DE102015114579B4 - Semiconductor chip - Google Patents
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Abstract
Optoelektronischer Halbleiterchip (1) mit einem epitaktisch gewachsenen Halbleiterkörper (23), der einen aktiven Bereich (39) aufweist, und einem Träger (3) mit einer ersten Trägerfläche (5), auf der der Halbleiterkörper (23) angeordnet ist, und einer zweiten Trägerfläche (7) auf der vom Halbleiterkörper (23) abgewandten Seite, wobei der Träger (3) einen Verbundkörper (11, 13, 15) aufweist, der einen ersten elektrisch leifähigen Leiterkörper (11), einen zweiten elektrisch leitfähigen Leiterkörper (13) und zumindest einen elektrisch isolierenden Formkörper (15) aufweist, wobei sich der erste Leiterkörper (11) und der zweite Leiterkörper (13) von der ersten Trägerfläche (5) bis zur zweiten Trägerfläche (7) erstrecken, wobei- der erste Leiterkörper (11) und der zweite Leiterkörper (13) mit dem Halbleiterkörper (23) auf verschiedenen Seiten des aktiven Bereichs (39) elektrisch leitend verbunden sind,- der erste (11) und der zweite (13) Leiterkörper jeweils eine erste Körperhauptfläche (17), die dem Halbleiterkörper (23) zugewandt ist, und eine zweite Körperhauptfläche (19), die von der ersten Körperhauptfläche (17) abgewandt ist, aufweisen, wobei die erste (17) und die zweite (19) Körperhauptfläche über mindestens eine Seitenfläche (21) des jeweiligen Leiterkörpers (11, 13) miteinander verbunden sind,- die zweite Körperhauptfläche (17) des ersten Leiterkörpers (11) und die zweite Körperhauptfläche (17) des zweiten Leiterkörpers (13) bereichsweise oder vollständig vom Halbleiterkörper (23) überdeckt sind,- zur Erhöhung der Kontaktfläche zwischen dem ersten (11) und/oder zweiten (13) Leiterkörper und dem Formkörper (15)- die Oberfläche A der Seitenfläche (21) des ersten (11) und/oder des zweiten (13) Leiterkörpers folgende Relation erfüllt: A/(B*d) ≥ 1,20 und/oder A/(C*d) ≥ 1,20, wobei B die maximale Längsabmessung der ersten Körperhauptfläche (17) oder der zweiten Körperhauptfläche (19) des Leiterkörpers bezeichnet, C den halben Umfang der ersten oder zweiten Körperhauptfläche des Leiterkörpers bezeichnet, und d die Dicke des Leiterkörpers bezeichnet, oder- der erste (11) und/oder der zweite (13) Leiterkörper von einem Verbindungsbereich (33) des Formkörpers (15) durchformt sind, sodass sich der Verbindungsbereich (33) in Aufsicht gesehen von einer Seite des Leiterkörpers (11, 13) durch den Leiterkörper (11, 13) hindurch bis zur anderen Seite des Leiterkörpers (11, 13) erstreckt, wobei der Verbindungsbereich (33) in Umfangsrichtung entlang seiner Erstreckungsrichtung gesehen vollständig vom Material des Leiterkörpers umgeben ist.Optoelectronic semiconductor chip (1) with an epitaxially grown semiconductor body (23) which has an active region (39) and a carrier (3) with a first carrier surface (5) on which the semiconductor body (23) is arranged, and a second Carrier surface (7) on the side facing away from the semiconductor body (23), the carrier (3) having a composite body (11, 13, 15) which has a first electrically conductive body (11), a second electrically conductive body (13) and has at least one electrically insulating molded body (15), the first conductor body (11) and the second conductor body (13) extending from the first support surface (5) to the second support surface (7), the first conductor body (11) and the second conductor body (13) are electrically conductively connected to the semiconductor body (23) on different sides of the active region (39), - the first (11) and the second (13) conductor body each have a first main body surface (17) facing the semiconductor body (23) and having a second main body surface (19) facing away from the first main body surface (17), the first (17) and the second (19) main body surface over at least one side surface (21 ) of the respective conductor body (11, 13) are connected to one another, - the second main body surface (17) of the first conductor body (11) and the second main body surface (17) of the second conductor body (13) are partially or completely covered by the semiconductor body (23), - to increase the contact area between the first (11) and / or second (13) conductor body and the shaped body (15) - the surface A of the side surface (21) of the first (11) and / or the second (13) conductor body has the following relation fulfills: A / (B * d) ≥ 1.20 and / or A / (C * d) ≥ 1.20, where B denotes the maximum longitudinal dimension of the first main body surface (17) or the second main body surface (19) of the conductor body, C half the circumference of the first or second main body area of the conductor body, and d denotes the thickness of the conductor body, or - the first (11) and / or the second (13) conductor body are formed through by a connecting area (33) of the molded body (15), so that the connecting area (33) seen in plan view from one side of the conductor body (11, 13) through the conductor body (11, 13) to the other side of the conductor body (11, 13), the connecting area (33) being completely made of the material along its direction of extension of the conductor body is surrounded.
Description
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Halbleiterchip mit einem Halbleiterkörper. Der Halbleiterchip weist weiterhin einen Träger mit einer ersten Trägerfläche auf, auf der der Halbleiterkörper angeordnet ist.The present disclosure relates to a semiconductor chip with a semiconductor body. The semiconductor chip furthermore has a carrier with a first carrier surface on which the semiconductor body is arranged.
Die mechanische Stabilität des Trägers ist, da der Halbleiterkörper auf dem Träger angeordnet ist, auch maßgeblich für die mechanische Stabilisierung des Halbleiterkörpers.Since the semiconductor body is arranged on the carrier, the mechanical stability of the carrier is also decisive for the mechanical stabilization of the semiconductor body.
Aus den Druckschriften
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, einen Träger hoher mechanischer Stabilität bereitzustellen.One problem to be solved is to provide a carrier with high mechanical stability.
Diese Aufgabe wird durch die folgende Offenbarung und insbesondere durch die in unabhängigen Patentansprüchen definierten Gegenstände gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand abhängiger Patentansprüche.This object is achieved by the following disclosure and in particular by the subjects defined in the independent patent claims. Further advantageous configurations and developments are the subject of dependent claims.
Die vorliegende Offenbarung enthält nicht notwendigerweise ausschließlich Offenbarung, die der Lösung der oben gestellten Aufgabe dient, sondern kann auch Lösungen zu anderen Aufgabenstellungen enthalten, die dann durch die jeweils relevanten Merkmale ggf. auch ohne die für die oben genannte Aufgabe relevanten Merkmale gelöst werden können.The present disclosure does not necessarily exclusively contain disclosure that serves to solve the problem set above, but can also contain solutions to other problems that can then be solved by the respective relevant features, possibly even without the features relevant to the above task.
Der Halbleiterchip weist einen aktiven Bereich auf.The semiconductor chip has an active area.
Der Halbleiterchip ist ein optoelektronischer Halbleiterchip. Der aktive Bereich kann zur Strahlungserzeugung oder zum Strahlungsempfang vorgesehen sein. Der Halbleiterkörper kann für eine Leuchtdiode oder für eine Photodiode ausgebildet sein. Bevorzugt ist der Halbleiterkörper zur Erzeugung von Strahlung im infraroten, sichtbaren oder ultravioletten Spektralbereich ausgebildet. Der Halbleiterkörper ist epitaktisch gewachsen. Epitaktisch gewachsene Halbleiterkörper bedürfen einer besonders guten mechanischen Stabilisierung durch den Träger, da instabile Träger Brüche im epitaktisch gewachsenen Halbleitermaterial verursachen können, was zu erheblichen Beeinträchtigungen in der Funktion des Chips und, etwa wenn der aktive Bereich bricht, zu einem vollständigen Ausfall des Chips führen kann.The semiconductor chip is an optoelectronic semiconductor chip. The active area can be provided for generating radiation or for receiving radiation. The semiconductor body can be designed for a light-emitting diode or for a photodiode. The semiconductor body is preferably designed to generate radiation in the infrared, visible or ultraviolet spectral range. The semiconductor body has grown epitaxially. Epitaxially grown semiconductor bodies require particularly good mechanical stabilization by the carrier, since unstable carriers can cause breaks in the epitaxially grown semiconductor material, which can lead to considerable impairment in the function of the chip and, for example, if the active area breaks, to a complete failure of the chip .
Der Träger weist auf der vom Halbleiterkörper abgewandten Seite eine zweite Trägerfläche auf. Die erste und die zweite Trägerfläche können aneinander ausgerichtet, vorzugsweise parallel zueinander ausgerichtet, sein und insbesondere parallel zueinander verlaufen.The carrier has a second carrier surface on the side facing away from the semiconductor body. The first and the second carrier surface can be aligned with one another, preferably aligned parallel to one another, and in particular run parallel to one another.
Der Träger weist zumindest einen elektrisch leitfähigen Leiterkörper auf. Der Leiterkörper erstreckt sich von der ersten Trägerfläche bis zur zweiten Trägerfläche. Der Leiterkörper ist zweckmäßigerweise elektrisch leitend mit dem aktiven Bereich des Halbleiterkörpers verbunden. Der elektrisch leitfähige Leiterkörper kann ein erster Leiterkörper sein. Der Träger weist zusätzlich zu dem ersten Leiterkörper einen zweiten elektrisch leitfähigen Leiterkörper auf, wobei der erste Leiterkörper und der zweite Leiterkörper mit dem Halbleiterkörper auf verschiedenen Seiten des aktiven Bereichs elektrisch leitend verbunden sind. Der eine Leiterkörper kann mit der dem Träger zugewandten Seite des Halbleiterkörpers, insbesondere zwischen dem Träger und dem aktiven Bereich, elektrisch leitend verbunden sein und der andere Leiterkörper kann mit dem Halbleiterkörper auf der vom Träger abgewandten Seite des aktiven Bereichs elektrisch leitend verbunden sein. Innerhalb des Trägers sind der erste und der zweite Leiterkörper mit Vorzug elektrisch voneinander isoliert. In dem Bereich zwischen dem aktiven Bereich und dem Träger können der erste und der zweite Leiterkörper elektrisch voneinander isoliert sein, so dass in diesem Bereich keine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Leiterkörper hergestellt wird. Ein Kurzschluss kann so vermieden werden. Der erste Leiterkörper und/oder der zweite Leiterkörper kann ein Metall oder ein metallisches Material enthalten oder daraus bestehen. Der erste Leiterkörper und/oder der zweite Leiterkörper kann sich von der ersten Trägerfläche bis zur zweiten Trägerfläche erstrecken.The carrier has at least one electrically conductive conductor body. The conductor body extends from the first carrier surface to the second carrier surface. The conductor body is expediently connected in an electrically conductive manner to the active region of the semiconductor body. The electrically conductive conductor body can be a first conductor body. In addition to the first conductor body, the carrier has a second electrically conductive conductor body, the first conductor body and the second conductor body being electrically conductively connected to the semiconductor body on different sides of the active region. One conductor body can be electrically conductively connected to the side of the semiconductor body facing the carrier, in particular between the carrier and the active region, and the other conductor body can be electrically conductively connected to the semiconductor body on the side of the active region facing away from the carrier. Within the carrier, the first and the second conductor body are preferably electrically insulated from one another. In the area between the active area and the carrier, the first and second conductor bodies can be electrically insulated from one another, so that no electrically conductive connection is established between the first and second conductor bodies in this area. A short circuit can thus be avoided. The first conductor body and / or the second conductor body can contain or consist of a metal or a metallic material. The first conductor body and / or the second conductor body can extend from the first carrier surface to the second carrier surface.
Merkmale, die im Folgenden in Bezug auf einen Leiterkörper beschrieben sind, können sich auf den ersten und/oder den zweiten Leiterkörper beziehen, soweit nicht explizit Unterschiede zwischen den Leiterkörpern herausgestellt werden.Features that are described below in relation to a conductor body can relate to the first and / or the second conductor body, unless differences between the conductor bodies are explicitly pointed out.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Träger einen Verbundkörper auf. Der Träger kann durch den Verbundkörper gebildet sein. Der Verbundkörper kann den elektrisch leitfähigen Leiterkörper - selbstverständlich möglicherweise zusätzlich den zweiten elektrischen Leiterkörper, wie oben erwähnt - aufweisen. Der Verbundkörper weist einen elektrisch isolierenden Körper, vorzugsweise einen Formkörper, auf. Der Formkörper kann an den Leiterkörper angeformt sein. Insbesondere kann eine direkte Grenzfläche zwischen dem Formkörper und dem Leiterkörper gebildet sein. Material für den Formkörper kann für das Anformen fließfähig gemacht oder bereits fleißfähig bereitgestellt werden und anschließend, insbesondere nach dem Anfließen des fließfähigen Materials an den Leiterkörper, kann das fließfähige Material wieder verfestigt werden, um den Formkörper zu bilden. Der Formkörper kann die mechanischen Eigenschaften des Trägers maßgeblich bestimmen. Der Formkörper kann, da er elektrisch isolierend ist, den ersten und zweiten Leiterkörper elektrisch voneinander isolieren. Der Formkörper kann die mechanische Stabilität des Verbundkörpers garantieren. Der Formkörper kann, in Aufsicht auf die erste und/oder zweite Trägerfläche gesehen einen Randbereich aufweisen, der den Leiterkörper, insbesondere den ersten und den zweiten Leiterkörper, umläuft. Zwischen dem ersten und dem zweiten Leiterkörper kann ein Zwischenbereich des Formkörpers angeordnet sein. Über diesen Zwischenbereich können der erste und der zweite Leiterbereich elektrisch voneinander isoliert werden. Der Formkörper kann einstückig ausgeführt sein. Der Formkörper kann über den gesamten Umfangs des Leiterkörpers in Aufsicht auf die erste und/oder zweite Trägerfläche gesehen unmittelbar an den Leiterkörper angrenzen. Die jeweilige Trägerfläche kann eben oder uneben sein. Beispielsweise kann die erste Trägerfläche uneben sein, wobei die Unebenheit bevorzugt vom Formkörper herrührt. Die zweite Trägerfläche kann beispielsweise eben sein.According to at least one embodiment, the carrier has a composite body. The carrier can be formed by the composite body. The composite body can have the electrically conductive conductor body - of course, possibly also the second electrical conductor body, as mentioned above. The composite body has an electrically insulating body, preferably a molded body. The shaped body can be molded onto the conductor body. In particular, a direct interface can be formed between the molded body and the conductor body. Material for the molded body can be made flowable for molding or can already be made available and ready to work subsequently, in particular after the flowable material has flowed onto the conductor body, the flowable material can be solidified again in order to form the shaped body. The shaped body can significantly determine the mechanical properties of the carrier. Since it is electrically insulating, the molded body can electrically isolate the first and second conductor bodies from one another. The shaped body can guarantee the mechanical stability of the composite body. When viewed from above on the first and / or second support surface, the shaped body can have an edge region which runs around the conductor body, in particular the first and the second conductor body. An intermediate region of the shaped body can be arranged between the first and the second conductor body. The first and second conductor areas can be electrically isolated from one another via this intermediate area. The molded body can be made in one piece. The shaped body can directly adjoin the conductor body over the entire circumference of the conductor body when viewed from above on the first and / or second carrier surface. The respective support surface can be flat or uneven. For example, the first support surface can be uneven, the unevenness preferably originating from the molded body. The second support surface can be flat, for example.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Verbundkörper zugstabil ausgebildet. Zugbelastungen können insbesondere durch Kräfte verursacht werden, die in einer Richtung wirken, die entlang der ersten Trägerfläche, der zweiten Trägerfläche vorzugsweise parallel zu dieser, ausgerichtet sind. Die Zugbelastungskraft kann insbesondere senkrecht zu der Grenzfläche zwischen dem Formkörper und dem Leiterkörper gerichtet sein und versuchen, den Formkörper vom Leiterkörper zu lösen. Da der Verbundkörper sowohl einen Leiterkörper als auch den Formkörper umfasst, ist es von besonderem Vorteil, wenn der Verbundkörper zugstabil ausgebildet ist, da der Träger nicht aus einem Teil, sondern aus mehreren, vorzugsweise nacheinander ausgebildeten Teilen besteht oder gebildet ist.According to at least one embodiment, the composite body is designed to be tensile-stable. Tensile loads can in particular be caused by forces which act in a direction which are aligned along the first carrier surface, the second carrier surface, preferably parallel to it. The tensile load force can in particular be directed perpendicular to the interface between the shaped body and the conductor body and attempt to detach the shaped body from the conductor body. Since the composite body comprises both a conductor body and the shaped body, it is of particular advantage if the composite body is designed to be tensile-resistant, since the carrier does not consist or is formed from one part, but from several parts, preferably one after the other.
Die Zugstabilität des Verbundkörpers wird vorzugsweise nur durch die Ausbildung des Leiterkörpers gewährleistet, der hinsichtlich des Formkörpers so ausgebildet ist, dass die Verbindung zwischen Formkörper und Leiterkörper besonders stabil ist.The tensile stability of the composite body is preferably only ensured by the design of the conductor body which, with regard to the shaped body, is designed in such a way that the connection between the shaped body and the conductor body is particularly stable.
Der Leiterkörper kann so ausgebildet sein, dass die Kraft parallel zur ersten und/oder zweiten Trägerfläche, die erforderlich ist, um den Formkörper von dem Leiterkörper zu lösen, pro Flächeneinheit der Kontaktfläche Formkörper/Leiterkörper größer oder gleich 10 MPa, bevorzugt größer oder gleich 50 MPa, besonders bevorzugt größer oder gleich 100 MPa.The conductor body can be designed so that the force parallel to the first and / or second support surface, which is required to detach the molded body from the conductor body, per unit area of the molded body / conductor body contact surface is greater than or equal to 10 MPa, preferably greater than or equal to 50 MPa, particularly preferably greater than or equal to 100 MPa.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Zugfestigkeit der Verbindung zwischen dem Formkörper und dem Leiterkörper, insbesondere für Kräfte, die entlang der ersten Trägerfläche und/oder entlang der zweiten Trägerfläche ausgerichtet sind, erhöht.According to at least one embodiment, the tensile strength of the connection between the molded body and the conductor body is increased, in particular for forces that are aligned along the first carrier surface and / or along the second carrier surface.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Formkörper an den Halbleiterkörper und/oder den Leiterkörper angeformt. Der Halbleiterkörper beziehungsweise Halbleitermaterial für den Halbleiterkörper kann also bereits vorhanden sein, ebenso wie gegebenenfalls ein Leiterkörper, bevor Material für den Formkörper aufgebracht und der Formkörper ausgebildet wird. Der Formkörper kann an eine Seitenfläche des Halbleiterkörpers oder an zwischen dem Halbleiterkörper und dem Formkörper angeordnete Elemente, die zweckmäßigerweise nicht halbleitend sind, wie zum Beispiel eine Stromverteilungsschicht und/oder eine Spiegelschicht, angeformt werden. Der Formkörper kann das Oberflächenprofil, das durch die ihm nachfolgenden Strukturen definiert ist, nachbilden. Dementsprechend kann der Formkörper auf der dem Halbleiterkörper zugewandten Seite uneben ausgebildet sein. Der Leiterkörper ist zweckmäßigerweise vor der Ausbildung des Formkörpers auf dem Halbleitermaterial des Halbleiterkörpers aufgebracht.In accordance with at least one embodiment, the molded body is molded onto the semiconductor body and / or the conductor body. The semiconductor body or semiconductor material for the semiconductor body can therefore already be present, as well as possibly a conductor body, before material for the molded body is applied and the molded body is formed. The shaped body can be molded onto a side surface of the semiconductor body or onto elements which are arranged between the semiconductor body and the shaped body and which are expediently non-semiconducting, such as a current distribution layer and / or a mirror layer. The shaped body can reproduce the surface profile which is defined by the structures following it. Accordingly, the shaped body can be embodied as uneven on the side facing the semiconductor body. The conductor body is expediently applied to the semiconductor material of the semiconductor body prior to the formation of the shaped body.
Der Leiterkörper weist eine erste Körperhauptfläche auf, die dem Halbleiterkörper zugewandt ist. Eine zweite Körperhauptfläche des Leiterkörpers ist von der ersten Körperhauptfläche abgewandt. Der Leiterbereich kann in Aufsicht auf die erste und/oder zweite Körperhauptfläche gesehen eine ausgezeichnete Längsrichtung aufweisen. Vorzugsweise ist der Leiterkörper länglich ausgebildet. Die erste und die zweite Körperhauptfläche sind über mindestens eine Seitenfläche des Leiterkörpers miteinander verbunden. Die erste und die zweite Körperhauptfläche können parallel zueinander ausgerichtet sein oder verlaufen. Bevorzugt wird über die Ausbildung der Seitenfläche die Zugfestigkeit des Verbundkörpers erhöht. Die jeweilige Körperhauptfläche kann eben sein.The conductor body has a first main body surface which faces the semiconductor body. A second main body surface of the conductor body faces away from the first main body surface. When viewed from above on the first and / or second main body surface, the conductor area can have an excellent longitudinal direction. The conductor body is preferably designed to be elongated. The first and the second main body surface are connected to one another via at least one side surface of the conductor body. The first and the second main body surface can be aligned or run parallel to one another. The tensile strength of the composite body is preferably increased via the formation of the side surface. The respective main body surface can be flat.
Die folgenden Ausführungen gelten, wenn auf eine Seitenfläche Bezug genommen ist, für mindestens eine, eine beliebige ausgewählte Mehrzahl, oder alle Seitenflächen des Leiterkörpers, insofern dieser mehrere Seitenflächen aufweist. Weist der Leiterkörper in Aufsicht auf die erste Körperhauptfläche eine ausgezeichnete Längsrichtung und/oder eine längere Seite auf, so gelten die folgenden Ausführungen vorzugsweise für die den Leiterkörper in oder entlang der Längsrichtung begrenzende Seitenfläche. Sind zwei Leiterkörper vorgesehen, so gelten die Ausführungen bevorzugt zumindest für eine Seitenfläche des einen Leiterkörpers, die dem anderen Leiterkörper zugewandt ist, vorzugsweise für die beiden einander zugewandte Seitenflächen der Leiterkörper. Weiterhin können die Ausführungen zur Seitenfläche alternativ oder ergänzend auch für einen Flächenbereich gelten, in dem die Seitenfläche des ersten Leiterkörpers die dem ersten Leiterkörper zugewandte Seitenfläche des zweiten Leiterkörpers überdeckt und/oder umgekehrt. Die jeweilige Seitenfläche des Leiterkörpers kann eben, gekrümmt - konvex oder konkav - und/oder strukturiert ausgeführt sein. Die jeweilige Seitenfläche kann schräg oder senkrecht zur ersten Körperhauptfläche, zweiten Körperhauptfläche, ersten Trägerfläche und/oder zweiten Trägerfläche verlaufen. Schräg bedeutet vorzugsweise weder senkrecht noch parallel.When reference is made to a side surface, the following statements apply to at least one, any selected plurality, or all side surfaces of the conductor body, insofar as the latter has a plurality of side surfaces. If the conductor body has an excellent longitudinal direction and / or a longer side in a plan view of the first main body surface, the following statements preferably apply to the side surface delimiting the conductor body in or along the longitudinal direction. If two conductor bodies are provided, the statements preferably apply to at least one side surface of the one conductor body which faces the other conductor body, preferably to the two side surfaces of the conductor bodies facing one another. Furthermore, the statements on the side surface can alternatively or additionally also apply to a surface area in which the side surface of the first conductor body covers the side surface of the second conductor body facing the first conductor body and / or vice versa. The respective side surface of the conductor body can be designed to be flat, curved - convex or concave - and / or structured. The respective side surface can run obliquely or perpendicular to the first main body surface, second main body surface, first support surface and / or second support surface. Oblique preferably means neither perpendicular nor parallel.
Es hat sich bei betriebsinternen Tests herausgestellt, dass Träger mit Verbundkörpern mit zwei Leiterkörpern und einem Formkörper vorzugsweise dort reißen oder brechen, wo die Oberfläche des ersten Leiterkörpers derjenigen des zweiten Leiterkörpers zugewandt ist. Dementsprechend ist eine Ausbildung der Seitenfläche des Leiterkörpers zur Erhöhung der Zugfestigkeit in diesem Bereich besonders vorteilhaft aber nicht notwendigerweise auf diesen Bereich begrenzt.In-house tests have shown that carriers with composite bodies with two conductor bodies and one shaped body preferably tear or break where the surface of the first conductor body faces that of the second conductor body. Accordingly, a design of the side surface of the conductor body to increase the tensile strength in this area is particularly advantageous, but not necessarily limited to this area.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Leiterkörper zur Erhöhung der, vorzugsweise haftvermittelnden, Kontaktfläche zwischen dem Leiterkörper und dem Formkörper ausgebildet. Die Kontaktfläche kann beispielsweise dadurch erhöht werden, dass der Flächeninhalt der Seitenfläche vergrößert wird, beispielsweise durch Schrägstellen der Seitenfläche und/oder durch strukturierte Ausführung der Seitenfläche. Alternativ oder ergänzend kann der Leiterkörper von dem Formkörper durchformt sein, sodass sich der Formkörper in Aufsicht gesehen von einer Seite des Leiterkörpers durch den Leiterkörper hindurch bis zur anderen Seite des Leiterkörpers erstreckt, sodass eine durchgehende Querstrebe des Formkörpers ausgebildet ist, die sich in Aufsicht auf die erste und/oder zweite Trägerfläche gesehen über den Bereich des Leiterkörpers erstreckt. Beispielsweise kann eine Querstrebe des Formkörpers von einer Seite des ersten Leiterbereichs gesehen über den vom ersten Leiterbereich überdeckten Bereich bis zum Zwischenbereich verlaufen. Die Querstrebe kann sich vom Zwischenbereich ausgehend, insbesondere entlang einer geraden Linie, über den Bereich des zweiten Leiterkörpers fortsetzen und auf dessen vom Zwischenbereich abgewandter Seite wieder mit dem Randbereich des Formkörpers verbunden sein. Weiterhin kann zwischen einer der zweiten Trägerfläche zugewandten Seite des Leiterkörpers und der zweiten Trägerfläche ein Teilbereich des Formkörpers angeordnet sein.According to at least one embodiment, the conductor body is designed to increase the, preferably adhesion-promoting, contact surface between the conductor body and the molded body. The contact surface can be increased, for example, by increasing the surface area of the side surface, for example by inclining the side surface and / or by structuring the side surface. Alternatively or in addition, the conductor body can be shaped through by the shaped body, so that the shaped body, seen in plan view, extends from one side of the conductor body through the conductor body to the other side of the conductor body, so that a continuous transverse strut of the shaped body is formed, which extends in plan view the first and / or second support surface extends over the area of the conductor body as seen. For example, a transverse strut of the shaped body, viewed from one side of the first conductor area, can extend over the area covered by the first conductor area to the intermediate area. Starting from the intermediate area, the cross strut can continue over the area of the second conductor body, in particular along a straight line, and can be connected again to the edge area of the molded body on its side facing away from the intermediate area. Furthermore, a partial area of the shaped body can be arranged between a side of the conductor body facing the second carrier surface and the second carrier surface.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Halbleiterchip zur elektrischen Kontaktierung seitens der zweiten Trägerfläche ausgebildet. Hierzu liegt die zweite Körperhauptfläche des ersten Leiterkörpers und/oder die zweite Körperhauptfläche des zweiten Leiterkörpers zweckmäßigerweise seitens der zweiten Trägerfläche frei. Die jeweilige Körperhauptfläche kann zur elektrisch leitfähigen Verbindung mit elektrisch leitendem Material, beispielsweise einem Lot, vorgesehen sein. Die jeweilige Körperhauptfläche kann zur elektrischen Verbindung mit einem externen Anschlussleiter, etwa einer Leiterbahn einer Leiterplatte, vorgesehen sein.In accordance with at least one embodiment, the semiconductor chip is designed for electrical contacting on the part of the second carrier surface. For this purpose, the second main body surface of the first conductor body and / or the second main body surface of the second conductor body is expediently exposed on the part of the second carrier surface. The respective main body surface can be provided for an electrically conductive connection to an electrically conductive material, for example a solder. The respective main body surface can be provided for electrical connection to an external connection conductor, for example a conductor track on a printed circuit board.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist eines, eine beliebig ausgewählte Mehrzahl oder weisen alle der folgenden Elemente eine Dicke auf, die kleiner oder gleich 300 µm, bevorzugt kleiner oder gleich 250 µm, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 200 µm, zum Beispiel kleiner oder gleich 150 µm oder kleiner oder gleich 100 µm ist: Träger, Verbundkörper, Leiterkörper, Formkörper.According to at least one embodiment, one, an arbitrarily selected plurality, or all of the following elements have a thickness that is less than or equal to 300 μm, preferably less than or equal to 250 μm, particularly preferably less than or equal to 200 μm, for example less than or equal to 150 μm or less than or equal to 100 µm: carrier, composite body, conductor body, shaped body.
Als Dicke kann hier und im Folgenden im Zweifel die maximale, die minimale oder ein Mittelwert der Dicke des jeweiligen Elements, beispielsweise der arithmetische oder geometrische Mittelwert zwischen maximaler und minimaler Dicke, herangezogen werden.In case of doubt, the maximum, the minimum or an average value of the thickness of the respective element, for example the arithmetic or geometric average between the maximum and minimum thickness, can be used as the thickness here and below.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform überdeckt die erste Körperhauptfläche die zweite Körperhauptfläche, insbesondere in Aufsicht auf die jeweilige Körperhauptfläche und/oder die erste oder die zweite Trägerfläche gesehen, vollständig und/oder umgekehrt.According to at least one embodiment, the first main body surface completely and / or vice versa covers the second main body surface, in particular when viewed from above on the respective main body surface and / or the first or the second carrier surface.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Flächeninhalt der ersten Körperhauptfläche größer als der Flächeninhalt der zweiten Körperhauptfläche oder umgekehrt. Eine größere erste Körperhauptfläche bietet den Vorteil, dass die dem Halbleiterkörper zugewandte Fläche groß ist und somit eine im Betrieb des Halbleiterchips entstehende Verlustwärme von einer großen, thermisch gut leitenden Fläche des Leiterkörpers aufgenommen werden kann. Ein großer Flächeninhalt seitens der zweiten Körperhauptfläche, die zweckmäßigerweise seitens der zweiten Trägerfläche freiliegt, gestattet eine gute elektrische Anschließbarkeit des Halbleiterchips auf der Seite der zweiten Trägerfläche, da eine große Fläche zur Kontaktierung bereitgestellt ist.According to at least one embodiment, the surface area of the first main body surface is greater than the surface area of the second main body surface or vice versa. A larger first main body surface offers the advantage that the surface facing the semiconductor body is large and thus a heat loss that occurs during operation of the semiconductor chip can be absorbed by a large, thermally highly conductive surface of the conductor body. A large area on the part of the second main body area, which is expediently exposed on the part of the second carrier area, allows good electrical connectivity of the semiconductor chip on the side of the second carrier area, since a large area is provided for contacting.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Leiterkörper derart ausgebildet, dass sich der Leiterkörper im Querschnitt gesehen ausgehend von der ersten Körperhauptfläche in Richtung der zweiten Körperhauptfläche verjüngt oder vergrößert. Dementsprechend kann sich eine Querabmessung des Leiterkörpers von der ersten Körperhauptfläche verringern oder vergrößern. Die Verringerung, Verjüngung oder Vergrößerung kann kontinuierlich, gleichmäßig, monoton und/oder durchgehend sein.According to at least one embodiment, the conductor body is designed in such a way that the conductor body, viewed in cross section, tapers or enlarges starting from the first main body surface in the direction of the second main body surface. Accordingly, a transverse dimension of the conductor body from the first main body surface can decrease or increase. The reduction, tapering or enlargement can be continuous, uniform, monotonous and / or continuous.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Seitenfläche oder eine Haupterstreckungsrichtung der Seitenfläche schräg relativ zur ersten Trägerfläche, zur ersten Körperhauptfläche, zur zweiten Trägerfläche und/oder zur zweiten Körperhauptfläche ausgerichtet. Durch die schräge Ausrichtung kann die Oberfläche der Seitenfläche verglichen mit einer senkrecht zu den vorzugsweise parallel ausgerichteten beiden Körperhauptflächen, verlaufenden Seitenfläche vergrößert werden. Wegen der durch die vergrößerte Oberfläche vergrößerten Kontaktfläche zum Formkörper kann auch die Zugfestigkeit des Verbundkörpers verbessert werden.According to at least one embodiment, the side surface or a main direction of extent of the side surface is oriented obliquely relative to the first carrier surface, to the first main body surface, to the second carrier surface and / or to the second main body surface. As a result of the inclined alignment, the surface of the side face can be enlarged compared with a side face running perpendicular to the two main body faces, which are preferably aligned in parallel. The tensile strength of the composite body can also be improved because of the increased surface area of contact with the molded body.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Seitenfläche, zum Beispiel in Aufsicht auf eine der Trägerflächen und/oder im Querschnitt entlang der Dickenrichtung des Leiterkörpers gesehen, einen oder mehrere Hinterschnitte auf. Alternativ kann die Seitenfläche hinterschneidungsfrei ausgebildet sein. Eine Ausbildung mit Hinterschnitt bietet den Vorteil, dass sich im Bereich des jeweiligen Hinterschnitts eine Widerlagerfläche des Leiterkörpers für den Formkörper ergeben kann. Die jeweilige Widerlagerfläche wirkt bevorzugt als Widerlagerfläche in lateraler Richtung also insbesondere in Zugrichtung. Die jeweilige Widerlagerfläche kann die Zugstabilität signifikant erhöhen.According to at least one embodiment, the side surface has one or more undercuts, for example in a plan view of one of the carrier surfaces and / or in cross section along the thickness direction of the conductor body. Alternatively, the side surface can be designed without undercuts. A design with an undercut offers the advantage that an abutment surface of the conductor body for the shaped body can result in the area of the respective undercut. The respective abutment surface preferably acts as an abutment surface in the lateral direction, that is to say in particular in the pulling direction. The respective abutment surface can significantly increase the tensile stability.
Ausgehend von einer Grenzfläche zwischen Formkörper und Leiterkörper kann in einer Richtung parallel zur ersten und/oder zweiten Trägerfläche beziehungsweise parallel zur ersten und/oder zweiten Körperhauptfläche, folgende Abfolge gegeben sein: Teilbereich des Formkörpers, Teilbereich des Leiterkörpers, Teilbereich des Formkörpers. Mit anderen Worten ausgedrückt kann in dem Leiterkörper ein Widerlagerbereich ausgebildet sein, der eine dem verbleibenden Teil des Leiterkörpers zugewandte Widerlagerfläche aufweist. Zwischen der Widerlagerfläche und dem verbleibenden Teil des Leiterkörpers kann ein Teilbereich des Formkörpers angeordnet sein. Der Formkörper kann an die Widerlagerfläche angeformt sein. Mittels der Hinterschnitte kann eine formschlüssige Verbindung zwischen Leiterkörper und Formkörper realisiert sein. Diese unterstützt vorzugsweise die kraftschlüssige Haftverbindung zwischen dem Formkörper und dem Leiterkörper. Ist die Seitenfläche hinterschneidungsfrei ausgeführt, so gibt es zweckmäßigerweise keine Widerlagerbereiche.Starting from an interface between the molded body and the conductor body, the following sequence can be given in a direction parallel to the first and / or second carrier surface or parallel to the first and / or second main body surface: partial area of the molded body, partial area of the conductor body, partial area of the molded body. In other words, an abutment area can be formed in the conductor body which has an abutment surface facing the remaining part of the conductor body. A partial area of the shaped body can be arranged between the abutment surface and the remaining part of the conductor body. The shaped body can be molded onto the abutment surface. A form-fitting connection between the conductor body and the molded body can be implemented by means of the undercuts. This preferably supports the force-fit adhesive connection between the molded body and the conductor body. If the side surface is designed without undercuts, then there are expediently no abutment areas.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Leiterkörper mit dem Formkörper formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbunden. Der Leiterkörper kann mit dem Formkörper nur kraftschlüssig oder nur formschlüssig oder aber über eine Kombination aus formschlüssiger und kraftschlüssiger Verbindung verbunden sein.According to at least one embodiment, the conductor body is positively and / or non-positively connected to the molded body. The conductor body can only be connected to the molded body with a force fit or only with a form fit or via a combination of a form fit and a force fit connection.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Seitenfläche mit einer Oberflächenstruktur versehen. Die Oberflächenstruktur kann Hinterschnitte aufweisen oder hinterschneidungsfrei ausgebildet sein. Die Oberflächenstruktur kann durch eines oder eine Mehrzahl von Strukturelementen gebildet sein. Der Querschnitt der Strukturelemente kann sich in Dickenrichtung, zum Beispiel senkrecht zur ersten Trägerfläche, zur zweiten Trägerfläche, zur ersten Körperhauptfläche und/oder zur zweiten Körperhauptfläche, ändern oder aber in Dickenrichtung konstant sein. Die Strukturelemente können entlang der Seitenfläche gesehen gleichmäßig verteilt sein. Das jeweilige Strukturelement kann durch eine Ausbuchtung oder Einbuchtung des Leiterkörpers gebildet sein. Die Strukturelemente können laterale und/oder vertikale Aus- oder Einbuchtungen aufweisen. Das jeweilige Strukturelement ist bevorzugt derart ausgebildet, dass es mit dem für die Bildung des Formkörpers vorgesehenen Material, beispielsweise einer fließfähigen Formmasse, einformbar oder umformbar ist.According to at least one embodiment, the side face is provided with a surface structure. The surface structure can have undercuts or be designed without undercuts. The surface structure can be formed by one or a plurality of structural elements. The cross section of the structural elements can change in the thickness direction, for example perpendicular to the first carrier surface, to the second carrier surface, to the first main body surface and / or to the second main body surface, or it can be constant in the thickness direction. The structural elements can be evenly distributed as seen along the side surface. The respective structural element can be formed by a bulge or indentation of the conductor body. The structural elements can have lateral and / or vertical bulges or indentations. The respective structural element is preferably designed in such a way that it can be molded or deformed with the material provided for the formation of the molded body, for example a flowable molding compound.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Oberflächenstruktur entlang der Seitenfläche gesehen auf dem Weg von der ersten Körperhauptfläche zur zweiten Körperhauptfläche gleichförmig. Bei einer gleichförmigen Oberflächenstruktur, insbesondere über den gesamten Verlauf von der ersten zur zweiten Körperhauptfläche, kann der Leiterkörper so ausgebildet sein, dass der Querschnitt des Leiterkörpers in Dickenrichtung gleich bleibt, sich also vorzugsweise nicht in Flächeninhalt und/oder Form verändert. Eine gleichförmige Oberflächenstruktur kann sich beispielsweise durch eine Aufsicht auf die erste Körperhauptfläche ausgebildete kammartige, beispielsweise sägezahnartige, Struktur der Seitenfläche ergeben. Eine gleichförmige Oberflächenstruktur hat den Vorteil, dass sie auf einfache Weise mittels einer Maske verwirklicht werden kann, beispielsweise indem die Maske mit der Struktur für die Seitenfläche gefertigt und nachfolgend der Leiterkörper unter Benutzung dieser Maske, beispielsweise galvanisch, abgeschieden wird.According to at least one embodiment, the surface structure, viewed along the side surface, is uniform on the way from the first main body surface to the second main body surface. In the case of a uniform surface structure, in particular over the entire course from the first to the second main body surface, the conductor body can be designed in such a way that the cross section of the conductor body remains the same in the thickness direction, i.e. preferably does not change in area and / or shape. A uniform surface structure can result, for example, from a top view of the first main body surface, a comb-like, for example sawtooth-like, structure of the side surface. A uniform surface structure has the advantage that it can be implemented in a simple manner by means of a mask, for example by producing the mask with the structure for the side surface and then depositing the conductor body using this mask, for example by electroplating.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ändert sich die Oberflächenstruktur entlang der Seitenfläche gesehen auf dem Weg von der ersten Körperhauptfläche zur zweiten Körperhauptfläche.According to at least one embodiment, the surface structure changes on the way from the first main body surface to the second main body surface, as seen along the side surface.
Ändert sich die Oberflächenstruktur entlang der Seitenfläche gesehen, kann sich der Querschnitt in Dickenrichtung, zum Beispiel hinsichtlich Form und/oder Flächeninhalt, ändern. Die Änderung kann kontinuierlich oder diskontinuierlich sein. Eine diskontinuierliche Änderung kann durch eine in Dickenrichtung alternierende Abfolge von Bereichen unterschiedlicher Form und/oder unterschiedlichen Flächeninhalts verwirklicht sein. Eine sich in Dickenrichtung diskontinuierlich ändernde Oberflächenstruktur kann durch eine im Querschnitt senkrecht zur ersten Körperhauptfläche gesehen kammartige Ausbildung der Seitenfläche gebildet sein. Bei einer kontinuierlichen Änderung der Oberflächenstruktur kann sich die Querschnittsfläche in Dickenrichtung - zum Beispiel von der ersten Körperhauptfläche weg gesehen - durchgehend vergrößern oder verkleinern.If the surface structure changes, seen along the side face, the cross section can change in the direction of thickness, for example in terms of shape and / or surface area. The change can be continuous or discontinuous. A discontinuous change can be realized by a sequence of areas of different shape and / or different surface area which alternates in the direction of thickness. A surface structure that changes discontinuously in the direction of thickness can be formed by a comb-like formation of the side surface, seen in cross section perpendicular to the first main body surface. In the case of a continuous change in the surface structure, the cross-sectional area in the direction of the thickness - for example, viewed away from the first main body surface - can continuously increase or decrease.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist eine Oberfläche A der Seitenfläche größer als die Dicke d des Leiterkörpers multipliziert mit einer der folgenden Größen:
- - B, wobei B eine Abmessung, zum Beispiel eine maximale Längsabmessung, etwa die Länge, der ersten Körperhauptfläche oder der zweiten Körperhauptfläche bezeichnet, und/oder
- - C, wobei C den halben Umfang der ersten oder zweiten Körperhauptfläche bezeichnet.
- - B, where B denotes a dimension, for example a maximum longitudinal dimension, for example the length, of the first main body surface or the second main body surface, and / or
- - C, where C denotes half the circumference of the first or second main body surface.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist O der Flächeninhalt des Bereichs, in dem sich die einander zugewandten Seitenflächen des ersten und des zweiten Leiterkörpers gegenseitig überdecken und es gilt, dass O größer ist als B*d und/oder C*d. O kann kleiner oder gleich dem Flächeninhalt A der Seitenfläche des ersten Leiterkörpers und/oder kleiner oder gleich dem Flächeninhalt A der Seitenfläche des zweiten Leiterkörpers sein.According to at least one embodiment, O is the surface area of the area in which the mutually facing side surfaces of the first and second conductor bodies overlap and O is greater than B * d and / or C * d. O can be less than or equal to the area A of the side surface of the first conductor body and / or less than or equal to the area A of the side surface of the second conductor body.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform gilt:
- - A/(B*d) ≥ 1,20 oder ≥ 1,30, besonders bevorzugt ≥ 1,40, zum Beispiel ≥ 1,50, ≥ 1,80, ≥ 1,90 oder ≥ 2,00, und/oder
- - A/(C*d) ≥ 1,20 oder ≥ 1,30, besonders bevorzugt ≥ 1,40, zum Beispiel ≥ 1,50, ≥ 1,80, ≥ 1,90 oder ≥ 2,00.
- - A / (B * d) ≥ 1.20 or ≥ 1.30, particularly preferably ≥ 1.40, for example ≥ 1.50, ≥ 1.80, ≥ 1.90 or ≥ 2.00, and / or
- - A / (C * d) ≥ 1.20 or ≥ 1.30, particularly preferably ≥ 1.40, for example ≥ 1.50, ≥ 1.80, ≥ 1.90 or ≥ 2.00.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform gilt:
- - O/(B*d) ≥ 1,05, bevorzugt ≥ 1,10, ≥ 1,20 oder ≥ 1,30, besonders bevorzugt ≥ 1,40, zum Beispiel ≥ 1,50, ≥ 1,80, ≥ 1,90 oder ≥ 2,00, und/oder
- - O/(C*d) ≥ 1,05, bevorzugt ≥ 1,10, ≥ 1,20 oder ≥ 1,30, besonders bevorzugt ≥ 1,40, zum Beispiel ≥ 1,50, ≥ 1,80, ≥ 1,90 oder ≥ 2,00.
- - O / (B * d) ≥ 1.05, preferably ≥ 1.10, ≥ 1.20 or ≥ 1.30, particularly preferably ≥ 1.40, for example ≥ 1.50, ≥ 1.80, ≥ 1 , 90 or ≥ 2.00, and / or
- - O / (C * d) ≥ 1.05, preferably ≥ 1.10, ≥ 1.20 or ≥ 1.30, particularly preferably ≥ 1.40, for example ≥ 1.50, ≥ 1.80, ≥ 1 , 90 or ≥ 2.00.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist ein Teilbereich des Formkörpers ein Verbindungsbereich, der in Aufsicht auf die erste oder zweite Trägerfläche gesehen von einer Seite des Leiterkörpers über einen von dem Leiterkörper in der Aufsicht auf die erste und/oder zweite Körperhauptfläche überdeckten Bereich bis zu einer anderen Seite des Leiterkörpers verläuft. Hierbei können Querstreben durch den Leiterkörper ausgebildet werden. Der Verbindungsbereich kann in Umfangsrichtung, also azimutal zu seiner Erstreckungsrichtung gesehen, nur teilweise - zum Beispiel, wenn der Verbindungsbereich einen Teilbereich einer der Trägerflächen bildet - oder vollständig - zum Beispiel wenn der Verbindungsbereich den Leiterkörper im Inneren des Trägers durchformt oder durchdringt - vom Leiterkörper umgeben sein. Es kann also eine Seite oder keine Seite des Verbindungsbereichs freiliegen. Die freiliegende Seite kann beispielsweise ein Teilbereich der zweiten Trägerfläche sein. Der Verbindungsbereich kann quer zur, insbesondere als Querstrebe, oder entlang der, insbesondere als Längsstrebe, ausgezeichneten Längsrichtung des Leiterkörpers verlaufen. Beispielsweise verläuft der Verbindungsbereich senkrecht zur Längsrichtung. Es hat sich herausgestellt, dass Träger mit einem Verbundkörper vorzugsweise entlang einer Längsrichtung des Leiterkörpers brechen, sodass eine zusätzliche Querverstrebung wie beschrieben besonders vorteilhaft ist. Eine Längsverstrebung ist jedoch auch schon vorteilhaft. According to at least one embodiment, a partial area of the molded body is a connection area which, viewed from one side of the conductor body, viewed from one side of the conductor body in a plan view of the first and / or second main body surface, extends to another side of the conductor body runs. In this case, cross struts can be formed through the conductor body. The connection area can only partially - for example if the connection area forms a partial area of one of the carrier surfaces - or completely - for example if the connection area forms or penetrates the conductor body inside the carrier - surrounded by the conductor body in the circumferential direction, i.e. azimuthally to its direction of extension be. One side or neither side of the connection area can therefore be exposed. The exposed side can, for example, be a partial area of the second carrier surface. The connection area can run transversely to, in particular as a transverse strut, or along the, in particular as a longitudinal strut, defined longitudinal direction of the conductor body. For example, the connection area runs perpendicular to the longitudinal direction. It has been found that carriers with a composite body preferably break along a longitudinal direction of the conductor body, so that an additional cross bracing as described is particularly advantageous. However, a longitudinal strut is also advantageous.
Weist der Träger zwei Leiterkörper auf, so erstreckt sich ein erster Verbindungsbereich vorzugsweise in Aufsicht über den ersten Leiterkörper und ein weiterer Verbindungsbereich über den zweiten Leiterkörper. Vorzugsweise sind Verbindungsbereiche über den ersten und den zweiten Leiterbereich aneinander ausgerichtet. Zum Beispiel setzt der weitere Verbindungsbereich den ersten Verbindungsbereich, vorzugsweise geradlinig, fort.If the carrier has two conductor bodies, a first connection area extends, preferably in plan view, over the first conductor body and a further connection area extends over the second conductor body. Connection areas are preferably aligned with one another via the first and second conductor areas. For example, the further connection area continues the first connection area, preferably in a straight line.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform überragt der Formkörper den Leiterkörper auf der Seite des Halbleiterkörpers in einem Teilbereich.In accordance with at least one embodiment, the molded body projects beyond the conductor body on the side of the semiconductor body in a partial area.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Halbleiterkörper epitaktisch gewachsen und der Halbleiterchip ist aufwachssubstratlos, das heißt frei von dem Substrat, auf dem der Halbleiterkörper epitaktisch gewachsen wurde. Dementsprechend unterliegt der Träger nicht den vergleichsweise strengen Anforderungen, die an ein Aufwachssubstrat gestellt werden.In accordance with at least one embodiment, the semiconductor body has grown epitaxially and the semiconductor chip has no growth substrate, that is to say free of the substrate on which the semiconductor body was epitaxially grown. Accordingly, the carrier is not subject to the comparatively strict requirements that are placed on a growth substrate.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist mittels der vom Halbleiterkörper abgewandten Seite des Leiterkörpers eine Anschlussfläche des Halbleiterchips gebildet. Die zweite Körperhauptfläche des ersten Leiterkörpers und die zweite Körperhauptfläche des zweiten Leiterkörpers sind bereichsweise oder vollständig vom Halbleiterkörper überdeckt. Die Anschlussfläche kann also unterhalb des Halbleiterkörpers angeordnet sein.In accordance with at least one embodiment, a connection area of the semiconductor chip is formed by means of the side of the conductor body facing away from the semiconductor body. The second main body surface of the first conductor body and the second main body surface of the second conductor body are partially or completely covered by the semiconductor body. The connection area can therefore be arranged below the semiconductor body.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Leiterkörper eine Mehrzahl von innerhalb des Trägers elektrisch voneinander getrennten Teilbereichen auf. Die Teilbereiche des Leiterkörpers sind bevorzugt jeweils mit dem aktiven Bereich elektrisch leitfähig verbunden. Zwischen zwei benachbarten Teilbereichen des Leiterköpers kann jeweils ein Bereich des Formkörpers angeordnet sein. Dadurch kann eine oder eine Mehrzahl von Streben - zum Beispiel Quer- und/oder Längsstreben - gebildet werden, die sich von einer Seite des ersten Leiterkörpers zwischen zwei Teilbereichen bis zu einer anderen Seite des Leiterkörpers erstrecken. Die jeweilige Strebe kann sich vom Zwischenbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Leiterkörper ausgehend zwischen zwei Teilbereichen des zweiten Leiterkörpers erstrecken. In Dickenrichtung können diese Streben ununterbrochen von der ersten Trägerfläche zur zweiten Trägerfläche verlaufen. Vorzugsweise sind Streben zwischen Teilbereichen des ersten und zweiten Leiterkörpers aneinander ausgerichtet oder versetzt zueinander angeordnet. Bei der Ausrichtung der Streben durch verschiedene Leiterkörper aneinander kann ein durchgehender Formkörperbereich gebildet sein. Ein durchgehender Formkörperbereich erhöht zwar die Stabilität gegen Brüche oder Risse in einer Richtung, kann aber gleichzeitig die Gefahr von Brüchen oder Rissen in einer anderen Richtung, beispielsweise senkrecht zur erstgenannten Richtung, erhöhen. Letztere Bruch- oder Rissgefahr kann bei einer versetzten Anordnung der Streben durch verschiedene Leiterkörper verringert werden. Die Anzahl von Teilbereichen des ersten Leiterkörpers und des zweiten Leiterkörpers kann verschieden sein.According to at least one embodiment, the conductor body has a plurality of subregions that are electrically separated from one another within the carrier. The partial areas of the conductor body are preferably each with the active area electrically conductively connected. A region of the shaped body can be arranged between two adjacent partial regions of the conductor body. As a result, one or a plurality of struts - for example transverse and / or longitudinal struts - can be formed which extend from one side of the first conductor body between two partial areas to another side of the conductor body. The respective strut can extend from the intermediate area between the first and the second conductor body between two partial areas of the second conductor body. In the direction of the thickness, these struts can run uninterruptedly from the first carrier surface to the second carrier surface. Struts are preferably aligned with one another or offset from one another between partial regions of the first and second conductor bodies. When the struts are aligned with one another by means of different conductor bodies, a continuous molded body region can be formed. A continuous molded body area increases the stability against breaks or cracks in one direction, but can at the same time increase the risk of breaks or cracks in another direction, for example perpendicular to the first-mentioned direction. The latter risk of breakage or cracks can be reduced with an offset arrangement of the struts by using different conductor bodies. The number of partial areas of the first conductor body and of the second conductor body can be different.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Leiterkörper einteilig ausgebildet. In diesem Fall weist er keine Mehrzahl von Teilbereichen auf.According to at least one embodiment, the conductor body is designed in one piece. In this case, it does not have a plurality of partial areas.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung ist nachstehend wiedergegeben:
- Optoelektronischer Halbleiterchip mit einem Halbleiterkörper, der einen aktiven Bereich aufweist, und einem Träger mit einer ersten Trägerfläche, auf der der Halbleiterkörper angeordnet ist, und einer zweiten Trägerfläche auf der vom Halbleiterkörper abgewandten Seite, wobei der Träger einen Verbundkörper aufweist, der zumindest einen elektrisch leifähigen Leiterkörper und zumindest einen elektrisch isolierenden Formkörper aufweist, wobei sich der Leiterkörper von der ersten Trägerfläche bis zur zweiten Trägerfläche erstreckt und elektrisch leitend mit dem aktiven Bereich verbunden ist.
- Optoelectronic semiconductor chip with a semiconductor body having an active region and a carrier with a first carrier surface on which the semiconductor body is arranged and a second carrier surface on the side facing away from the semiconductor body, the carrier having a composite body which has at least one electrically conductive Has conductor body and at least one electrically insulating molded body, wherein the conductor body extends from the first carrier surface to the second carrier surface and is electrically conductively connected to the active region.
Merkmale, die im Zusammenhang mit verschiedenen Ausführungsformen oder Ausgestaltungen beschrieben sind, können selbstverständlich miteinander und auch mit im Folgenden beschriebenen Merkmalen kombiniert werden.Features that are described in connection with various embodiments or configurations can of course be combined with one another and also with features described below.
Weitere Vorteile, Merkmale und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung der Beispiele in Verbindung mit den Figuren.
-
1A und1B zeigen ein Beispiel eines Halbleiterchips anhand einer schematischen Aufsicht (1A) und einer schematischen Schnittansicht (1B) . -
2A und2B illustrieren eine Situation mechanischer Belastung für den Halbleiterchip gemäß den1A und1B . -
3 bis 11 ,13A ,13B , und14 bis16 zeigen Ausführungsbeispiele für Halbleiterchips anhand schematischer Aufsichten (3 bis 5 ,13A und13B) oder schematischer Schnittansichten (6 bis 11 und14 bis16 ). -
12 zeigt anhand einer detaillierteren schematischen Schnittansicht ein Ausführungsbeispiel für einen Halbleiterkörper der Halbleiterchips aus den vorhergehenden Figuren und dessen Verbindung zum Träger.
-
1A and1B show an example of a semiconductor chip based on a schematic plan view (1A) and a schematic sectional view (1B) . -
2A and2 B illustrate a situation of mechanical stress for the semiconductor chip according to FIG1A and1B . -
3 to11 ,13A ,13B , and14th to16 show exemplary embodiments for semiconductor chips on the basis of schematic top views (3 to5 ,13A and13B) or schematic sectional views (6th to11 and14th to16 ). -
12th shows an exemplary embodiment of a semiconductor body of the semiconductor chips from the preceding figures and its connection to the carrier on the basis of a more detailed schematic sectional view.
Gleiche, gleichartige und gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die dargestellten Elemente sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu dargestellt. Vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.Identical, identical and identically acting elements are provided with the same reference symbols in the figures. The elements shown are not necessarily shown to scale. Rather, individual elements can be exaggerated for a better understanding.
Der Halbleiterchip
Der Träger
Der jeweilige Leiterkörper
Der Halbleiterkörper
Wie in der Aufsicht in
Der Träger
Der Randbereich
Da die beiden externen Anschlussflächen als Oberflächen des ersten und zweiten Leiterkörpers auf der vom Halbleiterkörper
Im Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von Halbleiterchips beschrieben, das bevorzugt für den oben und im Folgenden näher beschriebenen Halbleiterchip eingesetzt wird. Merkmale, die im Zusammenhang mit dem Halbleiterchip beschrieben sind, können sich damit auch auf das Verfahren beziehen und umgekehrt.A method for producing a plurality of semiconductor chips is described below, which method is preferably used for the semiconductor chip described in more detail above and below. Features that are described in connection with the semiconductor chip can thus also relate to the method and vice versa.
Zunächst wird eine Halbleiterschichtenfolge für die Halbleiterkörper
Vor dem Vereinzeln wird zweckmäßigerweise das Substrat abgedünnt oder bereichsweise oder vollständig entfernt.Before the separation, the substrate is expediently thinned or partially or completely removed.
Die
Die Haltevorrichtung 29 kann beispielsweise durch eine Düse realisiert sein, die den Halbleiterchip
Im Folgenden werden Maßnahmen vorgeschlagen, wie die Zugstabilität des Trägers
Die Zugstabilität kann beispielsweise dadurch erhöht werden, dass die Kontaktfläche oder Haftfläche, also die Fläche zwischen dem Formkörper
Die Kontakt- bzw. Haftfläche ist bevorzugt vergrößert gegenüber einem Träger, der Leiterkörper der gleichen Dicke und/oder einen Formkörper der gleichen Dicke, aufweist, wie der zugstabilisierte Träger. Der Träger muss hinsichtlich der Abmessungen vorzugsweise nicht geändert werden. Die Kontaktfläche zwischen Formkörper und dem jeweiligen Leiterkörper kann gegenüber einem quaderförmigen oder würfelförmigen Leiterkörper, etwa wie in den
Wie weiter oben schon erwähnt, treten initiale Bruchstellen des Trägers
Natürlich können sich die unten beschriebenen Maßnahmen, auch wenn sie getrennt voneinander beschrieben sind, ergänzen, insofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen.Of course, the measures described below can complement each other, even if they are described separately, provided they are not mutually exclusive.
In den
Gemäß
Die Struktur in
In
Die Oberflächenstruktur in den
In dem Ausführungsbeispiel gemäß
Die Leiterkörper
Bei der Struktur gemäß
Dieser halbleiterkörperferne Bereich des Leiterkörpers kann mittels einer weiteren Maske definiert werden, wobei die Maske, die die Ausnehmung definiert vorzugsweise noch nicht entfernt wird, um zu verhindern, dass Leitermaterial in die eigentlich für den Verbindungsbereich vorgesehene Ausnehmung gelangt. Alternativ kann die die Ausnehmung definierende Maskenstruktur überformt werden, um den halbleiterkörperfernen Bereich auszubilden. In diesem Fall ist keine weitere Maske erforderlich.This area of the conductor body remote from the semiconductor body can be defined by means of a further mask, the mask that defines the recess preferably not yet being removed in order to prevent conductor material from getting into the recess actually provided for the connection area. Alternatively, the mask structure defining the recess can be overmolded in order to form the area remote from the semiconductor body. In this case, no further mask is required.
Nach dem Entfernen der letzten im Verfahren benutzten Maske können die von der Maske und dem Leitermaterial des jeweiligen Leiterkörpers freien Bereiche - diese umfassen die Verbindungsbereiche 33 - mit der Masse für den Formkörper befüllt werden.After the last mask used in the process has been removed, the areas free of the mask and the conductor material of the respective conductor body - these include the connecting areas 33 - can be filled with the compound for the molded body.
Verbindungsbereiche
Den Ausführungsbeispielen gemäß den
In dem Ausführungsbeispiel gemäß
In den
Wie in
Die Strukturen gemäß
Die jeweilige Seitenfläche
Den Ausführungsbeispielen gemäß den
In den
Den
Durch die oben beschriebenen Modifikationen kann - mit Ausnahme der Maßnahmen gemäß den
Bei einer Vergrößerung der jeweiligen Seitenfläche kann eine Oberfläche A der Seitenfläche
- - B, wobei B eine Abmessung, zum Beispiel eine maximale Längsabmessung, etwa die Länge, der ersten Körperhauptfläche
17 oder der zweiten Körperhauptfläche19 bezeichnet, und/oder - - C, wobei C den halben Umfang der ersten oder zweiten Körperhauptfläche bezeichnet.
- - B, where B is a dimension, for example a maximum longitudinal dimension, for example the length, of the first main body surface
17th or the second main body surface19th designated, and / or - - C, where C denotes half the circumference of the first or second main body surface.
Mit Vorteil gilt:
- - A/(B*d) ≥ 1,20 oder ≥ 1,30, besonders bevorzugt ≥ 1,40, zum Beispiel ≥ 1,50, ≥ 1,80, ≥ 1,90 oder ≥ 2,00, und/oder
- - A/(C*d) ≥ 1,20 oder ≥ 1,30, besonders bevorzugt ≥ 1,40, zum Beispiel ≥ 1,50, ≥ 1,80, ≥ 1,90 oder ≥ 2,00.
- - A / (B * d) ≥ 1.20 or ≥ 1.30, particularly preferably ≥ 1.40, for example ≥ 1.50, ≥ 1.80, ≥ 1.90 or ≥ 2.00, and / or
- - A / (C * d) ≥ 1.20 or ≥ 1.30, particularly preferably ≥ 1.40, for example ≥ 1.50, ≥ 1.80, ≥ 1.90 or ≥ 2.00.
Insbesondere für den Fall zweier Seitenflächen
- - O/(B*d) ≥ 1,05, bevorzugt ≥ 1,10, ≥ 1,20 oder ≥ 1,30, besonders bevorzugt ≥ 1,40, zum Beispiel ≥ 1,50, ≥ 1,80, ≥ 1,90 oder ≥ 2,00, und/oder
- - O/(C*d) ≥ 1,05, bevorzugt ≥ 1,10, ≥ 1,20 oder ≥ 1,30, besonders bevorzugt ≥ 1,40, zum Beispiel ≥ 1,50, ≥ 1,80, ≥ 1,90 oder ≥ 2,00.
- - O / (B * d) ≥ 1.05, preferably ≥ 1.10, ≥ 1.20 or ≥ 1.30, particularly preferably ≥ 1.40, for example ≥ 1.50, ≥ 1.80, ≥ 1 , 90 or ≥ 2.00, and / or
- - O / (C * d) ≥ 1.05, preferably ≥ 1.10, ≥ 1.20 or ≥ 1.30, particularly preferably ≥ 1.40, for example ≥ 1.50, ≥ 1.80, ≥ 1 , 90 or ≥ 2.00.
Derartige Verhältnisse können mit den oben genannten Maßnahmen, ggf. in Kombination miteinander, erreicht werden.Such conditions can be achieved with the measures mentioned above, if necessary in combination with one another.
In
Zwischen dem Halbleiterkörper
In dem Teilbereich der Ausnehmung
Der Formkörper und/oder der jeweilige Leiterkörper ist vorzugsweise strahlungsundurchlässig ausgeführt. Der Formkörper kann absorbierend, insbesondere schwarz, ausgeführt sein. Da die Spiegelschicht zwischen dem Träger und dem Halbleiterkörper angeordnet ist, beeinträchtigt dies die im Falle eines strahlungsemittierenden Halbleiterchips ausgekoppelte Strahlungsleistung nicht maßgeblich.The shaped body and / or the respective conductor body is preferably made radiopaque. The shaped body can be designed to be absorbent, in particular black. Since the mirror layer is arranged between the carrier and the semiconductor body, this does not significantly impair the radiation power coupled out in the case of a radiation-emitting semiconductor chip.
Der jeweilige Leiterkörper
Für den Formkörper
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