DE102016105491A1 - MANUFACTURE OF SEMICONDUCTOR COMPONENTS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von oberflächenmontierbaren Halbleiterbauelementen. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen einer metallischen Leiterstruktur, wobei die Leiterstruktur in einer ersten Ebene angeordnete vorderseitige Leiterabschnitte, in einer zweiten Ebene versetzt zur ersten Ebene angeordnete rückseitige Leiterabschnitte, sich zwischen den vorderseitigen und rückseitigen Leiterabschnitten erstreckende Zwischenabschnitte und die rückseitigen Leiterabschnitte verbindende Verbindungselemente aufweist. Weiter vorgesehen ist ein Umformen der Leiterstruktur mit einer Formmasse, so dass ein Träger mit einer Vorderseite und einer Rückseite bereitgestellt wird, wobei die vorderseitigen Leiterabschnitte an der Vorderseite und die rückseitigen Leiterabschnitte an der Rückseite des Trägers freiliegen. Das Verfahren umfasst ferner ein Anordnen von Halbleiterchips auf der Vorderseite des Trägers und ein Durchführen eines Vereinzelungsprozesses. Hierbei wird der Träger im Bereich der Verbindungselemente und der rückseitigen Leiterabschnitte durchtrennt und werden vereinzelte oberflächenmontierbare Halbleiterbauelemente gebildet. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein oberflächenmontierbares Halbleiterbauelement und eine Anzeigevorrichtung.The invention relates to a method for producing surface mount semiconductor devices. The method comprises providing a metallic conductor structure, the conductor structure having front-side conductor sections arranged in a first plane, rear-side conductor sections arranged in a second plane offset from the first plane, connecting elements connecting between the front-side and rear-side conductor sections, and connecting elements connecting the rear-side conductor sections. It is further provided a forming of the conductor pattern with a molding compound, so that a carrier is provided with a front and a back, wherein the front conductor portions at the front and the rear conductor portions at the back of the carrier are exposed. The method further comprises arranging semiconductor chips on the front side of the carrier and performing a singulation process. In this case, the carrier is severed in the region of the connecting elements and the rear conductor sections and isolated surface-mountable semiconductor components are formed. The invention further relates to a surface mountable semiconductor device and a display device.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von oberflächenmontierbaren Halbleiterbauelementen. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein oberflächenmontierbares Halbleiterbauelement und eine Anzeigevorrichtung.The present invention relates to a method of manufacturing surface mount semiconductor devices. The invention further relates to a surface mountable semiconductor device and a display device.
Bei Großveranstaltungen wie zum Beispiel Konzerten sowie auch in modernen Arenen und Stadien werden sogenannte Videowände eingesetzt. Hierbei handelt es sich um Anzeigeflächen, welche aus mehreren Anzeigemodulen aufgebaut sind. Ein Anzeigemodul weist eine Leiterplatte auf, auf welcher eine Mehrzahl an lichtemittierenden Halbleiterbauelementen angeordnet ist. Die Halbleiterbauelemente sind in Form von Leuchtdioden (LEDs, Light Emitting Diode) verwirklicht.At major events such as concerts as well as in modern arenas and stadiums so-called video walls are used. These are display surfaces, which are made up of several display modules. A display module has a printed circuit board on which a plurality of light-emitting semiconductor components is arranged. The semiconductor components are realized in the form of light emitting diodes (LEDs, light emitting diode).
Für Anwendungen im Outdoor-Bereich ist es erforderlich, die elektrischen Anschlüsse der lichtemittierenden Halbleiterbauelemente vor äußeren Umwelteinflüssen zu schützen. Eine übliche Maßnahme besteht darin, auf einer Leiterplatte eines Moduls ein schützendes Vergussmaterial in Bereichen zwischen den Halbleiterbauelementen anzuordnen (Potting). Derzeit sind Anzeigemodule von Videowänden hauptsächlich mit sogenannten Through-Hole-LEDs aufgebaut. Diese Bauelemente weisen einen Plastikkörper auf, aus welchem Anschlussbeinchen ragen. Der Plastikkörper kann eine Höhe von zum Beispiel mehr als 3mm aufweisen. Infolgedessen kann ein Verguss mit einer geforderten Dicke von zum Beispiel 2mm ausgebildet werden.For applications in the outdoor sector, it is necessary to protect the electrical connections of the light-emitting semiconductor components from external environmental influences. A common measure is to place a protective potting material in areas between the semiconductor devices on a printed circuit board of a module (potting). Currently, display modules of video walls are mainly constructed with so-called through-hole LEDs. These components have a plastic body from which project pins. The plastic body may have a height of, for example, more than 3mm. As a result, a potting of a required thickness of, for example, 2 mm can be formed.
LEDs, welche in Form von oberflächenmontierbaren Halbleiterbauelementen (SMT-Bauelementen, Surface Mounting Technology) verwirklicht sind, weisen in der Regel einen Premold-Träger mit einem von einem Kunststoffgehäuse umgebenen Leiterrahmen auf. Das Gehäuse umfasst eine Kavität, innerhalb derer ein oder mehrere LED-Chips auf dem Leiterrahmen angeordnet sind. Derartige Bauelemente weisen eine geringe Bauhöhe auf. Beispielsweise liegt zwischen dem Leiterrahmen und einer Vorderseite des Gehäuses üblicherweise ein Abstand von höchstens 1mm vor. Bei dieser Bauform kann der Schutzverguss auf der Leiterplatte eines Anzeigemoduls folglich nicht in der gewünschten Dicke verwirklicht werden. Dies führt dazu, dass SMT-Produkte nur in Spezialfällen zum Einsatz kommen.LEDs, which are realized in the form of surface-mountable semiconductor components (SMT components, surface mounting technology), generally have a premolded carrier with a leadframe surrounded by a plastic housing. The housing includes a cavity within which one or more LED chips are disposed on the lead frame. Such components have a low overall height. For example, there is usually a distance of at most 1 mm between the leadframe and a front of the housing. In this design, the Schutzverguss on the circuit board of a display module can therefore not be realized in the desired thickness. As a result, SMT products are only used in special cases.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes oberflächenmontierbares Halbleiterbauelement, ein dazugehöriges Herstellungsverfahren sowie eine Anzeigevorrichtung anzugeben.The object of the present invention is to provide an improved surface-mountable semiconductor device, an associated manufacturing method and a display device.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is solved by the features of the independent claims. Further advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen von oberflächenmontierbaren Halbleiterbauelementen vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen einer metallischen Leiterstruktur. Die Leiterstruktur weist in einer ersten Ebene angeordnete vorderseitige Leiterabschnitte, in einer zweiten Ebene versetzt zur ersten Ebene angeordnete rückseitige Leiterabschnitte, sich zwischen den vorderseitigen und rückseitigen Leiterabschnitten erstreckende Zwischenabschnitte und die rückseitigen Leiterabschnitte verbindende Verbindungselemente auf. Weiter vorgesehen ist ein Umformen der Leiterstruktur mit einer Formmasse, so dass ein Träger mit einer Vorderseite und einer Rückseite bereitgestellt wird. Hierbei liegen die vorderseitigen Leiterabschnitte an der Vorderseite und die rückseitigen Leiterabschnitte an der Rückseite des Trägers frei. Das Verfahren umfasst ferner ein Anordnen von Halbleiterchips auf der Vorderseite des Trägers und ein Durchführen eines Vereinzelungsprozesses. Bei diesem Prozess wird der Träger im Bereich der Verbindungselemente und der rückseitigen Leiterabschnitte durchtrennt, und werden vereinzelte oberflächenmontierbare Halbleiterbauelemente gebildet.According to one aspect of the invention, a method for producing surface mount semiconductor devices is proposed. The method includes providing a metallic conductor pattern. The conductor structure has front-side conductor sections arranged in a first plane, rear-side conductor sections arranged offset in a second plane to the first plane, connecting elements which connect between the front-side and rear-side conductor sections, and connecting elements connecting the rear-side conductor sections. Further provided is a forming of the conductor structure with a molding compound, so that a carrier is provided with a front side and a rear side. In this case, the front-side conductor sections on the front side and the rear-side conductor sections on the rear side of the carrier are exposed. The method further comprises arranging semiconductor chips on the front side of the carrier and performing a singulation process. In this process, the carrier is severed in the region of the connecting elements and the rear conductor sections, and isolated surface-mountable semiconductor components are formed.
Die bei dem Verfahren eingesetzte metallische Leiterstruktur weist vorder- und rückseitige Leiterabschnitte auf, welche in zueinander parallel versetzten Ebenen angeordnet und über Zwischenabschnitte verbunden sind. Hierbei können die Zwischenabschnitte jeweils mit einem vorderseitigen und mit einem rückseitigen Leiterabschnitt verbunden sein. Die rückseitigen Leiterabschnitte sind darüber hinaus über Verbindungselemente verbunden. Auf diese Weise kann die Leiterstruktur vor dem Umformen mit der Formmasse mechanisch zusammengehalten werden. In diesem Zustand können sämtliche vorder- und rückseitige Leiterabschnitte der Leiterstruktur elektrisch kurzgeschlossen sein.The metallic conductor structure used in the method has front and rear conductor sections, which are arranged in planes offset parallel to one another and connected via intermediate sections. In this case, the intermediate sections may each be connected to a front and a rear conductor section. The rear conductor sections are also connected via connecting elements. In this way, the conductor structure can be mechanically held together before forming with the molding compound. In this state, all front and back conductor portions of the conductor pattern may be electrically short-circuited.
Der Träger wird durch das Umformen der Leiterstruktur mit der Formmasse gebildet. Der Träger, welcher eben ausgebildet werden kann, weist eine Vorderseite und eine entgegengesetzte Rückseite auf. Auf der Vorderseite des Trägers werden Halbleiterchips montiert. Im Rahmen der Chipmontage können die Halbleiterchips in geeigneter Weise elektrisch mit vorderseitigen Leiterabschnitten verbunden werden. The carrier is formed by forming the conductor structure with the molding compound. The carrier, which can be formed flat, has a front side and an opposite rear side. On the front of the carrier semiconductor chips are mounted. As part of the chip assembly, the semiconductor chips can be suitably electrically connected to front conductor sections.
Durch Vereinzeln des mit den Halbleiterchips bestückten Trägers werden separate oberflächenmontierbare Halbleiterbauelemente erzeugt (SMT-Bauelemente). Hierbei wird der Träger im Bereich der rückseitigen Leiterabschnitte und im Bereich der Verbindungselemente durchtrennt. Bei diesem Vorgang können die Verbindungselemente, welche stegförmig ausgeführt sein können, entfernt, und können die Kurzschlussverbindungen unterbrochen werden. By separating the carrier equipped with the semiconductor chip, separate surface-mountable semiconductor components are produced (SMT components). Here, the carrier is severed in the region of the rear conductor sections and in the region of the connecting elements. In this process, the fasteners, which can be designed web-shaped, removed, and the short-circuit connections can be interrupted.
Die vereinzelten Halbleiterbauelemente können jeweils einen Teil des Trägers und wenigstens einen auf der Vorderseite des Trägers angeordneten Halbleiterchip aufweisen. An der Rückseite können die Halbleiterbauelemente mehrere durchtrennte rückseitige Leiterabschnitte aufweisen. Diese Leiterabschnitte können über Zwischenabschnitte mit vorderseitigen Leiterabschnitten verbunden sein. Mit Hilfe der rückseitigen Leiterabschnitte, welche als Anschlüsse dienen können, können die Halbleiterbauelemente im Rahmen einer Oberflächenmontage auf Gegenanschlüssen einer Trägervorrichtung wie zum Beispiel einer Leiterplatte montiert werden. Auf diese Weise ist es möglich, einem Halbleiterbauelement und damit dem wenigstens einen dazugehörigen und vorderseitig platzierten Halbleiterchip über die rückseitigen Leiterabschnitte elektrische Energie zuzuführen.The individual semiconductor components may each have a part of the carrier and at least one semiconductor chip arranged on the front side of the carrier. On the rear side, the semiconductor components may have a plurality of severed rear conductor sections. These conductor sections can be connected via intermediate sections with front conductor sections. With the aid of the rear conductor sections, which can serve as connections, the semiconductor components can be mounted as a surface mount on counter connections of a carrier device, such as a printed circuit board. In this way, it is possible to supply electrical energy to a semiconductor component and thus to the at least one associated and front-side placed semiconductor chip via the rear conductor sections.
Im Folgenden werden weitere mögliche Details und Ausführungsformen näher beschrieben, welche für das Verfahren und für die gemäß dem Verfahren hergestellten Halbleiterbauelemente in Betracht kommen können.In the following, further possible details and embodiments are described in more detail, which may be considered for the method and for the semiconductor components produced according to the method.
Es ist möglich, den Träger mit einer großen Dicke, und damit mit einem großen Abstand zwischen der Vorderseite und der als Montageseite bei den Halbleiterbauelementen dienenden Rückseite auszubilden. In entsprechender Weise können die Halbleiterbauelemente mit einer großen Dicke bzw. Bauhöhe gefertigt werden. Hierbei kann sich der wenigstens eine vorderseitig angeordnete Halbleiterchip in einem großen Abstand zur Montageseite befinden.It is possible to form the carrier with a large thickness, and thus with a large distance between the front side and the rear side serving as the mounting side in the semiconductor devices. In a corresponding manner, the semiconductor components can be manufactured with a large thickness or height. In this case, the at least one semiconductor chip arranged on the front side can be located at a large distance from the mounting side.
Dies kann sich als vorteilhaft erweisen, wenn mit Hilfe des Verfahrens strahlungsemittierende Halbleiterbauelemente hergestellt werden. In einer solchen Ausführungsform kommen strahlungsemittierende Halbleiterchips zum Einsatz, welche auf der Vorderseite des Trägers angeordnet werden. Die strahlungsemittierenden Halbleiterchips können zum Beispiel Leuchtdiodenchips (LED-Chips) sein. This may prove to be advantageous if radiation-emitting semiconductor components are produced with the aid of the method. In such an embodiment, radiation-emitting semiconductor chips are used, which are arranged on the front side of the carrier. The radiation-emitting semiconductor chips may be, for example, light-emitting diode chips (LED chips).
Die gemäß dem Verfahren hergestellten strahlungsemittierenden Halbleiterbauelemente können zum Beispiel beim Aufbau einer Anzeigevorrichtung, beispielsweise eines Moduls für eine Videowand, eingesetzt werden. Hierbei können mehrere Halbleiterbauelemente auf einer Leiterplatte montiert werden, und kann auf der Leiterplatte in Bereichen neben und zwischen den Halbleiterbauelementen ein schützenden Vergussmaterial angeordnet werden. Die mit Hilfe des Verfahrens erzielbare große Bauhöhe der Halbleiterbauelemente macht es möglich, das Vergussmaterial mit einer großen Dicke auszubilden. Dadurch können die rückseitigen Leiterabschnitte der Halbleiterbauelemente zuverlässig abgedichtet und infolgedessen sicher vor äußeren Umwelteinflüssen geschützt werden. Des Weiteren kann sich die Anzeigevorrichtung aufgrund der vorderseitigen Anordnung der strahlungsemittierenden Halbleiterchips auf den Halbleiterbauelementen durch einen effizienten Leuchtbetrieb auszeichnen.The radiation-emitting semiconductor components produced according to the method can be used, for example, in the construction of a display device, for example a module for a video wall. In this case, a plurality of semiconductor components can be mounted on a printed circuit board, and can be arranged on the circuit board in areas next to and between the semiconductor devices, a protective potting material. The achievable by the method large height of the semiconductor devices makes it possible to form the potting material with a large thickness. As a result, the rear conductor sections of the semiconductor components can be reliably sealed and consequently protected from external environmental influences. Furthermore, due to the front-side arrangement of the radiation-emitting semiconductor chips on the semiconductor components, the display device can be distinguished by an efficient lighting operation.
Die Formmasse, mit welcher die Leiterstruktur umformt wird, kann ein isolierendes Kunststoffmaterial sein. In Bezug auf eine Herstellung von strahlungsemittierenden Halbleiterbauelementen kann es in Betracht kommen, als Formmasse ein nicht transparentes, zum Beispiel schwarzes Kunststoffmaterial einzusetzen. Dadurch ist ein Leuchtbetrieb mit hohem Kontrast möglich.The molding compound with which the conductor structure is formed may be an insulating plastic material. With regard to the production of radiation-emitting semiconductor components, it may be considered to use a non-transparent, for example black plastic material as the molding compound. As a result, a lighting operation with high contrast is possible.
In einer weiteren Ausführungsform verlaufen die Zwischenabschnitte der Leiterstruktur senkrecht zur ersten und zweiten Ebene, und damit senkrecht zur Vorder- und Rückseite des Trägers. In dieser Ausgestaltung kann die bereitgestellte Leiterstruktur im Querschnitt ein sich wiederholendes U-förmiges Profil aufweisen. Auf diese Weise können Halbleiterbauelemente mit geringen lateralen Abmessungen gefertigt werden.In a further embodiment, the intermediate sections of the conductor structure extend perpendicular to the first and second planes, and thus perpendicular to the front and back of the carrier. In this embodiment, the provided conductor structure in cross-section may have a repeating U-shaped profile. In this way, semiconductor devices can be manufactured with small lateral dimensions.
In einer weiteren Ausführungsform wird der Träger mit einer Dicke von wenigstens 2mm bereitgestellt. In entsprechender Weise können Halbleiterbauelemente mit einer Bauhöhe von wenigstens 2mm gefertigt werden. Durch diese Ausgestaltung kann der Einsatz der Halbleiterbauelemente bei einer Videowand begünstigt werden, um einen zuverlässigen Schutzverguss auszubilden.In a further embodiment, the carrier is provided with a thickness of at least 2mm. Similarly, semiconductor devices can be made with a height of at least 2mm. With this configuration, the use of the semiconductor devices can be promoted in a video wall to form a reliable Schutzverguss.
Die Leiterstruktur kann auf unterschiedliche Art und Weise bereitgestellt werden. Es ist zum Beispiel möglich, eine Metallschicht oder Metallfolie zu strukturieren, so dass eine sich zunächst noch in einer gemeinsamen Ebene erstreckende Ausgangsstruktur vorliegt, und diese Struktur anschließend zu biegen bzw. falten, um die gewünschte Ausprägung mit den in unterschiedlichen Ebenen angeordneten Leiterabschnitten zu erzeugen. Das Strukturieren kann zum Beispiel durch Ätzen oder durch einen mechanischen Prozess wie zum Beispiel Stanzen erfolgen.The ladder structure can be provided in different ways. For example, it is possible to structure a metal layer or metal foil so that an initial structure still extending in a common plane is present, and then to bend or fold this structure in order to produce the desired shape with the conductor sections arranged in different planes , The patterning can be done, for example, by etching or by a mechanical process such as stamping.
Alternativ ist es möglich, die Leiterstruktur mit den in unterschiedlichen Ebenen angeordneten Leiterabschnitten in direkter Weise durch Ätzen einer Metallschicht zu erzeugen. Des Weiteren kann die Leiterstruktur auch durch mechanische Zerspanung einer Metallschicht bereitgestellt werden.Alternatively, it is possible to directly produce the conductor pattern with the conductor portions arranged in different planes by etching a metal layer. Furthermore, the conductor structure can also be provided by mechanical cutting of a metal layer.
Darüber hinaus ist es möglich, die Leiterstruktur mit einer metallischen Beschichtung zu versehen. Dies kann zum Beispiel durch Elektroplattieren erfolgen. Das Beschichten kann vor oder auch nach dem Umformen der Leiterstruktur mit der Formmasse durchgeführt werden.In addition, it is possible to provide the conductor structure with a metallic coating. This can be done for example by electroplating. Coating may be before or after the forming of the conductor structure are carried out with the molding compound.
Die Leiterabschnitte und Zwischenabschnitte der Leiterstruktur können in größeren Einheiten bzw. Elementen zusammengefasst sein. In diesem Sinne weist die bereitgestellte Leiterstruktur in einer weiteren Ausführungsform Leiterelemente auf, wobei jedes Leiterelement zwei vorderseitige Leiterabschnitte, einen rückseitigen Leiterabschnitt und zwei den rückseitigen Leiterabschnitt mit den vorderseitigen Leiterabschnitten verbindende Zwischenabschnitte aufweist. Bei dem Vereinzelungsprozess werden die Leiterelemente im Bereich der rückseitigen Leiterabschnitte durchtrennt. Auf diese Weise kann ein Leiterelement jeweils auf zwei Halbleiterbauelemente verteilt werden. Ein nach der Vereinzelung vorliegendes durchtrenntes Leiterelement eines Halbleiterbauelements kann einen vorderseitigen Leiterabschnitt und einen über einen Zwischenabschnitt mit dem vorderseitigen Leiterabschnitt verbundenen durchtrennten rückseitigen Leiterabschnitt aufweisen.The conductor sections and intermediate sections of the conductor structure can be combined in larger units or elements. In this sense, the conductor structure provided has conductor elements in a further embodiment, wherein each conductor element has two front conductor sections, a rear conductor section and two intermediate sections connecting the rear conductor section to the front conductor sections. In the singulation process, the conductor elements are severed in the region of the rear conductor sections. In this way, a conductor element can be distributed in each case to two semiconductor components. A severed conductor element of a semiconductor device present after the isolation may have a front-side conductor section and a severed rear-side conductor section connected to the front-side conductor section via an intermediate section.
Die Leiterelemente können, von oben betrachtet, eine Streifenform aufweisen. Im Querschnitt können die Leiterelemente einen stufenförmigen Verlauf bzw. ein U-förmiges Profil besitzen. Des Weiteren kann die bereitgestellte Leiterstruktur mehrere parallel verlaufende Reihen aus in Längsrichtung nebeneinander angeordneten streifenförmigen Leiterelementen aufweisen. In den einzelnen Reihen können die vorderseitigen Leiterabschnitte benachbarter Leiterelemente nebeneinander bzw. gegenüberliegend angeordnet sein.The conductor elements can, viewed from above, have a strip shape. In cross section, the conductor elements may have a stepped course or a U-shaped profile. Furthermore, the provided conductor structure may have a plurality of parallel rows of strip-shaped conductor elements arranged side by side in the longitudinal direction. In the individual rows, the front-side conductor sections of adjacent conductor elements can be arranged next to one another or opposite one another.
In einer weiteren Ausführungsform wird der Vereinzelungsprozess derart durchgeführt, dass vereinzelte Halbleiterbauelemente gebildet werden, welche wenigstens zwei durchtrennte Leiterelemente bzw. wenigstens ein Paar aus zwei durchtrennten Leiterelementen aufweisen. Hierbei können die vorderseitigen Leiterabschnitte eines solchen Paars aus durchtrennten Leiterelementen gegenüberliegend angeordnet sein, und können die betreffenden Leiterelemente bei einer entsprechenden elektrischen Kontaktierung als Kathode und Anode für einen Halbleiterchip dienen.In a further embodiment, the singulation process is carried out in such a way that isolated semiconductor components are formed which have at least two severed conductor elements or at least one pair of two severed conductor elements. In this case, the front-side conductor sections of such a pair of severed conductor elements can be arranged opposite one another, and the relevant conductor elements can serve as a cathode and anode for a semiconductor chip in the case of a corresponding electrical contacting.
Mit Hilfe des Verfahrens können Einzelchip-Bauelemente hergestellt werden, welche lediglich einen Halbleiterchip bzw. lediglich einen strahlungsemittierenden Halbleiterchip aufweisen. Hierzu korrespondierend können die Halbleiterbauelemente mit lediglich einem als Kathode und Anode dienenden Paar aus zwei durchtrennten Leiterelementen gefertigt werden, mit welchen der Halbleiterchip elektrisch verbunden ist. With the aid of the method, single-chip components can be produced which have only one semiconductor chip or only one radiation-emitting semiconductor chip. Corresponding to this, the semiconductor components can be manufactured with only one cathode and anode serving pair of two severed conductor elements, with which the semiconductor chip is electrically connected.
Mit Hilfe des Verfahrens können ferner Multichip-Bauelemente gefertigt werden, welche mehrere Halbleiterchips bzw. mehrere strahlungsemittierende Halbleiterchips aufweisen. Die Multichip-Bauelemente können des Weiteren derart hergestellt werden, dass die mehreren Halbleiterchips separat angesteuert werden können.With the aid of the method, it is also possible to produce multichip components which have a plurality of semiconductor chips or a plurality of radiation-emitting semiconductor chips. The multi-chip components can furthermore be produced in such a way that the plurality of semiconductor chips can be driven separately.
Zu diesem Zweck können die Halbleiterbauelemente mit mehreren separaten Paaren aus zwei durchtrennten Leiterelementen gefertigt werden, wobei die Anzahl der Leiterelement-Paare mit der Anzahl der Halbleiterchips übereinstimmen kann. Sofern die Halbleiterchips elektrisch mit den einzelnen und als Kathode und Anode dienenden Leiterelement-Paare verbunden sind, ist es möglich, die Halbleiterchips unabhängig voneinander mit elektrischer Energie zu versorgen und dadurch separat voneinander anzusteuern.For this purpose, the semiconductor devices may be fabricated with a plurality of separate pairs of two severed conductor elements, wherein the number of the conductor element pairs may coincide with the number of semiconductor chips. If the semiconductor chips are electrically connected to the individual and serving as the cathode and anode conductor element pairs, it is possible to supply the semiconductor chips independently of each other with electrical energy and thereby to control each other separately.
Für Multichip-Bauelemente mit getrennt ansteuerbaren Halbleiterchips kann des Weiteren eine Bauform in Betracht kommen, in welcher statt separater Kathoden und Anoden eine gemeinsame Kathode und separate Anoden oder eine gemeinsame Anode und separate Kathoden vorliegen. Dies lässt sich mit geeignet ausgestalteten Leiterelementen der Leiterstruktur verwirklichen. Derartige Leiterelemente können zum Beispiel im Vergleich zu der oben beschriebene Ausgestaltung eines Leiterelements mit zwei vorderseitigen Leiterabschnitten, einem rückseitigen Leiterabschnitt und zwei Zwischenabschnitten eine größere Anzahl an Leiterabschnitten aufweisen. Des Weiteren können die Leiterelemente durch die Vereinzelung sowohl in separate und lediglich einzelnen Halbleiterchips zugeordnete bzw. mit einzelnen Halbleiterchips elektrisch verbundene Leiterelemente als auch in Leiterelemente unterteilt werden, welche mehreren Halbleiterchips gemeinsam zugeordnet sind und welche mit mehreren Halbleiterchips elektrisch verbunden sind. Hierbei können zum Beispiel mehrere Halbleiterchips auf einem vorderseitigen Leiterabschnitt eines solchen Leiterelements angeordnet sein. Furthermore, for multichip components with separately controllable semiconductor chips, a design can be considered in which, instead of separate cathodes and anodes, a common cathode and separate anodes or a common anode and separate cathodes are present. This can be realized with suitably designed conductor elements of the conductor structure. For example, such conductor elements may have a larger number of conductor portions compared with the above-described configuration of a conductor member having two front-side conductor portions, a back-side conductor portion, and two intermediate portions. Furthermore, the conductor elements can be subdivided by separation into separate conductor elements assigned to individual semiconductor chips or electrically connected to individual semiconductor chips, as well as into conductor elements which are jointly assigned to a plurality of semiconductor chips and which are electrically connected to a plurality of semiconductor chips. In this case, for example, a plurality of semiconductor chips may be arranged on a front-side conductor section of such a conductor element.
In Bezug auf Multichip-Bauelemente ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass Halbleiterchips zum Erzeugen einer ersten Lichtstrahlung, Halbleiterchips zum Erzeugen einer zweiten Lichtstrahlung und Halbleiterchips zum Erzeugen einer dritten Lichtstrahlung auf dem Träger angeordnet werden. Im Rahmen des Vereinzelungsprozesses werden separate Halbleiterbauelemente gebildet, welche einen Halbleiterchip zum Erzeugen der ersten Lichtstrahlung, einen Halbleiterchip zum Erzeugen der zweiten Lichtstrahlung und einen Halbleiter- chip zum Erzeugen der dritten Lichtstrahlung aufweisen. Die Halbleiterbauelemente können wie vorstehend angegeben derart gefertigt werden, dass die unterschiedlichen Halbleiterchips separat angesteuert und dadurch unabhängig voneinander zur Abgabe ihrer jeweiligen Lichtstrahlung betrieben werden können. Auf diese Weise können die Halbleiterbauelemente als Pixel einer Anzeigevorrichtung eingesetzt werden, deren Farbe individuell einstellbar ist. With regard to multichip components, it is provided according to a further embodiment that semiconductor chips for generating a first light radiation, semiconductor chips for generating a second light radiation, and semiconductor chips for generating a third light radiation are arranged on the carrier. In the singulation process, separate semiconductor components are formed, which have a semiconductor chip for generating the first light radiation, a semiconductor chip for generating the second light radiation, and a semiconductor chip for generating the third light radiation. As described above, the semiconductor components can be manufactured such that the different semiconductor chips are separate can be driven and thereby independently operated to deliver their respective light radiation. In this way, the semiconductor devices can be used as pixels of a display device whose color is individually adjustable.
In Bezug auf die vorgenannte Ausführungsform kann es sich bei der ersten, zweiten und dritten Lichtstrahlung zum Beispiel um eine rote, eine grüne und eine blaue Lichtstrahlung handeln. Die auf diese Weise hergestellten Halbleiterbauelemente können infolgedessen als RGB-Pixel verwendet werden.With regard to the aforementioned embodiment, the first, second and third light radiation may, for example, be red, green and blue light radiation. As a result, the semiconductor devices manufactured in this way can be used as RGB pixels.
Wie oben angedeutet wurde, kann im Rahmen des Anordnens der Halbleiterchips auf dem Träger auch ein elektrisches Anschließen der Halbleiterchips an vorderseitige Leiterabschnitte der Leiterstruktur erfolgen. In diesem Zusammenhang können die im Folgenden erläuterten Ausführungsformen zur Anwendung kommen.As indicated above, in the context of arranging the semiconductor chips on the carrier, an electrical connection of the semiconductor chips to front-side conductor sections of the conductor structure can also take place. In this connection, the embodiments explained below can be used.
In einer weiteren Ausführungsform werden die Halbleiterchips jeweils auf einem vorderseitigen Leiterabschnitt angeordnet und über eine Kontaktstruktur elektrisch an einen benachbarten bzw. gegenüberliegenden vorderseitigen Leiterabschnitt angeschlossen. Bei dieser Ausgestaltung können Halbleiterchips mit einem Vorderseitenkontakt und einem Rückseitenkontakt eingesetzt werden. Über den Rückseitenkontakt und ein elektrisch leitfähiges Verbindungsmittel, zum Beispiel ein Lotmittel oder ein elektrisch leitfähiger Klebstoff, kann ein solcher Halbleiterchip elektrisch und mechanisch mit einem vorderseitigen Leiterabschnitt verbunden werden. Der Vorderseitenkontakt des Halbleiterchips kann über die Kontaktstruktur elektrisch mit einem benachbarten vorderseitigen Leiterabschnitt verbunden werden.In a further embodiment, the semiconductor chips are each arranged on a front-side conductor section and are electrically connected via a contact structure to an adjacent or opposite front-side conductor section. In this embodiment, semiconductor chips having a front-side contact and a back-side contact can be used. Via the rear-side contact and an electrically conductive connection means, for example a solder or an electrically conductive adhesive, such a semiconductor chip can be electrically and mechanically connected to a front-side conductor section. The front-side contact of the semiconductor chip can be electrically connected to an adjacent front-side conductor section via the contact structure.
Bei der verwendeten Kontaktstruktur kann es sich zum Beispiel um einen Bonddraht handeln. Alternativ existieren andere Anschlussmöglichkeiten, wie weiter unten noch näher erläutert wird.The contact structure used may be, for example, a bonding wire. Alternatively, there are other connection options, as will be explained in more detail below.
Auf der Vorderseite des Trägers kann zusätzlich eine an die Halbleiterchips angrenzende Schicht aus einem isolierenden Kunststoffmaterial ausgebildet werden, mit welcher die vorderseitigen Leiterabschnitte der Leiterstruktur abgedeckt werden können. Dadurch kann erzielt werden, dass bei den vereinzelten Halbleiterbauelementen lediglich die zur Oberflächenmontage eingesetzten rückseitigen Leiterabschnitte freiliegen und zugänglich sind. Die Zwischenabschnitte können in der Formmasse eingebettet sein, und die vorderseitigen Leiterabschnitte können von der vorderseitig aufgebrachten Schicht bedeckt sein. In Bezug auf die vorderseitige Schicht können folgende Ausführungsformen zur Anwendung kommen. In addition, a layer of insulating plastic material adjacent to the semiconductor chips can be formed on the front side of the carrier, with which the front conductor sections of the conductor structure can be covered. It can thereby be achieved that only the rear conductor sections used for surface mounting are exposed and accessible in the case of the isolated semiconductor components. The intermediate portions may be embedded in the molding compound, and the front conductor portions may be covered by the front-applied layer. With regard to the front-side layer, the following embodiments may be used.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine die Halbleiterchips bedeckende Versiegelungsschicht auf der Vorderseite des Trägers ausgebildet. Mit Hilfe der Versiegelungsschicht können die Halbleiterchips vollständig eingekapselt werden. Im Hinblick auf die Herstellung strahlungsemittierender Halbleiterbauelemente kann die Versiegelungsschicht aus einem transparenten oder semitransparenten Kunststoffmaterial ausgebildet werden. Das Ausbilden der Versiegelungsschicht kann vor dem Vereinzelungsprozess durchgeführt werden.In a further embodiment, a sealing layer covering the semiconductor chips is formed on the front side of the carrier. With the aid of the sealing layer, the semiconductor chips can be completely encapsulated. With regard to the production of radiation-emitting semiconductor components, the sealing layer can be formed from a transparent or semitransparent plastic material. The formation of the sealant layer may be performed prior to the singulation process.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine Einbettungsschicht auf der Vorderseite des Trägers ausgebildet, welche seitlich an die Halbleiterchips bzw. an deren Seitenflanken angrenzt, so dass Vorderseiten der Halbleiterchips freiliegen. Nachfolgend können Kontaktstrukturen ausgebildet werden, um die Halbleiterchips an vorderseitige Leiterabschnitte anzuschließen. Auch in dieser Ausführungsform können Halbleiterchips mit einem Vorderseitenkontakt und einem Rückseitenkontakt zur Anwendung kommen. Vor dem Ausbilden der Einbettungsschicht können die Halbleiterchips mit deren Rückseitenkontakten in der oben beschriebenen Art und Weise auf vorderseitigen Leiterabschnitten montiert werden. Durch das Herstellen der Kontaktstrukturen nach dem Ausbilden der Einbettungsschicht können die Vorderseitenkontakte der Halbleiterchips elektrisch mit benachbarten vorderseitigen Leiterabschnitten verbunden werden. Die Einbettungsschicht kann aus einem nicht transparentes Kunststoffmaterial ausgebildet werden. Das Ausbilden der Einbettungsschicht und das Ausbilden der Kontaktstrukturen kann vor dem Vereinzelungsprozess durchgeführt werden.In a further embodiment, an embedding layer is formed on the front side of the carrier, which laterally adjoins the semiconductor chips or on their side flanks, so that front sides of the semiconductor chips are exposed. Subsequently, contact structures may be formed to connect the semiconductor chips to front conductor sections. Also in this embodiment, semiconductor chips having a front-side contact and a back-side contact may be used. Before forming the embedding layer, the semiconductor chips can be mounted with their rear side contacts in the manner described above on front side conductor sections. By manufacturing the contact structures after forming the embedding layer, the front-side contacts of the semiconductor chips can be electrically connected to adjacent front-side conductor portions. The embedding layer may be formed of a non-transparent plastic material. The formation of the embedding layer and the formation of the contact structures can be carried out before the singulation process.
Die vorgenannte Ausführungsform erweist sich als günstig in Bezug auf die Herstellung von strahlungsemittierenden Halbleiterbauelementen. In dieser Ausgestaltung können die Vorderseiten der Halbleiterchips, über welche die Halbleiterchips eine Lichtstrahlung abgeben können, unbedeckt bleiben. Auf diese Weise ist eine effiziente Strahlungsemission ohne optische Fehler und Streueffekte möglich, und können sich die Halbleiterbauelemente durch eine hohe Helligkeit und einen hohen Kontrast auszeichnen. Ein hoher Kontrast kann begünstigt werden, wenn die Einbettungsschicht mit einer schwarzen Farbe bzw. aus einem schwarzen Kunststoffmaterial ausgebildet wird.The aforementioned embodiment proves to be favorable with respect to the production of radiation-emitting semiconductor components. In this embodiment, the front sides of the semiconductor chips, via which the semiconductor chips can emit a light radiation, remain uncovered. In this way, efficient radiation emission without optical errors and scattering effects is possible, and the semiconductor devices can excel in high brightness and high contrast. A high contrast can be favored if the embedding layer is formed with a black color or from a black plastic material.
In einer weiteren Ausführungsform wird nach dem Ausbilden der Kontaktstrukturen und vor der Vereinzelung eine Schutzschicht auf den Halbleiterchips bzw. auf deren freiliegenden Vorderseiten, auf den Kontaktstrukturen und auf der Einbettungsschicht ausgebildet. Auf diese Weise können die Halbleiterchips und die Kontaktstrukturen vor äußeren Einflüssen geschützt werden. Die Schutzschicht kann aus einem transparenten Kunststoffmaterial ausgebildet werden. In a further embodiment, after the formation of the contact structures and before the singulation, a protective layer is formed on the semiconductor chips or on their exposed front sides, on the contact structures and on the embedding layer. In this way, the semiconductor chips and the contact structures can be protected from external influences. The protective layer can be formed of a transparent plastic material.
In einer weiteren Ausführungsform werden die vorgenannten Kontaktstrukturen wie folgt ausgebildet. Für jede Kontaktstruktur wird eine Ausnehmung in der Einbettungsschicht zum Freilegen eines Teils eines vorderseitigen Leiterabschnitts erzeugt, und wird eine elektrisch leitfähige Kontaktschicht zum Verbinden eines Halbleiterchips bzw. eines Vorderseitenkontakts eines Halbleiterchips mit dem freigelegten Teil des vorderseitigen Leiterabschnitts ausgebildet. Auf diese Weise hergestellte Kontaktstrukturen können sogenannte planare Kontakte bzw. PI-Kontakte (Planar Interconnect), auch als PICOS-Kontakte bezeichnet, sein.In a further embodiment, the aforementioned contact structures are formed as follows. For each contact structure, a recess is formed in the embedding layer for exposing a part of a front side conductor portion, and an electrically conductive contact layer for connecting a semiconductor chip or a front side contact of a semiconductor chip to the exposed part of the front side conductor portion is formed. Contact structures produced in this way can be so-called planar contacts or PI contacts (planar interconnect), also referred to as PICOS contacts.
Die vorstehend beschriebene Vorgehensweise bietet die Möglichkeit, die Kontaktstrukturen möglichst klein auszubilden. Auch können die verwendeten Halbleiterchips kleine Vorderseitenkontakte aufweisen. Sofern strahlungsemittierende Halbleiterbauelemente mit einer schwarzen Einbettungsschicht hergestellt werden, und aus diesen eine Anzeigevorrichtung aufgebaut wird, kann erreicht werden, dass die Anzeigevorrichtung im ausgeschalteten Zustand nahezu schwarz erscheint. Hierbei können lediglich die Halbleiterchips und die Kontaktstrukturen einen geringen reflektierenden Anteil besitzen.The procedure described above offers the possibility of making the contact structures as small as possible. Also, the semiconductor chips used may have small front side contacts. If radiation-emitting semiconductor components with a black embedding layer are produced, and from which a display device is constructed, it can be achieved that the display device appears almost black when switched off. In this case, only the semiconductor chips and the contact structures can have a low reflective component.
Hinsichtlich der in Form von Kontaktschichten verwirklichten Kontaktstrukturen kann es ferner in Betracht kommen, vor dem Ausbilden der Kontaktschichten an jedem Halbleiterchip eine isolierende Schicht auszubilden, welche den betreffenden Halbleiterchip vorderseitig am Rand bzw. im Bereich des Vorderseitenkontakts und einen Teil der Einbettungsschicht bedeckt. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass die Seitenflanke und der Vorderseitenkontakt des Halbleiterchips über die nachfolgend erzeugte Kontaktschicht kurzgeschlossen werden. Die isolierende Schicht kann aus einem transparenten Kunststoffmaterial ausgebildet werden.With regard to the contact structures embodied in the form of contact layers, it may also be considered to form an insulating layer on each semiconductor chip before the contact layers are formed, which covers the relevant semiconductor chip on the front edge and in the region of the front side contact and a part of the embedding layer. In this way it can be avoided that the side edge and the front side contact of the semiconductor chip are short-circuited via the subsequently produced contact layer. The insulating layer may be formed of a transparent plastic material.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein oberflächenmontierbares Halbleiterbauelement vorgeschlagen. Das Halbleiterbauelement weist einen Träger mit einer Vorderseite und einer Rückseite und wenigstens einen auf der Vorderseite des Trägers angeordneten Halbleiterchip auf. Der Träger weist eine metallische Leiterstruktur und eine an die Leiterstruktur angrenzende Formmasse auf. Die Leiterstruktur weist in einer ersten Ebene angeordnete vorderseitige Leiterabschnitte, in einer zweiten Ebene versetzt zur ersten Ebene angeordnete rückseitige Leiterabschnitte und sich zwischen den vorderseitigen und rückseitigen Leiterabschnitten erstreckende Zwischenabschnitte auf. Die vorderseitigen Leiterabschnitte liegen an der Vorderseite des Trägers frei. Die rückseitigen Leiterabschnitte liegen an der Rückseite des Trägers frei.According to another aspect of the invention, a surface mount semiconductor device is proposed. The semiconductor component has a carrier with a front side and a rear side and at least one semiconductor chip arranged on the front side of the carrier. The carrier has a metallic conductor structure and a molding compound adjacent to the conductor structure. The conductor structure has front-side conductor sections arranged in a first plane, rear-side conductor sections arranged offset in a second plane to the first plane, and intermediate sections extending between the front-side and rear-side conductor sections. The front conductor sections are exposed at the front of the carrier. The rear conductor sections are exposed at the back of the carrier.
Das Halbleiterbauelement kann gemäß dem oben erläuterten Verfahren bzw. gemäß einer oder mehrerer der oben beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens hergestellt sein. Für das Halbleiterbauelement können dieselben Ausgestaltungen denkbar sein und können dieselben Vorteile in Betracht kommen, wie sie oben erläutert wurden. Beispielsweise kann das Halbleiterbauelement in Form eines strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements verwirklicht sein, indem der wenigstens eine Halbleiterchip ein strahlungsemittierender Halbleiterchip ist. Auch kann das Halbleiterbauelement eine große Bauhöhe von zum Beispiel wenigstens 2mm aufweisen. Dadurch eignet sich das Halbleiterbauelement für eine Verwendung bei einer Anzeigevorrichtung.The semiconductor component can be produced according to the method explained above or according to one or more of the embodiments of the method described above. For the semiconductor device, the same configurations may be conceivable and the same advantages may be considered as explained above. By way of example, the semiconductor component can be realized in the form of a radiation-emitting semiconductor component in that the at least one semiconductor chip is a radiation-emitting semiconductor chip. Also, the semiconductor device may have a large height of, for example, at least 2mm. As a result, the semiconductor device is suitable for use in a display device.
Des Weiteren können zum Beispiel einzelne oder mehrere der folgenden Ausgestaltungen vorliegen. Die Formmasse kann ein schwarzes Kunststoffmaterial aufweisen. Die Vorderseite des Trägers kann durch die vorderseitigen Leiterabschnitte und die Formmasse gebildet sein. Die Rückseite des Trägers kann durch die rückseitigen Leiterabschnitte und die Formmasse gebildet sein. Die Zwischenabschnitte der Leiterstruktur können senkrecht zur ersten und zweiten Ebene und damit senkrecht zur Vorder- und Rückseite des Trägers verlaufen. Des Weiteren können die Zwischenabschnitte jeweils mit einem vorderseitigen und mit einem rückseitigen Leiterabschnitt verbunden sein. Der wenigstens eine Halbleiterchip kann über einen Bonddraht an einen vorderseitigen Leiterabschnitt angeschlossen sein. Die Vorderseite des Trägers sowie der wenigstens eine Halbleiterchip können mit einer transparenten oder semitransparenten Versiegelungsschicht bedeckt sein. Furthermore, for example, one or more of the following configurations may be present. The molding compound may comprise a black plastic material. The front of the carrier may be formed by the front conductor portions and the molding compound. The back of the carrier may be formed by the back conductor portions and the molding compound. The intermediate sections of the conductor structure may be perpendicular to the first and second planes and thus perpendicular to the front and back of the carrier. Furthermore, the intermediate sections may each be connected to a front and a rear conductor section. The at least one semiconductor chip may be connected to a front conductor section via a bonding wire. The front side of the carrier as well as the at least one semiconductor chip may be covered with a transparent or semitransparent sealing layer.
Möglich ist es auch, dass auf der Vorderseite des Trägers eine Einbettungsschicht angeordnet ist, welche seitlich an den wenigstens einen Halbleiterchip angrenzt, so dass eine Vorderseite des wenigstens einen Halbleiterchips nicht mit der Einbettungsschicht bedeckt ist. Der betreffende Halbleiterchip kann ferner über eine Kontaktstruktur an einen vorderseitigen Leiterabschnitt angeschlossen sein. Hierbei kann die Einbettungsschicht eine Ausnehmung aufweisen, über welche ein Teil des vorderseitigen Leiterabschnitts freigelegt ist. Die Kontaktstruktur kann in Form einer Kontaktschicht verwirklicht sein, über welche der Halbleiterchip mit dem freigelegten Teil des vorderseitigen Leiterabschnitts elektrisch verbunden ist. Die Einbettungsschicht kann aus einem nicht transparenten, zum Beispiel schwarzen Kunststoffmaterial ausgebildet sein. Das Halbleiterbauelement kann gegebenenfalls eine zusätzliche Schutzschicht aus einem transparenten Kunststoffmaterial aufweisen, welche auf dem wenigstens einen Halbleiterchip, der Kontaktstruktur und der Einbettungsschicht angeordnet sein kann.It is also possible for an embedding layer to be arranged on the front side of the carrier which laterally adjoins the at least one semiconductor chip so that a front side of the at least one semiconductor chip is not covered by the embedding layer. The relevant semiconductor chip can also be connected via a contact structure to a front-side conductor section. In this case, the embedding layer may have a recess over which a part of the front-side conductor section is exposed. The contact structure may be realized in the form of a contact layer, via which the semiconductor chip is electrically connected to the exposed part of the front-side conductor section. The embedding layer may be formed of a non-transparent, for example, black plastic material. Optionally, the semiconductor device may comprise an additional protective layer of a transparent plastic material disposed on the at least one a semiconductor chip, the contact structure and the embedding layer may be arranged.
Darüber hinaus kann das Halbleiterbauelement als Multichip-Bauelement verwirklicht sein, und zum Beispiel drei strahlungsemittierende Halbleiterchips aufweisen. Die drei Halbleiterchips können zum Erzeugen von unterschiedlichen Lichtstrahlungen, beispielsweise einer roten, einen grünen und einer blauen Lichtstrahlung, ausgebildet sein.In addition, the semiconductor component can be implemented as a multi-chip component, and have, for example, three radiation-emitting semiconductor chips. The three semiconductor chips can be designed to generate different light radiations, for example red, green and blue light radiation.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Anzeigevorrichtung vorgeschlagen. Die Anzeigevorrichtung weist eine Leiterplatte, mehrere auf der Leiterplatte angeordnete Halbleiterbauelemente und ein Vergussmaterial auf. Das Vergussmaterial ist auf der Leiterplatte in Bereichen neben und zwischen den Halbleiterbauelementen angeordnet. Die Halbleiterbauelemente weisen den oben beschriebenen Aufbau bzw. einen Aufbau gemäß einer oder mehrerer der oben beschriebenen Ausführungsformen auf. Auch können die Halbleiterbauelemente gemäß dem oben erläuterten Verfahren bzw. gemäß einer oder mehrerer der oben beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens hergestellt sein. In Bezug auf den Einsatz bei der Anzeigevorrichtung sind die Halbleiterbauelemente strahlungsemittierende Halbleiterbauelemente. Daher ist der wenigstens eine Halbleiterchip der Halbleiterbauelemente ein strahlungsemittierender Halbleiterchip.According to another aspect of the invention, a display device is proposed. The display device has a printed circuit board, a plurality of semiconductor components arranged on the printed circuit board and a potting material. The potting material is disposed on the circuit board in areas adjacent and between the semiconductor devices. The semiconductor devices have the structure described above or a structure according to one or more of the embodiments described above. The semiconductor components can also be produced according to the method explained above or according to one or more of the embodiments of the method described above. With respect to use in the display device, the semiconductor devices are radiation-emitting semiconductor devices. Therefore, the at least one semiconductor chip of the semiconductor components is a radiation-emitting semiconductor chip.
Wie oben angeben wurde, können die Halbleiterbauelemente eine große Bauhöhe von zum Beispiel wenigstens 2mm aufweisen. In entsprechender Weise kann das Vergussmaterial mit einer großen Dicke auf der Leiterplatte ausgebildet werden. Auf diese Weise können die rückseitigen Leiterabschnitte der Halbleiterbauelemente zuverlässig abgedichtet und damit sicher vor äußeren Umwelteinflüssen geschützt werden. Die vorderseitige Anordnung der strahlungsemittierenden Halbleiterchips auf den Halbleiterbauelementen ermöglicht darüber hinaus einen effizienten Leuchtbetrieb der Anzeigevorrichtung. Im Vergleich zur Verwendung herkömmlicher Halbleiterbauelemente ist eine Steigerung der Lichtausbeute von zum Beispiel bis zu 50% möglich.As stated above, the semiconductor devices may have a large overall height of, for example, at least 2mm. Similarly, the potting material can be formed with a large thickness on the circuit board. In this way, the back conductor sections of the semiconductor devices can be reliably sealed and thus safely protected from external environmental influences. The front-side arrangement of the radiation-emitting semiconductor chips on the semiconductor components also enables efficient lighting operation of the display device. Compared to the use of conventional semiconductor devices, an increase in the luminous efficacy of, for example, up to 50% is possible.
Für die Anzeigevorrichtung können einzelne oder mehrere der folgenden Ausgestaltungen vorliegen. Die Anzeigevorrichtung kann ein Modul für eine Videowand sein. Auch kann die Anzeigevorrichtung für eine Anwendung im Outdoor-Bereich geeignet sein. Die Halbleiterbauelemente können über die rückseitigen Leiterabschnitte und ein elektrisch leitfähiges Verbindungsmittel elektrisch und mechanisch mit Anschlüssen der Leiterplatte verbunden sein. Das Vergussmaterial kann ein Kunststoff- bzw. Silikonmaterial sein. Des Weiteren kann das Vergussmaterial nicht transparent sein und zum Beispiel eine schwarze Farbe aufweisen.For the display device, one or more of the following configurations may be present. The display device may be a module for a video wall. Also, the display device may be suitable for outdoor use. The semiconductor components may be electrically and mechanically connected to terminals of the circuit board via the rear conductor sections and an electrically conductive connection means. The potting material may be a plastic or silicone material. Furthermore, the potting material may not be transparent and, for example, have a black color.
Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbare Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.The advantageous embodiments and further developments of the invention explained above and / or reproduced in the subclaims can be used individually or else in any desired combination with one another-except, for example, in cases of clear dependencies or incompatible alternatives.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung, sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich in Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den schematischen Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:The above-described characteristics, features and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of exemplary embodiments, which are explained in more detail in connection with the schematic drawings. Show it:
In den Figuren ist ergänzend anhand von mit x, y, z bezeichneten und rechtwinklig orientierten Achsen ein dreidimensionales orthogonales Koordinatensystem angedeutet. Dieses wird im Folgenden zum Teil zur Beschreibung geometrischer Gegebenheiten verwendet.In the figures, a three-dimensional orthogonal coordinate system is additionally indicated on the basis of x, y, z and oriented at right angles axes. This will be used in the following partly for the description of geometric conditions.
Die
Zu Beginn des Verfahrens wird eine metallische Leiterstruktur
Die Leiterstruktur
Die Leiterstruktur
Wie anhand der
Wie in den
Die Leiterstruktur
Die Verbindungsstege
Anhand von
Die Leiterstruktur
Nach dem Bereitstellen der Leiterstruktur
Das Umformen der Leiterstruktur
Anschließend werden weitere Prozesse durchgeführt, wie in
Die Halbleiterchips
Wie oben angedeutet wurde, können mit Hilfe des Verfahrens als RGB-Pixel dienende Halbleiterbauelemente
Nachfolgend wird eine Versiegelungsschicht
Anschließend wird ein Vereinzelungsprozess durchgeführt, in welchem der Verbund aus dem mit Halbleiterchips
Ein auf diese Weise hergestelltes strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement
Im Folgenden werden mögliche Varianten und Abwandlungen des anhand der
In einer möglichen Abwandlung des Verfahrens wird nach dem Bereitstellen des Trägers
Zum Verwirklichen des in
Nachfolgend wird eine Einbettungsschicht
Die Einbettungsschicht
Anschließend werden Kontaktstrukturen
Nach dem Ausbilden der Kontaktstrukturen
Ein auf diese Weise hergestelltes lichtemittierendes Halbleiterbauelement
Im Rahmen der Herstellung der Halbleiterbauelemente
Durch das Ausbilden der Kontaktschichten
Die vorstehend erläuterten Multichip-Bauelemente
Zur beispielhaften Veranschaulichung ist in
Die Leiterelemente
Die Leiterstruktur
Die Chipmontage erfolgt gemäß der Ausgestaltung von
Nach dem Ausbilden einer Versieglungsschicht
Die Halbleiterbauelemente
Ein Halbleiterbauelement
Abweichend von
In Bezug auf die vorgenannten Abwandlungen mit alternativen Formen der Leiterstruktur
In einer weiteren Abwandlung des Verfahrens werden anstelle von Multichip-Bauelementen Einzelchip-Bauelemente hergestellt, welche lediglich einen einzelnen lichtemittierenden Halbleiterchip
Wie bei dem anhand der
Auch die Leiterstruktur
Die Chipmontage erfolgt gemäß
Nach dem Ausbilden einer Versieglungsschicht
Es ist möglich, aus mehreren der vorstehend beschriebenen Halbleiterbauelementen eine Anzeigevorrichtung aufzubauen. Zur beispielhaften Veranschaulichung ist in
Die Anzeigevorrichtung
Zur Herstellung der Anzeigevorrichtung
Durch die große Bauhöhe der Halbleiterbauelemente
Dies kann begünstigt werden, wenn die Halbleiterbauelemente
In diesem Zusammenhang ist es ferner möglich, die Kontaktstrukturen
Die anhand der Figuren erläuterten Ausführungsformen stellen bevorzugte bzw. beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung dar. Neben den beschriebenen und abgebildeten Ausführungsformen sind weitere Ausführungsformen vorstellbar, welche weitere Abwandlungen und/oder Kombinationen von Merkmalen umfassen können. The embodiments explained with reference to the figures represent preferred or exemplary embodiments of the invention. In addition to the described and illustrated embodiments, further embodiments are conceivable which may include further modifications and / or combinations of features.
Beispielsweise ist es möglich, eine Leiterstruktur
Für eine Leiterstruktur
Neben der oben angegebenen Vorgehensweise kann eine Leiterstruktur
Ein weiterer im Verlauf des Verfahrens in Bezug auf eine Leiterstruktur
Anstelle von Halbleiterchips
In Bezug auf Halbleiterchips ist es ferner möglich, auf den Halbleiterchips bzw. auf zumindest einem Teil der Halbleiterchips eine Konversionsschicht zur Strahlungskonversion auszubilden.With respect to semiconductor chips, it is also possible to form a conversion layer for radiation conversion on the semiconductor chips or on at least part of the semiconductor chips.
Des Weiteren kann es in Betracht kommen, zusätzlich zu oder anstelle von strahlungsemittierenden Halbleiterchips andere Typen von Halbleiterchips auf einem Träger
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.While the invention has been further illustrated and described in detail by way of preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 101, 102101, 102
- Halbleiterbauelement Semiconductor device
- 103, 104103, 104
- Halbleiterbauelement Semiconductor device
- 110110
- Leiterstruktur conductor structure
- 111111
- Leiterelement conductor element
- 115, 116115, 116
- Verbindungssteg connecting web
- 121, 122121, 122
- vorderseitiger Leiterabschnitt front conductor section
- 123123
- vorderseitiger Leiterabschnitt front conductor section
- 125125
- rückseitiger Leiterabschnitt back ladder section
- 127127
- Zwischenabschnitt intermediate section
- 130130
- Träger carrier
- 135135
- Formmasse molding compound
- 140140
- Halbleiterchip Semiconductor chip
- 141141
- Vorderseitenkontakt Front contact
- 150150
- Bonddraht bonding wire
- 155155
- Kontaktstruktur Contact structure
- 156156
- isolierende Schicht insulating layer
- 157157
- Kontaktschicht contact layer
- 159159
- Füllschicht filling layer
- 160160
- Versiegelungsschicht sealing layer
- 165165
- Einbettungsschicht buried layer
- 166166
- Ausnehmung recess
- 169169
- Schutzschicht protective layer
- 171, 172171, 172
- Ebene level
- 181181
- Vorderseite front
- 182182
- Rückseite back
- 190190
- Bauelementbereich component region
- 195195
- Trennspur separating track
- 200200
- Anzeigevorrichtung display device
- 201201
- Halbleiterbauelement Semiconductor device
- 205205
- Vergussmaterial grout
- 210210
- Leiterplatte circuit board
Claims (14)
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