrische Adressierung und elektrische Ansteuerung des Halbleiterbauteils und/oder einzelner Komponenten des Halbleiterbauteils möglich.In accordance with at least one embodiment, the semiconductor component has one or more carriers. The at least one carrier has a microcontroller. Preferably, each of the carriers has one or more microcontrollers. By means of the microcontroller electrical addressing and electrical control of the semiconductor device and / or individual components of the semiconductor device is possible.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform beinhaltet das Halbleiterbauteil einen oder mehrere optoelektronische Halbleiterchips. Bei dem mindestens einen Halbleiterchip handelt es sich beispielsweise um eine Leuchtdiode oder um eine Laserdiode. Mit anderen Worten ist der wenigstens eine optoelektronische Halbleiterchip im Betrieb des Halbleiterbauteils zeitweise oder dauerhaft zur Erzeugung von Licht, insbesondere von sichtbarem Licht, eingerichtet. In accordance with at least one embodiment, the semiconductor component includes one or more optoelectronic semiconductor chips. The at least one semiconductor chip is, for example, a light-emitting diode or a laser diode. In other words, the at least one optoelectronic semiconductor chip is temporarily or permanently set up to produce light, in particular visible light, during operation of the semiconductor component.
Der optoelektronische Halbleiterchip weist dabei eine Halbleiterschichtenfolge mit mindestens einer aktiven Zone auf. Die Halbleiterschichtenfolge basiert bevorzugt auf einem III-V-Verbindungshalbleitermaterial. Bei dem Halbleitermaterial handelt es sich zum Beispiel um ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial wie AlnIn1-n-mGamN oder um ein Phosphid-Verbindungshalbleitermaterial wie AlnIn1-n-mGamP oder auch um ein Arsenid-Verbindungshalbleitermaterial wie AlnIn1-n-mGamAs, wobei jeweils 0 ≤ n ≤ 1, 0 ≤ m ≤ 1 und n + m ≤ 1 ist. Dabei kann die Halbleiterschichtenfolge Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen. Der Einfachheit halber sind jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters der Halbleiterschichtenfolge, also Al, As, Ga, In, N oder P, angegeben, auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt und/oder ergänzt sein können. The optoelectronic semiconductor chip has a semiconductor layer sequence with at least one active zone. The semiconductor layer sequence is preferably based on a III-V compound semiconductor material. The semiconductor material is, for example, a nitride compound semiconductor material such as Al n In 1 nm Ga m N or a phosphide compound semiconductor material such as Al n In 1 nm Ga m P or an arsenide compound semiconductor material such as Al n In 1-nm Ga m As, where 0 ≦ n ≦ 1, 0 ≦ m ≦ 1 and n + m ≦ 1, respectively. In this case, the semiconductor layer sequence may have dopants and additional constituents. For the sake of simplicity, however, only the essential constituents of the crystal lattice of the semiconductor layer sequence, that is to say Al, As, Ga, In, N or P, are indicated, even if these may be partially replaced and / or supplemented by small amounts of further substances.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der mindestens eine Halbleiterchip an einer Trägeroberseite des Trägers angebracht. Sind mehrere Halbleiterchips und mehrere Träger vorhanden, so gilt dies bevorzugt für alle Halbleiterchips. In accordance with at least one embodiment, the at least one semiconductor chip is attached to a carrier top side of the carrier. If a plurality of semiconductor chips and a plurality of carriers are present, this is preferably true for all semiconductor chips.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der oder sind die Halbleiterchips mit dem Mikrocontroller elektrisch verbunden. Insbesondere ist der oder sind die Halbleiterchips über den Mikrocontroller gezielt einzeln elektrisch adressierbar und elektrisch ansteuerbar. In accordance with at least one embodiment, the one or more semiconductor chips are electrically connected to the microcontroller. In particular, the one or more semiconductor chips are specifically individually addressable and electrically controllable via the microcontroller.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Halbleiterbauteil zwei, drei oder mehr als drei elektrische Kontaktstellen. Die mindestens zwei oder mindestens drei elektrischen Kontaktstellen sind zu einer externen elektrischen Kontaktierung des Halbleiterbauteils eingerichtet. Bei den Kontaktstellen handelt es sich bevorzugt um einen Kontakt für eine Spannungsversorgung, um einen Massekontakt sowie um einen Kontakt für eine Datenleitung.According to at least one embodiment, the semiconductor device comprises two, three or more than three electrical contact points. The at least two or at least three electrical contact points are set up for external electrical contacting of the semiconductor component. The contact points are preferably a contact for a power supply, a ground contact and a contact for a data line.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist mindestens eine oder sind mindestens zwei der Kontaktstellen mit dem Mikrocontroller elektrisch verbunden. Hierdurch ist eine Kontrolle eines Stromflusses zu dem zugeordneten Halbleiterchip möglich sowie eine Aufnahme und ein Verarbeiten von externen Steuersignalen. In accordance with at least one embodiment, at least one or at least two of the contact points are electrically connected to the microcontroller. As a result, a control of a current flow to the associated semiconductor chip is possible as well as a recording and processing of external control signals.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Halbleiterbauteil mindestens einen Optikkörper auf. Der eine oder die mehreren Optikkörper sind zu einer geometrischen und/oder zu einer spektralen Strahlformung des von dem wenigstens einen Halbleiterchip im Betrieb erzeugten Lichts eingerichtet. Beispielsweise wird eine Winkelverteilung der emittierten Strahlung durch den Optikkörper beeinflusst oder mittels des Optikkörpers werden spektrale Komponenten aus dem in dem Halbleiterchip erzeugten Licht entfernt und/oder hinzugefügt.In accordance with at least one embodiment, the semiconductor component has at least one optical body. The one or more optical bodies are set up for geometrical and / or spectral beam shaping of the light generated by the at least one semiconductor chip during operation. For example, an angular distribution of the emitted radiation is influenced by the optical body or by means of the optical body, spectral components are removed from the light generated in the semiconductor chip and / or added.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform befindet sich der mindestens eine Optikkörper an der Trägeroberseite. Der Optikkörper kann auf die Trägeroberseite beschränkt sein. Es ist der Optikkörper mittelbar, also mit Hilfe weiterer Komponenten, oder unmittelbar, also in direktem physischen Kontakt, an der Trägeroberseite angebracht. In accordance with at least one embodiment, the at least one optical body is located on the carrier top side. The optical body may be limited to the carrier top. It is the optic body indirectly, so with the help of other components, or directly, so in direct physical contact, attached to the carrier top.
In mindestens einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Halbleiterbauteil einen Träger. Der Träger beinhaltet einen Mikrocontroller zu einer elektrischen Adressierung und Ansteuerung des Halbleiterbauteils. Mindestens ein optoelektronischer Halbleiterchip, der zur Erzeugung von Licht eingerichtet ist, ist an einer Trägeroberseite des Trägers angebracht und mit dem Mikrocontroller elektrisch verbunden. Das Halbleiterbauteil weist wenigstens drei elektrische Kontaktstellen auf, wobei zumindest zwei der Kontaktstellen mit dem Mikrocontroller verbunden sind. Wenigstens ein Optikkörper zu einer geometrischen und/oder Spektralen Strahlformung befindet sich direkt oder indirekt an der Trägeroberseite des Trägers.In at least one embodiment, the optoelectronic semiconductor device comprises a carrier. The carrier includes a microcontroller for electrical addressing and control of the semiconductor device. At least one optoelectronic semiconductor chip, which is set up to generate light, is mounted on a carrier top side of the carrier and is electrically connected to the microcontroller. The semiconductor device has at least three electrical contact points, wherein at least two of the contact points are connected to the microcontroller. At least one optic body too a geometric and / or spectral beam shaping is located directly or indirectly on the carrier top side of the carrier.
Insbesondere in Fahrzeugen wie Automobilen ist ein Trend zu immer höheren Auflösungen speziell bei adaptiven Frontscheinwerfersystemen zu beobachten. Werden dabei einzelne Halbleiterchips wie Leuchtdioden je mit zwei Anschlüssen, für eine Anode sowie für eine Kathode, matrixartig angeordnet, so ist ein Verschaltungsaufwand relativ hoch aufgrund der großen Anzahl erforderlicher elektrischer Leitungen. Weiterhin ist eine Anordnung einer Vielzahl solcher Halbleiterchips fehleranfällig bei der Montage. Durch den benötigten Platz für die große Anzahl von Leiterbahnen, nämlich zwei pro Halbleiterchip, ist außerdem eine Anordnungsdichte beschränkt. Eine Größe der Leiterbahnen ist zudem aufgrund des relativ hohen Strombedarfs der Halbleiterchips dabei nach unten hin begrenzt. Die Leiterbahnen müssen also einen vergleichsweise großen Querschnitt aufweisen. Particularly in vehicles such as automobiles, a trend towards ever higher resolutions, especially with adaptive headlight systems, can be observed. If individual semiconductor chips such as light-emitting diodes each with two terminals, for an anode and for a cathode, arranged in a matrix, so is a Verschaltungsaufwand relatively high due to the large number of required electrical lines. Furthermore, an arrangement of a plurality of such semiconductor chips is prone to error during assembly. Due to the space required for the large number of interconnects, namely two per semiconductor chip, an arrangement density is also limited. A size of the tracks is also limited due to the relatively high power requirements of the semiconductor chips down. The printed conductors must therefore have a comparatively large cross section.
Bei dem hier beschriebenen Halbleiterbauteil ist eine Anzahl der elektrischen Leitungen aufgrund der Adressierung und Ansteuerung durch die in den Trägern integrierten Mikrocontroller vereinfacht. Hierdurch ist auch eine dichtere Anordnung der Halbleiterchips realisierbar, einhergehend mit einer höheren möglichen Flächenleuchtdichte.In the case of the semiconductor device described here, a number of the electrical lines are simplified due to the addressing and control by the microcontroller integrated in the carriers. As a result, a denser arrangement of the semiconductor chips can be realized, along with a higher possible surface luminance.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind mehrere der Träger in einem Trägerverbund mechanisch integriert. Beispielsweise sind die Träger durch einen Kunststoffkörper, hergestellt beispielsweise mittels Pressen oder Spritzen, fest miteinander verbunden. Dies bedeutet, dass sich die Träger im bestimmungsgemäßen Gebrauch des Halbleiterbauteils nicht voneinander lösen und nicht in ihrer relativen Position zueinander ändern. Bevorzugt befinden sich alle Träger in einer gemeinsamen Ebene. In diesem Fall ist der Trägerverbund bevorzugt eben und planar gestaltet.In accordance with at least one embodiment, a plurality of the carriers are mechanically integrated in a carrier assembly. For example, the carrier by a plastic body, made for example by means of pressing or spraying, firmly connected. This means that the carriers do not separate from each other in the intended use of the semiconductor device and do not change in their relative position to each other. Preferably, all carriers are in a common plane. In this case, the carrier composite is preferably planar and planar.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist ein Teil der Halbleiterchips oder sind alle Halbleiterchips auf dem Trägerverbund aufgebracht. Dabei weisen Trägeroberseiten der Träger bevorzugt allesamt in dieselbe Richtung und die Halbleiterchips sind an den Trägeroberseiten angebracht. Weiterhin ist es möglich, dass sich die Halbleiterchips in einer weiteren gemeinsamen Ebene, insbesondere parallel zu den Trägeroberseiten, befinden.In accordance with at least one embodiment, a part of the semiconductor chips or all semiconductor chips are applied to the carrier assembly. Carrier tops of the carriers preferably all have the same direction, and the semiconductor chips are attached to the carrier tops. Furthermore, it is possible for the semiconductor chips to be located in a further common plane, in particular parallel to the carrier top sides.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Halbleiterbauteil eine oder mehrere optische Abschirmungen. Die mindestens eine optische Abschirmung ist strahlungsundurchlässig für im Betrieb des Halbleiterbauteils erzeugtes Licht. Durch die Abschirmung sind benachbarte Halbleiterchips bevorzugt optisch voneinander isolierbar. Hierdurch ist ein hoher Kontrast zwischen benachbarten Halbleiterchips erzielbar.In accordance with at least one embodiment, the semiconductor device comprises one or more optical shields. The at least one optical shield is radiopaque for light generated during operation of the semiconductor device. By the shield adjacent semiconductor chips are preferably optically isolated from each other. As a result, a high contrast between adjacent semiconductor chips can be achieved.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Abschirmungen zwischen benachbarten Halbleiterchips jeweils derart angebracht, dass innerhalb des Halbleiterbauteils kein Lichtpfad zwischen benachbarten Halbleiterchips vorliegt. Mit anderen Worten kann dann aufgrund der Abschirmungen und eventuell aufgrund weiterer Komponenten innerhalb des Halbleiterbauteils kein Licht von einem der Halbleiterchips zu einem anderen Halbleiterchip gelangen. Innerhalb des Halbleiterbauteils meint, dass hierbei nur Wegstrecken oder mögliche Wegstrecken berücksichtigt werden, die vollständig in einem Inneren des Halbleiterbauteils verlaufen. Etwa Rückstreuung aufgrund äußerer, externer Komponenten, die nicht zu dem Halbleiterbauteil gehören, bleibt hierbei also unberücksichtigt.In accordance with at least one embodiment, the shields between adjacent semiconductor chips are respectively mounted such that there is no light path between adjacent semiconductor chips within the semiconductor device. In other words, due to the shields and possibly due to further components within the semiconductor device, no light can pass from one of the semiconductor chips to another semiconductor chip. Within the semiconductor device means that only distances or possible distances are taken into account, which run completely in an interior of the semiconductor device. For example, backscatter due to external, external components that do not belong to the semiconductor component remains disregarded.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind mehrere der Halbleiterchips einem der Träger zugeordnet oder umgekehrt. Zum Beispiel sind zwei, drei, vier oder mehr als vier der Halbleiterchips einem der Träger bevorzugt eindeutig zugeordnet. In accordance with at least one embodiment, a plurality of the semiconductor chips are assigned to one of the carriers or vice versa. For example, two, three, four or more than four of the semiconductor chips are preferably uniquely assigned to one of the carriers.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegen die Halbleiterchips und die Träger in einer Eins-zu-Eins-Anordnung vor. Die Halbleiterchips und die Träger sind somit einander eineindeutig zugeordnet.In accordance with at least one embodiment, the semiconductor chips and the carriers are in a one-to-one arrangement. The semiconductor chips and the carriers are thus uniquely associated with each other.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Halbleiterbauteil ein oder mehrere Vergussmaterialien. Das mindestens eine Vergussmaterial ist bevorzugt strahlungsundurchlässig für von den Halbleiterchips erzeugtes Licht. Bei dem Vergussmaterial kann es sich um ein einem Beobachter weiß oder schwarz oder farbig erscheinendes Material handeln. In accordance with at least one embodiment, the semiconductor component comprises one or more potting materials. The at least one potting material is preferably radiopaque for light generated by the semiconductor chips. The potting material may be an observer white or black or colored appearing material.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Halbleiterchips jeweils ringsum von dem Vergussmaterial umgeben. Die Halbleiterchips können in direktem Kontakt zu dem Vergussmaterial stehen. Weiterhin kann das Vergussmaterial die Trägeroberseite berühren.In accordance with at least one embodiment, the semiconductor chips are surrounded in each case by the potting material. The semiconductor chips may be in direct contact with the potting material. Furthermore, the potting material can touch the carrier top.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die Halbleiterchips jeweils eine Strahlungshauptseite auf. Über die Strahlungshauptseite wird der überwiegende Anteil der in den Halbleiterchips erzeugten Strahlung aus den Halbleiterchips heraus emittiert. Bevorzugt reicht das Vergussmaterial, in Richtung weg von der zugehörigen Trägeroberseite, bis hin zu der Strahlungshauptseite. Es ist möglich, dass das Vergussmaterial bündig mit der Strahlungshauptseite abschließt oder auch die Strahlungshauptseite in Richtung weg von dem Träger überragt. In accordance with at least one embodiment, the semiconductor chips each have a main radiation side. The predominant portion of the radiation generated in the semiconductor chips is emitted out of the semiconductor chips via the main radiation side. Preferably, the potting material, in the direction away from the associated carrier top, extends to the main radiation side. It is possible that the potting material is flush with the main radiation side or also projects beyond the radiation main side in the direction away from the carrier.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform beinhaltet das Halbleiterbauteil ein oder mehrere Konversionsmittel. Das mindestens eine Konversionsmittel ist zu einer teilweisen oder vollständigen Umwandlung des von dem mindestens einen Halbleiterchip emittierten Lichts in eine Strahlung einer anderen, insbesondere größeren Wellenlänge eingerichtet. In accordance with at least one embodiment, the semiconductor device includes one or more conversion means. The at least one conversion means is set up for a partial or complete conversion of the light emitted by the at least one semiconductor chip into a radiation of another, in particular larger, wavelength.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das mindestens eine Konversionsmittel in Richtung weg von der Trägeroberseite dem zugehörigen Halbleiterchip und optional auch dem zugehörigen Vergussmaterial nachgeordnet. Das Konversionsmittel überdeckt den zugehörigen Halbleiterchip bevorzugt vollständig, in Draufsicht auf die Strahlungshauptseite gesehen. In accordance with at least one embodiment, the at least one conversion means in the direction away from the carrier top side is arranged downstream of the associated semiconductor chip and optionally also the associated potting material. The conversion means preferably covers the associated semiconductor chip completely, as seen in plan view of the main radiation side.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Optikkörper mindestens durch das Vergussmaterial und durch das Konversionsmittel gebildet. Ferner kann der Optikkörper eine weitere Komponente wie ein Streumittel aufweisen. Der Optikkörper kann also mehrere Komponenten umfassen. Die verschiedenen Komponenten des Optikkörpers können durch unterschiedliche Materialien gebildet sein. Bevorzugt berühren sich die verschiedenen Komponenten des Optikkörpers. Insbesondere ist der Optikkörper durch ein zusammenhängendes Materialgebiet gestaltet. Der Optikkörper kann eine mechanische Einheit darstellen. Optional ist der Optikkörper separat von anderen Komponenten des Halbleiterbauteils handhabbar. In accordance with at least one embodiment, the optical body is formed at least by the potting material and by the conversion means. Furthermore, the optical body can have a further component, such as a scattering agent. The optical body can therefore comprise several components. The various components of the optic body may be formed by different materials. The different components of the optic body preferably touch each other. In particular, the optical body is designed by a coherent material area. The optic body can be a mechanical unit. Optionally, the optical body can be handled separately from other components of the semiconductor device.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform befindet sich zwischen dem Vergussmaterial und dem Konversionsmittel sowie zwischen der Strahlungshauptseite und dem Konversionsmittel das Streumittel. Das Streumittel ist bevorzugt schichtförmig und strahlungsdurchlässig eingerichtet. Zum Beispiel umfasst das Streumittel ein Matrixmaterial, das transparent ist, sowie in das Matrixmaterial eingebrachte, Lichtstreuende Partikel. Das Streumittel ist bevorzugt zu einer Strahlungsaufweitung in Richtung parallel zu der wenigstens einen Trägeroberseite eingerichtet. Durch das Streumittel ist beispielsweise eine gleichmäßige Ausleuchtung des Konversionsmittels möglich.According to at least one embodiment, the scattering means is located between the potting material and the conversion means and between the main radiation side and the conversion means. The scattering agent is preferably arranged in a layered and radiation-permeable manner. For example, the scattering agent comprises a matrix material which is transparent and light-scattering particles introduced into the matrix material. The scattering means is preferably set up for a radiation expansion in the direction parallel to the at least one carrier top side. By the scattering agent, for example, a uniform illumination of the conversion agent is possible.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform bedeckt das Streumittel den Halbleiterchip und das Vergussmaterial vollständig, in Draufsicht auf die Strahlungshauptseite gesehen. Insbesondere erstreckt sich das Streumittel vollständig zwischen dem Konversionsmittel einerseits und dem Vergussmaterial sowie dem Halbleiterchip andererseits, so dass diese Komponenten voneinander durch das Streumittel voneinander separiert sind. In accordance with at least one embodiment, the scattering means completely covers the semiconductor chip and the potting material, as seen in plan view on the main radiation side. In particular, the scattering means extends completely between the conversion means on the one hand and the potting material and the semiconductor chip on the other hand, so that these components are separated from one another by the scattering means.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das optoelektronische Halbleiterbauteil elektrische Leitungen auf. Die elektrischen Leitungen sind zu einer elektrischen Verschaltung innerhalb des Halbleiterbauteils eingerichtet. Insbesondere erstrecken sich die elektrischen Leitungen zwischen den elektrischen Kontaktflächen, dem Mikrocontroller und/oder dem mindestens einen Halbleiterchip. In accordance with at least one embodiment, the optoelectronic semiconductor component has electrical lines. The electrical lines are set up for an electrical connection within the semiconductor component. In particular, the electrical lines extend between the electrical contact surfaces, the microcontroller and / or the at least one semiconductor chip.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform befindet sich wenigstens ein Teil der elektrischen Leitungen zwischen dem Vergussmaterial und dem Konversionsmittel. In diesem Fall ist der mindestens eine Halbleiterchip bevorzugt bonddrahtfrei über die elektrischen Leitungen in Verbindung mit Durchkontaktierungen, insbesondere durch das Vergussmaterial und/oder durch den Träger hindurch, elektrisch kontaktiert. Es reicht bevorzugt mindestens eine der elektrischen Leitungen an die Strahlungshauptseite des mindestens einen Halbleiterchips heran. Alternativ ist es möglich, dass der Halbleiterchip an der Strahlungshauptseite mittels eines Bonddrahts kontaktiert ist. Der Bonddraht kann vollständig oder teilweise in das Vergussmaterial und/oder das Streumittel und/oder das Konversionsmittel eingebettet sein.According to at least one embodiment, at least a part of the electrical leads is located between the potting material and the conversion means. In this case, the at least one semiconductor chip is preferably contacted with bonding wire via the electrical leads in connection with plated-through holes, in particular through the casting material and / or through the support. At least one of the electrical lines preferably reaches the main radiation side of the at least one semiconductor chip. Alternatively, it is possible that the semiconductor chip is contacted on the main radiation side by means of a bonding wire. The bonding wire can be completely or partially embedded in the potting material and / or the scattering agent and / or the conversion agent.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform befinden sich weitere elektrische Leitungen zwischen dem Trägerverbund und dem Vergussmaterial. Diese elektrischen Leitungen sind beispielsweise an der mindestens einen Trägeroberseite sowie an einer Oberseite des Trägerverbunds, an der sich die Halbleiterchips befinden, aufgebracht. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass sich elektrische Leitungen auch an einer den Halbleiterchips abgewandten Unterseite des Trägerverbunds befinden. According to at least one embodiment, there are further electrical lines between the carrier composite and the potting material. These electrical lines are applied, for example, to the at least one carrier top side and to an upper side of the carrier network on which the semiconductor chips are located. Alternatively or additionally, it is possible for electrical lines to also be located on an underside of the carrier composite facing away from the semiconductor chips.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform erstreckt sich die mindestens eine Abschirmung in das Vergussmaterial hinein oder durch das Vergussmaterial hindurch. Dabei ist es möglich, dass die Abschirmungen auf den elektrischen Leitungen an der Oberseite des Trägerverbunds aufliegt und mit diesen Leitungen in Kontakt steht. Alternativ kann die Abschirmung auf das Vergussmaterial aufgesetzt sein.In accordance with at least one embodiment, the at least one shield extends into the potting material or through the potting material. It is possible that the shields rests on the electrical lines at the top of the carrier assembly and is in contact with these lines. Alternatively, the shield can be placed on the potting material.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die mindestens eine Abschirmung aus einem elektrisch isolierenden Material geformt. Alternativ oder zusätzlich weist die Abschirmung eine Beschichtung aus einem elektrisch isolierenden Material auf. Die Abschirmung kann auch vollständig oder teilweise aus einem Metall oder einer Metalllegierung hergestellt sein, beispielsweise mittels Galvanisierung.In accordance with at least one embodiment, the at least one shield is formed from an electrically insulating material. Alternatively or additionally, the shield has a coating of an electrically insulating material. The shield may also be made entirely or partially of a metal or a metal alloy, for example by electroplating.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umgeben die Abschirmungen den jeweils zugehörigen Halbleiterchip rahmenförmig und ringsum vollständig, insbesondere in Draufsicht auf die Strahlungshauptseite gesehen. Die Abschirmungen können dabei rund, oval, sechseckig, rechteckig oder quadratisch gestaltet sein, in Draufsicht gesehen.In accordance with at least one embodiment, the shields completely surround the respective associated semiconductor chip in the shape of a frame and all around, in particular seen in plan view on the main radiation side. The shields can be designed round, oval, hexagonal, rectangular or square, seen in plan view.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind alle Abschirmungen des Halbleiterbauteils als ein einziges Stück ausgeführt und hängen zusammen. Die Abschirmungen bilden dann eine Art Raster, das auf den Trägerverbund aufgesetzt sein kann.According to at least one embodiment, all the shields of the semiconductor device are designed as a single piece and hang together. The shields then form a kind of grid, which can be placed on the carrier composite.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform befinden sich alle elektrischen Kontaktflächen zu einer externen elektrischen Kontaktierung des Halbleiterbauteils an derselben Seite des Trägerverbunds, also an der Oberseite oder an der Unterseite des Trägerverbunds. Alternativ können die elektrischen Kontaktflächen aufgeteilt sein und sich beiderseits des Trägerverbunds, also an der Oberseite und an der Unterseite, befinden. In accordance with at least one embodiment, all the electrical contact surfaces for external electrical contacting of the semiconductor component are located on the same side of the carrier assembly, that is to say on the upper side or on the underside of the carrier assembly. Alternatively, the electrical contact surfaces can be divided and located on both sides of the carrier composite, ie at the top and at the bottom.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die elektrischen Kontaktflächen von den optischen Abschirmungen nicht umgeben oder umrandet. Mit anderen Worten liegen dann die Kontaktflächen nicht innerhalb der Abschirmungen.In accordance with at least one embodiment, the electrical contact surfaces are not surrounded or bordered by the optical shields. In other words, then the contact surfaces are not within the shields.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die Halbleiterchips einen gemeinsamen Massekontakt und/oder eine gemeinsame Versorgungsspannungsleitung auf. Es ist also möglich, dass sich alle Halbleiterchips zumindest eine elektrische Kontaktfläche und zumindest eine Leiterbahn teilen und/oder parallel zu dieser Leiterbahn und diesem Kontakt geschaltet sind und/oder elektrisch unmittelbar mit dieser Leiterbahn und diesem Kontakt verbunden sind.In accordance with at least one embodiment, the semiconductor chips have a common ground contact and / or a common supply voltage line. It is thus possible for all the semiconductor chips to share at least one electrical contact surface and at least one conductor track and / or to be connected in parallel to this conductor track and this contact and / or to be electrically connected directly to this conductor track and this contact.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Halbleiterbauteil oberflächenmontierbar. Das heißt, das Halbleiterbauteil kann mittels Oberflächenmontage, kurz SMT, an einem externen Träger angebracht werden. In accordance with at least one embodiment, the semiconductor device is surface mountable. That is, the semiconductor device can be mounted on an external support by surface mounting, SMT for short.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist mindestens einer der Halbleiterchips samt dem zugehörigen Optikkörper zur Abstrahlung von blauem Licht und/oder mindestens einer der Halbleiterchips samt dem zugehörigen Optikkörper zur Abstrahlung von grünem Licht und/oder mindestens einer der Halbleiterchips samt dem zugehörigen Optikkörper zur Abstrahlung von rotem Licht eingerichtet. Es ist dabei möglich, dass die jeweiligen Halbleiterchips unmittelbar blaues, rotes oder grünes Licht erzeugen. Ebenso ist es möglich, dass den Halbleiterchips oder zumindest einem Teil der Halbleiterchips eines oder mehrere Konversionsmittel zu einer Wellenlängenumwandlung nachgeordnet sind, beispielsweise zur Erzeugung von grünem Licht.According to at least one embodiment, at least one of the semiconductor chips together with the associated optical body for emitting blue light and / or at least one of the semiconductor chips together with the associated optical body for emitting green light and / or at least one of the semiconductor chips together with the associated optical body for emitting red light set up. It is possible that the respective semiconductor chips directly produce blue, red or green light. It is likewise possible for one or more conversion means to be arranged downstream of the semiconductor chips or at least a part of the semiconductor chips for a wavelength conversion, for example for the generation of green light.
Ebenso kann durch die Halbleiterchips samt dem zugehörigen Optikkörper auch andersfarbiges Licht, beispielsweise cyanfarbiges oder gelbes Licht, erzeugt werden. Bei den Halbleiterchips kann es sich also um verschiedenartig aufgebaute Halbleiterchips, die beispielsweise auf unterschiedlichen Halbleitermaterialien basieren, handeln. Ebenso ist es möglich, dass die Halbleiterchips allesamt baugleich sind und beispielsweise zur Erzeugung von blauem Licht eingerichtet sind. Das Halbleiterbauteil kann eine Mischstrahlung emittieren, etwa weißes Licht. Die Mischstrahlung ist dann zusammengesetzt aus dem Licht der mehreren Halbleiterchips.Likewise, differently colored light, for example cyan or yellow light, can be generated by the semiconductor chips together with the associated optical body. The semiconductor chips can thus be differently constructed semiconductor chips, which are based for example on different semiconductor materials. It is also possible that the semiconductor chips are all identical in construction and, for example, are set up to produce blue light. The semiconductor device may emit mixed radiation, such as white light. The mixed radiation is then composed of the light of the plurality of semiconductor chips.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Halbleiterbauteil eine Lichtaustrittsfläche auf. An der Lichtaustrittsfläche werden an verschiedenen Stellen verschiedene Farben des in dem Halbleiterbauteil erzeugten Lichts emittiert. Die Aufteilung in unterschiedlich farbiges Licht emittierende Bereiche ist insbesondere durch die optische Abschirmung erreicht. Die Lichtaustrittsfläche kann planar oder gekrümmt gestaltet sein. Außerhalb des Halbleiterbauteils kann dann eine Lichtmischung stattfinden.In accordance with at least one embodiment, the semiconductor component has a light exit surface. At the light exit surface, different colors of the light generated in the semiconductor device are emitted at different locations. The division into differently colored light-emitting regions is achieved in particular by the optical shielding. The light exit surface can be designed planar or curved. Outside the semiconductor component, a light mixture can then take place.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt ein mittlerer Abstand zwischen benachbarten Halbleiterchips bei mindestens 3 % oder 5 % oder 7 % einer mittleren Kantenlänge der Halbleiterchips. Alternativ oder zusätzlich liegt dieser Abstand bei höchstens 30 % oder 20 % oder 15 % oder 10 % der mittleren Kantenlänge. Insbesondere liegt der mittlere Abstand bei mindestens 10 µm oder 20 µm oder 40 µm und/oder bei höchstens 150 µm oder 100 µm oder 65 µm. Die mittlere Kantenlänge der Halbleiterchips kann bei mindestens 200 µm oder 400 µm oder 600 µm und/oder bei höchstens 1200 µm oder 800 µm oder 600 µm oder 300 µm liegen. According to at least one embodiment, an average distance between adjacent semiconductor chips is at least 3% or 5% or 7% of a mean edge length of the semiconductor chips. Alternatively or additionally, this distance is at most 30% or 20% or 15% or 10% of the mean edge length. In particular, the average spacing is at least 10 μm or 20 μm or 40 μm and / or at most 150 μm or 100 μm or 65 μm. The average edge length of the semiconductor chips may be at least 200 μm or 400 μm or 600 μm and / or at most 1200 μm or 800 μm or 600 μm or 300 μm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind mehrere der Halbleiterchips zu einer Gruppe, insbesondere zu einem Pixel, zusammengefasst. Das Pixel weist dabei bevorzugt vergleichsweise große Abmessungen auf. Beispielsweise liegt eine mittlere Kantenlänge des Pixels bei mindestens 400 µm oder 600 µm oder 800 µm, in Draufsicht gesehen. Durch die Verwendung derartiger relativ großer Pixel und vergleichsweise großer Halbleiterchips ist eine hohe Flächenleuchtdichte erzielbar. In accordance with at least one embodiment, a plurality of the semiconductor chips are combined to form a group, in particular to a pixel. The pixel preferably has comparatively large dimensions. For example, an average edge length of the pixel is at least 400 .mu.m or 600 .mu.m or 800 .mu.m, seen in plan view. By using such relatively large pixels and comparatively large semiconductor chips, a high surface luminance is achievable.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform verfügen alle Mikrocontroller über eine gemeinsame Versorgungsspannung und/oder über einen gemeinsamen Massenanschluss. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass alle Mikrocontroller an einer gemeinsamen Datenleitung angebracht sind. Dabei kann die gemeinsame Datenleitung durch die Mikrocontroller hindurch geschleift sein. Die jeweiligen Mikrocontroller weisen dann einen Dateneingang und einen Datenausgang auf, wobei ein Datenausgang eines vorangehenden Mikrocontrollers bevorzugt mit einem Dateneingang eines nachfolgenden Mikrocontrollers verbunden ist.In accordance with at least one embodiment, all the microcontrollers have a common supply voltage and / or a common ground connection. Alternatively or additionally, it is possible that all microcontrollers are mounted on a common data line. In this case, the common data line can be looped through the microcontroller. The respective microcontroller then have a data input and a data output, wherein a data output of a preceding microcontroller preferably with a data input of a subsequent microcontroller is connected.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Halbleiterchips in einer zweidimensionalen Matrix angeordnet. In accordance with at least one embodiment, the semiconductor chips are arranged in a two-dimensional matrix.
Das heißt, die Halbleiterchips können zweidimensional regelmäßig angeordnet sein, in Draufsicht insbesondere auf die Strahlungshauptseiten gesehen. That is, the semiconductor chips may be arranged regularly two-dimensionally, seen in plan view in particular on the main radiation sides.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die Halbleiterchips eine von dem zugehörigen Träger abweichende Grundfläche und/oder Grundriss auf, in Draufsicht insbesondere auf die Strahlungshauptseite gesehen. Die Halbleiterchips können also den zugehörigen Träger stellenweise oder ringsum überragen. Die Halbleiterchips können dabei größer oder auch kleiner als die zugehörigen Träger sein. Alternativ ist es möglich, dass die Halbleiterchips deckungsgleich zu den jeweils zugehörigen Trägern gestaltet sind. Ferner ist es möglich, dass einer oder mehrere der Halbleiterchips den zugehörigen Träger überragen, in Draufsicht gesehen.In accordance with at least one embodiment, the semiconductor chips have a base area deviating from the associated carrier and / or floor plan, viewed in plan view, in particular, on the main radiation side. The semiconductor chips can therefore project beyond the associated carrier in places or all around. The semiconductor chips may be larger or smaller than the associated carrier. Alternatively, it is possible for the semiconductor chips to be congruent with the respectively associated carriers. Furthermore, it is possible for one or more of the semiconductor chips to project beyond the associated carrier, as seen in plan view.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform schließt die Abschirmung, in Richtung weg von dem Träger, bündig mit dem Optikkörper ab. Ferner kann die Abschirmung bündig mit der Lichtaustrittsfläche des Halbleiterbauteils abschließen und einen Teil der Lichtaustrittsfläche darstellen. In accordance with at least one embodiment, the shield terminates flush with the optic body in the direction away from the carrier. Furthermore, the shield can be flush with the light exit surface of the semiconductor device and form part of the light exit surface.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform überlappen die Abschirmungen nicht mit dem Halbleiterchip, in Draufsicht auf die Strahlungshauptseite gesehen. Das heißt, die Halbleiterchips sind von der strahlungsdurchlässigen Abschirmung bevorzugt nicht überdeckt.According to at least one embodiment, the shields do not overlap with the semiconductor chip, seen in plan view of the main radiation side. That is, the semiconductor chips are preferably not covered by the radiation-transmissive shielding.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Abschirmung von den zugehörigen Trägern und/oder von den zugehörigen Halbleiterchips beabstandet. Das heißt, die Abschirmung berührt dann die Träger und/oder die Halbleiterchips nicht. In accordance with at least one embodiment, the shield is spaced from the associated carriers and / or from the associated semiconductor chips. That is, the shield then does not touch the carriers and / or the semiconductor chips.
Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterbauteilen angegeben. Insbesondere wird mittels des Verfahrens ein Halbleiterbauteil hergestellt, wie in Verbindung mit einer oder mehrerer der oben genannten Ausführungsformen angegeben. Merkmale des Verfahrens sind daher auch für das Halbleiterbauteil offenbart und umgekehrt.In addition, a method for the production of optoelectronic semiconductor devices is specified. In particular, by means of the method, a semiconductor component is produced, as indicated in connection with one or more of the abovementioned embodiments. Features of the method are therefore also disclosed for the semiconductor device and vice versa.
In mindestens einer Ausführungsform weist das Verfahren wenigstens die folgenden Schritte auf, bevorzugt in der angegebenen Reihenfolge:
- – Bereitstellen einer Vielzahl von Trägern und einer Vielzahl von Halbleiterchips,
- – Anbringen der Halbleiterchips an den Trägeroberseiten,
- – elektrisches Verschalten der Halbleiterchips mit den Mikrocontrollern der Träger, und
- – Fertigstellen der Halbleiterbauteile.
- Providing a plurality of carriers and a plurality of semiconductor chips,
- Attaching the semiconductor chips to the carrier tops,
- - electrically interconnecting the semiconductor chips with the microcontrollers of the carriers, and
- - Completing the semiconductor devices.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst der Schritt des Bereitstellens der Träger das eindimensionale oder zweidimensionale oder dreidimensionale Anordnen der Träger. Anschließend werden die Träger mit einer Trägerformmasse umformt, etwa mittels Spritzpressen oder Spritzgießen. Bei diesem Umformen bleiben Oberseiten und Unterseiten der Träger bevorzugt frei von der Trägerformmasse. Durch dieses Umformen werden die Träger bevorzugt mechanisch fest in den Trägerverbund integriert und der Trägerverbund wird gebildet.In accordance with at least one embodiment of the method, the step of providing the carriers comprises the one-dimensional or two-dimensional or three-dimensional arrangement of the carriers. Subsequently, the carriers are formed with a carrier molding compound, such as by means of injection molding or injection molding. In this forming, top sides and undersides of the carriers preferably remain free of the carrier molding compound. As a result of this shaping, the carriers are preferably mechanically firmly integrated into the carrier composite and the carrier composite is formed.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Schritt des Bereitstellens der Träger das Ausbilden von Leiterbahnen auf einer oder auf beiden Seiten des Trägerverbunds. Die Leiterbahnen werden beispielsweise mittels Galvanisieren oder Aufdampfen erzeugt. In accordance with at least one embodiment, the step of providing the carriers comprises the formation of conductor tracks on one or both sides of the carrier assembly. The conductor tracks are produced for example by means of electroplating or vapor deposition.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Schritt des Bereitstellens der Halbleiterchips den Schritt des Umformens der eindimensional, zweidimensional oder dreidimensional angeordneten Halbleiterchips mit einer Umformmasse auf. Bei der Umformmasse handelt es sich bevorzugt um einen Kunststoff wie ein Silikon oder ein Epoxid. Durch das Umformen werden die Halbleiterchips mechanisch, insbesondere mechanisch fest, in einem Rahmenverbund integriert und der Rahmenverbund wird gebildet. Elektrische Kontaktflächen der Halbleiterchips und die Strahlungshauptseite bleiben dabei bevorzugt frei von der Umformmasse. Mechanisch fest bedeutet hierbei insbesondere, dass sich die Halbleiterchips im bestimmungsgemäßen Gebrauch des Halbleiterbauteils nicht aus dem Rahmenverbund lösen. Es ist möglich, dass sich zwischen der Umformmasse und/oder der Trägerformmasse und den Halbleiterchips jeweils eine optische Isolierung befindet, sodass verhindert wird, dass in den Halbleiterchips erzeugte Strahlung unmittelbar an die Umformmasse und/oder an die Trägerformmasse gelangt.In accordance with at least one embodiment, the step of providing the semiconductor chips comprises the step of reshaping the one-dimensionally, two-dimensionally or three-dimensionally arranged semiconductor chips with a forming compound. The molding compound is preferably a plastic such as a silicone or an epoxy. By forming the semiconductor chips are mechanically, in particular mechanically fixed, integrated in a frame assembly and the frame assembly is formed. Electrical contact surfaces of the semiconductor chips and the main radiation side preferably remain free of the forming material. In this case, mechanically fixed means in particular that the semiconductor chips do not come loose from the frame assembly in the intended use of the semiconductor component. It is possible that in each case an optical insulation is located between the forming material and / or the carrier molding compound and the semiconductor chips, so that prevents radiation generated in the semiconductor chips passes directly to the forming material and / or to the carrier molding composition.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird der Rahmenverbund auf den Trägerverbund angebracht. Dabei erfolgt bevorzugt eine eineindeutige Zuordnung der Halbleiterchips zu den Trägern. Der Rahmenverbund kann mit dem Trägerverbund deckungsgleich sein oder es können auch mehrere nebeneinander oder übereinander angeordnete Rahmenverbünde auf einen einzigen Trägerverbund aufgebracht werden oder umgekehrt. According to at least one embodiment, the frame assembly is mounted on the carrier assembly. In this case, an unambiguous assignment of the semiconductor chips to the carriers preferably takes place. The frame composite can be congruent with the carrier composite or it can also be several side by side or superimposed frame composites are applied to a single carrier composite or vice versa.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird der Trägerverbund, der mit dem Rahmenverbund zusammengefügt ist, zu den Halbleiterbauteilen vereinzelt oder konfektioniert. Nach dem Vereinzeln weist dabei jedes der Halbleiterbauteile je einen oder mehrere der Halbleiterchips und/oder der Träger auf. In accordance with at least one embodiment, the carrier composite, which is joined together with the frame composite, is singulated or assembled into the semiconductor components. After singulation, each of the semiconductor components has one or more of the semiconductor chips and / or the carrier.
Alternativ zum Ausbilden eines Rahmenverbunds können die Halbleiterchips auch einzeln auf den Trägerverbund aufgebracht werden. In diesem Fall werden die Halbleiterchips bevorzugt nach dem Aufbringen auf den Trägerverbund etwa mit dem Vergussmaterial, dem Streumittel und/oder dem Konversionsmittel teilweise oder vollständig umformt, beispielsweise durch Gießen oder Spritzen oder Pressen. Vor, in oder nach diesem Verfahrensschritt kann auch das Erzeugen der optischen Abschirmung erfolgen.As an alternative to forming a frame composite, the semiconductor chips can also be applied individually to the carrier composite. In this case, the semiconductor chips are preferably partially or completely formed, for example by casting or spraying or pressing, after application to the carrier composite, for example with the potting material, the scattering agent and / or the conversion agent. Before, in or after this process step, the generation of the optical shield can also take place.
Nachfolgend werden 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.Hereinafter, an optoelectronic semiconductor device described herein and a method described herein with reference to the drawings using exemplary embodiments will be explained in more detail. The same reference numerals indicate the same elements in the individual figures. However, there are no scale relationships shown, but individual elements can be shown exaggerated for better understanding.
Es zeigen:
In
Das Halbleiterbauteil
An Trägeroberseiten
Zu einer elektrischen externen Kontaktierung sind an einer Oberseite des Trägerverbunds
Die Träger
Der Mikrocontroller
Ferner weist das Halbleiterbauteil
An den Trägeroberseiten
Dem Vergussmaterial
Die Abschirmungen
In
In
Die Träger
In
In
In dem Verfahrensschritt, wie in
Zu einer externen elektrischen Kontaktierung weist das Halbleiterbauteil
Ferner ist eine Kontaktstelle für einen Dateneingang Din sowie für einen Datenausgang Dout vorgesehen. Die jeweiligen Dateneingänge Din der Träger
Anders als in den Figuren dargestellt, ist es jeweils auch möglich, eine abweichende Anzahl von Datenleitungen und elektrischen Kontaktstellen
In einem weiteren Verfahrensschritt, wie in
In
Gemäß
In
Anders als in
Bei dem Bauteil gemäß
Das Herstellungsverfahren, wie in
In
Laut
Lediglich in den schmalen Bereichen, in denen die Lichtaustrittsfläche
In
Gemäß
In
Das Herstellungsverfahren, wie in den
In
Gemäß
In
In der Draufsicht gemäß
Gemäß
Solche Halbleiterbauteile
Das Halbleiterbauteil
In
In
Ferner wird, siehe
Die Verfahrensschritte des Herstellungsverfahrens, wie in den
Anschließend wird eine Öffnung
Insbesondere für Halbleiterbauteile, wie in Verbindung mit den
Gemäß
Entsprechende Anordnungsschemata der Kontaktstellen
In
In
Gemäß
Weitere Schaltungskonzepte für hier beschriebene Halbleiterbauteile sind der Druckschrift
Alternativ zur Aufbringung separater Halbleiterchips auf den Träger mit dem Mikrocontroller ist es auch anders als gezeigt möglich, die Halbeiterchips direkt auf den Trägern aufzuwachsen oder umgekehrt. Entsprechende Halbleiterchips und Träger sind in Verbindung mit den Druckschriften
Bei den hier beschriebenen Halbleiterbauteilen ist insbesondere ein geringer Platzbedarf durch die Ausformung der Durchkontaktierungen, elektrischen Kontaktstellen und elektrischen Leitungen gegeben. Hierdurch können benachbarte Gruppen oder Pixel enger angeordnet werden. Insbesondere durch den Träger mit dem Mikrocontroller ist es möglich, mit nur wenigen externen elektrischen Kontaktstellen das Halbleiterbauteil anzuschließen und anzusteuern und über nur wenige elektrische Leitungen eine große Anzahl von Halbleiterchips anzusteuern. In the case of the semiconductor components described here, in particular a small space requirement is given by the formation of the plated-through holes, electrical contact points and electrical leads. As a result, adjacent groups or pixels can be arranged closer. In particular, by the carrier with the microcontroller, it is possible to connect and control the semiconductor device with only a few external electrical contact points and to control a large number of semiconductor chips via only a few electrical lines.
Anordnungen mit nur wenigen elektrischen Leitungen
Gemäß
Beim Ausführungsbeispiel, wie in der Draufsicht in
Gemäß der Draufsicht des Ausführungsbeispiels des Halbleiterbauteils
In
Optional kann, wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen, ein Testkontakt
Gemäß
Die Abschirmung
Bei den Ausführungsbeispielen gemäß der
In den bislang gezeigten Ausführungsbeispielen sind die Halbleiterchips
Aufgrund der optischen Abschirmungen sowie der bevorzugt vorhandenen Streumittel zu einer Homogenisierung der Abstrahlung ist ein Array aus Halbleiterchips aufbaubar, das nur vernachlässigbare optische Lücken aufweist. Insbesondere ist eine Lichtaustrittsfläche ganzflächig lichtabstrahlend, mit Ausnahme von schmalen Bereichen, in denen die Abschirmungen angebracht sind. Eine Breite der Abschirmungen liegt dabei bevorzugt bei höchstens 1 % oder 3 % oder 5 % oder 10 % oder einer mittleren Ausdehnung der lichtabstrahlenden Bereiche, in Draufsicht gesehen. Zusätzliche Optiken zu einem Kaschieren der nicht lichtabstrahlenden Bereiche sind daher entbehrbar, da die nicht lichtabstrahlenden Bereiche an den Abschirmungen vernachlässigbar klein sind.Due to the optical shields and the preferably existing scattering means for homogenizing the radiation, an array of semiconductor chips can be built up which has only negligible optical gaps. In particular, a light exit surface is lichtabstrahlend the whole surface, with the exception of narrow areas in which the shields are mounted. A width of the shields is preferably at most 1% or 3% or 5% or 10% or a mean extent of the light-emitting regions, seen in plan view. Additional optics for laminating the non-light-emitting regions are therefore unnecessary, since the non-light-emitting regions on the shields are negligibly small.
Ferner können relativ große Ablagetoleranzen hinsichtlich der Halbleiterchips auf den Trägern aufgrund des Streumittels, das als Homogenisierungsschicht dient, akzeptiert werden. Außerdem ist bevorzugt eine genaue Lage des optischen Rasters, aufgrund der Abschirmungen, von untergeordneter Wichtigkeit. Die übereinander liegende Anordnung der Halbleiterchips und der Träger mit den Mikrocontrollern erlaubt zusätzlich eine Struktur mit einem engeren Raster und damit mit einer höheren Leuchtdichte.Furthermore, relatively large tray tolerances with respect to the semiconductor chips on the carriers due to the scattering means, as Homogenization layer serves to be accepted. In addition, a precise position of the optical grid, due to the shields, is of minor importance. The stacked arrangement of the semiconductor chips and the carrier with the microcontrollers also allows a structure with a narrower grid and thus with a higher luminance.
Durch die Integration mehrerer funktioneller Einheiten auf Wafer-Ebene, siehe insbesondere die
Hier beschriebene Halbleiterbauteile sind beispielsweise in adaptiven Frontscheinwerfern von Kraftfahrzeugen einsetzbar. Ebenso sind hier beschriebene Halbleiterbauteile in Projektoren oder in der Allgemeinbeleuchtung oder als so genannte Spotlights verwendbar. Auch ist ein Einsatz in der Umgebungsbeleuchtung oder ambienten Beleuchtung möglich, etwa im Automobilbereich die Beleuchtung eines Kfz-Himmels oder als Szeneriebeleuchtung in einem Wohnbereich und/oder in einem Geschäftsbereich.Semiconductor components described here can be used, for example, in adaptive headlights of motor vehicles. Likewise, semiconductor components described here can be used in projectors or in general lighting or as so-called spotlights. A use in ambient lighting or ambient lighting is also possible, for example in the automotive sector, the illumination of a car sky or as scene lighting in a living area and / or in a business area.
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. The invention described here is not limited by the description based on the embodiments. Rather, the invention encompasses any novel feature as well as any combination of features, including in particular any combination of features in the claims, even if this feature or combination itself is not explicitly stated in the claims or exemplary embodiments.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- optoelektronisches Halbleiterbauteil optoelectronic semiconductor device
- 1010
- Lichtaustrittsfläche des Halbleiterbauteils Light exit surface of the semiconductor device
- 22
- Träger carrier
- 2020
- Trägerverbund carrier assembly
- 2323
- Trägeroberseite Carrier top
- 2424
- Trägerunterseite Carrier base
- 2626
- Mikrocontroller microcontroller
- 2727
- Trägersubstrat carrier substrate
- 2828
- Trägerformmasse Carrier molding compound
- 33
- optoelektronischer Halbleiterchip optoelectronic semiconductor chip
- 3030
- Strahlungshauptseite Radiation main page
- 3333
- Rahmenverbund frame joining
- 3838
- Umformmasse Umformmasse
- 44
- elektrische Kontaktstelle electrical contact point
- 55
- Optikkörper optical body
- 5151
- strahlungsundurchlässiges Vergussmaterial radiopaque potting material
- 5252
- Streumittel spreading material
- 5353
- Konversionsmittel conversion means
- 66
- optische Abschirmung optical shielding
- 77
- elektrische Leitung electrical line
- 7373
- elektrische Durchkontaktierung electrical via
- 7575
- Bonddraht bonding wire
- 7777
- Öffnung opening
- 88th
- Hilfsträger subcarrier
- 99
- Metallisierung metallization
- DinDin
- Dateneingangsleitung /-anschluss Data input line / connection
- Doutdout
- Datenausgangsleitung /-anschluss Data output line / connection
- GNDGND
- Masseleitung /-anschluss Ground line / connection
- VccVcc
- Versorgungsspannungsleitung /-anschluss Supply voltage line / connection
- R, G, B, WR, G, B, W
- verschiedenfarbig emittierende Bereiche different colored emitting areas
- Ee
- externer Träger external carrier
- SS
- Separationsbereich separation area
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102012109460 A1 [0116] DE 102012109460 A1 [0116]
- DE 102012112302 A1 [0116] DE 102012112302 A1 [0116]
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