DE102017104722A1

DE102017104722A1 - Verfahren zur Herstellung von seitenemittierenden Bauelementen und seitenemittierendes Bauelement

Info

Publication number: DE102017104722A1
Application number: DE102017104722.0A
Authority: DE
Inventors: Martin Brandl
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2017-03-07
Filing date: 2017-03-07
Publication date: 2018-09-13
Also published as: WO2018162301A1; US20200058836A1; US10930829B2

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung von seitenemittierenden Bauelementen (100) angegeben, bei dem eine Mehrzahl von Halbleiterchips (10) auf einem Hilfsträger (90) bereitgestellt wird, wobei die Halbleiterchips auf dem Hilfsträger voneinander räumlich beabstandet sind und jeweils eine Seitenfläche (13) aufweisen, die mit einer transparenten Schutzschicht (4) versehen ist. Die Halbleiterchips werden mit einer strahlungsreflektierenden Formmasse (50) bedeckt, sodass die Halbleiterchips in Draufsicht auf den Hilfsträger von der Formmasse vollständig bedeckt werden. Die Formmasse und die Halbleiterchips werden zu einer Mehrzahl von Bauelementen (100) vereinzelt, wobei die Bauelemente an der zugehörigen transparenten Schutzschicht vereinzelt werden, wodurch die Bauelemente jeweils eine Strahlungsaustrittsfläche (103) aufweisen, die durch eine Oberfläche der verbleibenden oder freigelegten transparenten Schutzschicht gebildet und von der Formmasse freigelegt ist.
Des Weiteren wird ein seitenemittierendes Bauelement angegeben, das durch das hier beschriebene Verfahren herstellbar ist.

Description

Es werden ein Verfahren zur Herstellung von seitenemittierenden Bauelementen und ein seitenemittierendes Bauelement angegeben.
Bei Produkten mit LED-Hinterleuchtung wie Handy oder Tablets werden oft LED-Seitenstrahler eingesetzt, deren abgestrahltes insbesondere weißes Licht zunächst seitlich in eine Streuscheibe eingekoppelt wird, bevor gewünschte Farben einzelner Pixel etwa über Farbfilter und/oder über eine Flüssigkristallschicht aus dem weißen Licht herausgefiltert werden. Oft ist es wünschenswert, dass solche Produkte besonders eine dünne Anzeige aufweisen. Eine möglichst geringe Bauhöhe des LED-Seitenstrahlers ist daher mitentscheidend für die Realisierung einer dünnen Anzeige.
Herkömmliche Seitenstrahler weisen in der Regel ein Gehäuse mit einem Leiterrahmen auf, der von einem Vergussmaterial derart umgossen ist, dass eine Kavität gebildet wird, in der ein Halbleiterchip auf dem Leiterrahmen angeordnet ist. Die Kavität kann strahlungsreflektierende Seitenwände aufweisen. Da einerseits ein Abstand zwischen dem Halbleiterchip und den Seitenwänden der Kavität eingehalten werden muss und andererseits die Seitenwände nicht beliebig dünn realisiert werden können, belaufen sich die aktuellen Bauhöhen der herkömmlichen Seitenstrahler auf zirka 300 µm bis 400 µm, wenn die Seitenstrahler einen Halbleiterchip mit einer Bauhöhe von zirka 120 µm aufweisen.
Eine Aufgabe ist es, ein Verfahren anzugeben, bei dem seitenemittierende Bauelemente vereinfacht und effizient hergestellt werden. Des Weiteren ist es eine weitere Aufgabe, ein seitenemittierendes Bauelement mit einer besonders geringen Bauhöhe anzugeben.
In mindestens einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung von seitenemittierenden Bauelementen wird eine Mehrzahl von Halbleiterchips auf einem Hilfsträger bereitgestellt, wobei die Halbleiterchips auf dem Hilfsträger voneinander räumlich beabstandet sind. Die Halbleiterchips weisen jeweils eine Seitenfläche auf, die insbesondere mit einer transparenten Schutzschicht versehen ist. Die Halbleiterchips werden mit einer Formmasse bedeckt, die insbesondere strahlungsreflektierend ausgebildet ist, sodass die Halbleiterchips in Draufsicht auf den Hilfsträger von der Formmasse vollständig bedeckt werden. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt werden die Formmasse und die Halbleiterchips zu einer Mehrzahl von Bauelementen vereinzelt, sodass die Bauelemente jeweils einen Halbleiterchip aufweisen. Die Bauelemente können jeweils ein Gehäuse als Teil der Formmasse aufweisen. Bevorzugt werden die Bauelemente an der zugehörigen transparenten Schutzschicht vereinzelt, wodurch die Bauelemente jeweils eine Strahlungsaustrittsfläche aufweisen, die durch eine Oberfläche der verbleibenden oder freigelegten transparenten Schutzschicht gebildet und von der Formmasse freigelegt ist.
Durch das oben genannte Herstellungsverfahren kann ein seitenemittierendes Bauelement als CSP-Bauelement (Englisch: Chip Scale Package) erzeugt werden, dessen gesamte vertikale Bauhöhe oder die gesamte vertikale Bauhöhe des Gehäuses sich geringfügig, etwa höchstens um 50 %, 30 %, 20 % oder höchstens um 10 % von der vertikalen Bauhöhe des zugehörigen Halbleiterchips unterscheidet. Die mit der transparenten Schutzschicht bedeckte Seitenfläche ist insbesondere eine vertikale Seitenfläche. Mit einem herkömmlichen Halbleiterchip mit einer Bauhöhe von zirka 120 µm kann somit ein seitenemittierendes Bauelement mit einer vertikalen Bauhöhe von maximal 180 µm oder maximal 150 µm hergestellt werden. Somit lässt sich die aktuelle Bauhöhe der herkömmlichen Seitenstrahler bis zu 50 % oder bis zu 65 % reduzieren. Durch den Einsatz von solchen seitenemittierenden CSP-Bauelementen lassen sich besonders dünne Anzeigen realisieren.
Bei einem seitenemittierenden Bauelement ist eine eine Strahlungsaustrittsfläche des Bauelements insbesondere quer oder senkrecht zu einer Montagefläche oder zu einer Kontaktfläche des Bauelements gerichtet. Die Montagefläche oder die Kontaktfläche ist insbesondere eine Oberfläche des Bauelements, die bevorzugt elektrische Anschlussstellen zur elektrischen Kontaktierung des Bauelements aufweist.
Unter einer vertikalen Richtung wird eine Richtung verstanden, die quer oder senkrecht zu einer Haupterstreckungsfläche des Halbleiterchips oder des Bauelements gerichtet ist, etwa quer oder senkrecht zu der Montagefläche oder der Kontaktfläche des Bauelements. Zum Beispiel ist die vertikale Richtung parallel zu einer Aufwachsrichtung der Halbleiterschichten des Halbleiterchips. Unter einer lateralen Richtung wird eine Richtung verstanden, die entlang, insbesondere parallel zu der Haupterstreckungsfläche des Halbleiterchips oder des Bauelements verläuft, etwa parallel zu der Montagefläche oder der Kontaktfläche des Bauelements. Die vertikale Richtung und die laterale Richtung sind somit quer oder im Wesentlichen senkrecht zueinander. Die vertikale Seitenfläche des Halbleiterchips ist eine Oberfläche des Halbleiterchips, die den Halbleiterchip in einer lateralen Richtung räumlich begrenzt und sich entlang der vertikalen Richtung erstreckt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Formmasse derart vereinzelt, dass die Bauelemente jeweils ein strahlungsreflektierendes Gehäuse aus der Formmasse aufweisen, wobei das Gehäuse den zugehörigen Halbleiterchip bis auf die Seitenfläche mit der verbleibenden transparenten Schutzschicht lateral umgibt. Insbesondere grenzt der Halbleiterchip unmittelbar an das Gehäuse an, sodass bevorzugt keine Zwischenräume zwischen dem Halbleiterchip und dem Gehäuse gebildet sind.
Das Bauelement weist somit ein strahlungsreflektierendes Gehäuse auf, das als Reflektor dient und alle Seitenflächen des Halbleiterchips bis auf die Seitenfläche mit der transparenten Schutzschicht bedeckt, insbesondere vollständig bedeckt, sodass das im Betrieb des Bauelements von dem Halbleiterchip abgestrahlte Licht ausschließlich über die Seitenfläche mit der transparenten Schutzschicht ausgekoppelt wird, nämlich über die seitliche Strahlungsaustrittsfläche des Bauelements.
In Draufsicht kann das Gehäuse den Halbleiterchip, insbesondere eine Vorderseite des Halbleiterchips vollständig bedecken. Eine Rückseite des Halbleiterchips, über die der Halbleiterchip extern elektrisch kontaktierbar ist, kann teilweise von dem Gehäuse bedeckt sein. Entlang der vertikalen Richtung kann das Gehäuse mindestens 20 µm oder mindestens 30 µm, bevorzugt jedoch höchstens 40 µm, 50 µm, 60 µm oder höchstens 80 µm über den Halbleiterchip, etwa über die Vorderseite des Halbleiterchips hinausragen. In den lateralen Richtungen kann das Gehäuse eine Schichtdicke aufweisen, die mindestens 20 µm, 30 µm, 50 µm oder mindestens 60 µm dick ist. Dadurch kann ein besonders hoher Reflexionsgrad des Gehäuses, etwa von mindestens 65 %, 75 %, 85 %, 90 % oder mindestens 95 %, erzielt werden. Ist der Halbleiterchip außerdem ein blaues Licht emittierender Halbleiterchip, kann ein Gehäuse mit derartigen Schichtdicken verhindern, dass blauer oder ultravioletter Strahlungsanteil unbeabsichtigt durch das Gehäuse hindurchtritt und in die Umgebung des Bauelements austritt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens sind die Halbleiterchips volumenemittierende Halbleiterchips, die jeweils nach der Vereinzelung bis auf die von der transparenten Schutzschicht bedeckte Seitenfläche und eine Rückseite von dem Gehäuse vollständig bedeckt sind. Zum Beispiel weisen die volumenemittierenden Halbleiterchips ein Substrat auf, auf dem ein Halbleiterkörper angeordnet oder epitaktisch aufgewachsen ist, wobei das Substrat strahlungsdurchlässig sein kann. Das Substrat kann ein Aufwachssubstrat, etwa ein Saphirsubstrat, oder verschieden von einem Aufwachssubstrat sein. Insbesondere bildet eine Oberfläche des Substrats die Vorderseite des Halbleiterchips. Eine Rückseite des Halbleiterchips, die zum Beispiel eine Montagefläche oder eine Kontaktfläche des Halbleiterchips oder des Bauelements bildet, kann eine Oberfläche des Halbleiterchips oder des Halbleiterkörpers sein, die dem Substrat abgewandt ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens sind die Halbleiterchips jeweils über deren Rückseite elektrisch extern kontaktierbar. Die Rückseiten der Halbleiterchips grenzen jeweils insbesondere an die entsprechende vertikale Seitenfläche an und verlaufen etwa quer oder senkrecht zu der Strahlungsaustrittsfläche des zugehörigen Bauelements. Eine Rückseite des Bauelements kann zumindest teilweise durch die Rückseite des Halbleiterchips gebildet sein, wobei die Rückseite des Bauelements insbesondere als Montagefläche oder als Kontaktfläche des Bauelements gebildet ist. Die Rückseite des Halbleiterchips kann durch ein Material der Formmasse beziehungsweise des Gehäuses teilweise bedeckt sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden die Bauelemente nach der Vereinzelung von dem Hilfsträger abgetrennt. Die an den Hilfsträger angrenzenden Oberflächen der Bauelemente werden dadurch freigelegt und bilden etwa die Rückseiten der jeweiligen Bauelemente. Der Hilfsträger dient somit insbesondere als temporäre Trägerschicht oder Trägerfolie.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Bedecken der Halbleiterchips mittels eines Mold-Verfahrens, wobei die Halbleiterchips vor der Vereinzelung in lateralen Richtungen von der Formmasse vollumfänglich umschlossen werden. Insbesondere werden dabei alle Zwischenräume zwischen den lateral beabstandeten Halbleiterchips aufgefüllt, etwa vollständig aufgefüllt. In Draufsicht können alle Vorderseiten der Halbleiterchips von der Formmasse bedeckt, insbesondere vollständig bedeckt sein. Es ist möglich, dass mögliche Zwischenräume zwischen den Halbleiterchips und dem Hilfsträger ebenfalls von der Formmasse aufgefüllt werden, sodass die Rückseiten der Halbleiterchips teilweise von der Formmasse bedeckt werden können. Nach der Bedeckung der Halbleiterchips ist die Formmasse insbesondere zusammenhängend und einstückig gebildet. Alle Halbleiterchips werden in allen lateralen Richtungen und insbesondere in zumindest einer vertikalen Richtung von der Formmasse umschlossen.
Unter einem Mold-Verfahren wird allgemein ein Verfahren verstanden, mit dem ein Vergussmaterial bevorzugt unter Druckeinwirkung zu einer Formmasse gestaltet und erforderlichenfalls ausgehärtet wird. Insbesondere umfasst der Begriff „Mold-Verfahren“ Gießen (molding), Folien assistiertes Gießen (film assisted molding), Spritzgießen (injection molding), Spritzpressen (transfer molding) und Formpressen (compression molding). Zum Beispiel wird die Formmasse mittels Folien assistiertes Gießens auf die Halbleiterchips und auf den Hilfsträger aufgebracht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist die Formmasse ein Matrixmaterial, strahlungsreflektierende Partikel zur Erzielung hoher Reflektivität und Füllstoffe zur Reduzierung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten auf, wobei die strahlungsreflektierenden Partikel und die Füllstoffe in dem Matrixmaterial eingebettet sind.
Das Matrixmaterial kann aus Silikon oder aus Epoxid gebildet sein. Die strahlungsreflektierenden Partikel können Metallpartikel oder Metalloxid-Partikel wie TiO2-Partikel sein. Die Füllstoffe können SiO2-Partikel aufweisen. Insbesondere bestehen mindestens 50 Gewichts%, 70 Gewichts% oder mindestens 80 Gewichts% oder mindestens 95 Gewichts% der Formmasse aus den strahlungsreflektierenden Partikeln und/oder den Füllstoffen. Bevorzugt sind die Füllstoffe SiO2-Partikel und die strahlungsreflektierenden Partikel TiO2-Partikel, wobei zwischen einschließlich 70 Gewichts% und 95 Gewichts% der Formmasse auf die Füllstoffe und die strahlungsreflektierenden Partikel entfallen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden die Halbleiterchips vor dem Bereitstellen auf dem Hilfsträger auf einer Trägerschicht angeordnet und jeweils mit einem zumindest zweischichtigen Konversionsplättchen auf den jeweiligen Seitenflächen versehen. Die Trägerschicht kann eine Klebeschicht oder eine selbsttragende Klebefolie sein. Die Halbleiterchips werden jeweils insbesondere derart auf der Trägerschicht angeordnet, dass eine Seitenfläche des Halbleiterchips der Trägerschicht zugewandt ist und eine weitere Seitenfläche, die der Trägerschicht abgewandt ist und mit einer transparenten Schutzschicht versehen werden soll, freiliegend ist.
Das zweischichtige Konversionsplättchen weist insbesondere eine Konverterschicht und die transparente Schutzschicht auf. Insbesondere ist das Konversionsplättchen vorgefertigt hergestellt und wird auf die der Trägerschicht abgewandte Seitenfläche aufgeklebt. Im Vergleich mit einer Vergussmasse, die Leuchtstoffe aufweist und etwa mittels eines Beschichtungsverfahrens unmittelbar auf den Halbleiterchip aufgebracht wird, weist ein vorgefertigtes Konversionsplättchen eine gleichmäßige Schichtdicke auf und ermöglicht eine exakte Farbortsteuerung.
Die Vereinzelung der Bauelemente erfolgt insbesondere an den zugehörigen transparenten Schutzschichten, sodass kein Material der Konverterschicht oder der Konverterschichten abgetragen wird, wodurch keine Farbortsschwankung durch den Vereinzelungsprozess erzeugt wird. Eine verbesserte Farbortsteuerung kann außerdem durch individuelle elektrooptische Charakterisierung des insbesondere separat hergestellten Konversionsplättchens erzielt werden. Zum Beispiel lassen sich erwünschte Farbboxen etwa durch Kombination passender Halbleiterchips mit geeigneten Konversionsplättchen realisiert werden. Die bei der Vereinzelung entstehende Schnittfläche, welche insbesondere die Strahlungsaustrittsfläche des Bauelements definiert, kann entlang der vertikalen Richtung mitten durch die zugehörige transparente Schutzschicht hindurch verlaufen oder zumindest bereichsweise an der zugehörigen transparenten Schutzschicht anschneiden. Insbesondere bedeckt die transparente Schutzschicht auch nach der Vereinzelung die korrespondierende Konverterschicht vollständig.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist die transparente Schutzschicht eine laterale Schichtdicke auf, die so dick ausgebildet ist, dass die transparente Schutzschicht bei der Vereinzelung der Bauelemente entlang deren gesamter Ausdehnung durchtrennbar ist. Die transparente Schutzschicht kann nach der Vereinzelung in zwei Teilschichten jeweils mit ursprünglicher Ausdehnung und verringerter lateraler Schichtdicke zertrennt sein. Dabei kann eine erste Teilschicht einem ersten Bauelement und eine zweite Teilschicht einem zweiten Bauelement zugeordnet sein, wobei das erste Bauelement und das zweite Bauelement benachbarte Bauelemente auf dem Hilfsträger sind. Es ist denkbar, dass das fertiggestellte Bauelement an der Strahlungsaustrittsfläche eine vorderseitige transparente Schutzschicht und auf einer weiteren, etwa rückseitigen Seitenfläche eine weitere transparente Schutzschicht aufweist, wobei die vorderseitige transparente Schutzschicht und/oder die weitere transparente Schutzschicht Vereinzelungsspuren aufweisen/aufweist. Das Bauelement kann mehrere, etwa zwei oder drei weitere Seitenflächen aufweisen, die frei von einer Bedeckung durch eine transparente Schutzschicht sind.
In mindestens einer Ausführungsform eines seitenemittierenden Bauelements weist dieses einen Halbleiterchip und ein strahlungsreflektierendes Gehäuse auf. Der Halbleiterchip ist bis auf eine Seitenfläche, zum Beispiel eine vertikale Seitenfläche, und bis auf eine Rückseite, zum Beispiel eine sich in lateralen Richtungen erstreckende Oberfläche des Halbleiterchips, von dem strahlungsreflektierenden Gehäuse vollständig bedeckt. Die von dem Gehäuse unbedeckte Seitenfläche ist von einer transparenten Schutzschicht bedeckt, insbesondere vollständig bedeckt, wobei eine Oberfläche der transparenten Schutzschicht eine Strahlungsaustrittsfläche des Bauelements bildet. Insbesondere weist die Strahlungsaustrittsfläche Vereinzelungsspuren auf. Zum Beispiel ist das Bauelement über die Rückseite des Halbleiterchips extern elektrisch kontaktierbar ist, wobei die von dem Halbleiterchip im Betrieb des Bauelements erzeugte elektromagnetische Strahlung bevorzugt ausschließlich über die als Strahlungsaustrittsfläche ausgebildete Seitenfläche aus dem Bauelement auskoppelbar ist.
Insbesondere ist ein solches seitenemittierendes Bauelement nach dem hier beschriebenen Verfahren herstellbar. Die im Zusammenhang mit dem seitenemittierenden Bauelement beschriebenen Merkmale können daher auch für das Verfahren herangezogen werden und umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist dieses eine vertikale Höhe von höchstens 200 µm, etwa 180 µm, bevorzugt von höchstens 150 µm oder 130 µm auf. Die gesamte Bauhöhe des Bauelements setzt sich insbesondere ausschließlich aus der vertikalen Bauhöhe des Halbleiterchips und der vertikalen Schichtdicke des Gehäuses über der Vorderseite des Halbleiterchips zusammen. In vertikaler Richtung ragt das Gehäuse bevorzugt höchstens 20 µm, 30 µm, 40 µm, 50 µm oder höchstens 60 µm über den Halbleiterchip hinaus.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist der Halbleiterchip an dessen Rückseite eine Spiegelschicht aufweist. Die Spiegelschicht kann metallisch, etwa aus Silber, oder dielektrisch, etwa in Form eines Bragg-Spiegels, ausgebildet sein. Insbesondere ist die Spiegelschicht ein integrierter Bestandteil des Halbleiterchips, etwa in Form eines Combo-Spiegels oder einer strahlungsreflektierenden Stromaufweitungsschicht. Mit der Spiegelschicht und dem strahlungsreflektierenden Gehäuse ist das Bauelement allseitig bis auf die Strahlungsaustrittsfläche von strahlungsreflektierenden Schichten bedeckt, insbesondere vollständig bedeckt, sodass die im Betrieb des Bauelements von dem Halbleiterchip erzeugte elektromagnetische Strahlung ausschließlich über die seitlich angeordnete Strahlungsaustrittsfläche auskoppelbar ist. Da kaum Strahlung aufgrund von möglichen Absorptionen verloren geht, kann das Bauelement besonders effizient gestaltet werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements ist eine Konverterschicht zwischen der Seitenfläche des Halbleiterchips und der transparenten Schutzschicht angeordnet, wobei die Konverterschicht die Seitenfläche des Halbleiterchips vollständig bedeckt. Insbesondere ist die Konverterschicht von der transparenten Schutzschicht vollständig bedeckt. Die Konverterschicht kann Leuchtstoffe aufweisen, die dafür eingerichtet sind, kurzwellige etwa ultraviolette oder blaue Strahlungsanteile in langwellige, etwa in gelbe, grüne oder rote Strahlungsanteile umzuwandeln.
In mindestens einer Ausführungsform einer Anordnung weist diese ein insbesondere hier beschriebenes seitenemittierendes Bauelement auf, das auf einer Leiterplatte angeordnet ist. Das Bauelement ist etwa über die Rückseite des Halbleiterchips mit der Leiterplatte elektrisch kontaktierbar. Bevorzugt ist die Konverterschicht unmittelbar oder lediglich über eine einzige Verbindungsschicht mit der Leiterplatte thermisch verbunden, sodass eine thermische Entwärmung der Konverterschicht unmittelbar über die Leiterplatte erfolgt werden kann. Die Leiterplatte kann elektrische und thermische Anschlussflächen aufweisen, über die der Halbleiterchip oder das Bauelement mit der Leiterplatte elektrisch und thermisch verbunden werden kann. Da die Konverterschicht in der Regel elektrisch isolierend ausgebildet ist, ist es denkbar, dass die Leiterplatte eine gemeinsame Anschlussfläche aufweist, die sowohl für die elektrische Verbindung als auch die thermische Verbindung mit dem Bauelement eingerichtet ist.
Weitere Vorteile, bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen des Verfahrens oder des Bauelements ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den 1A bis 4C erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:

1A, 1B, 1C und 1D verschiedene Verfahrensstadien eines Ausführungsbeispiels zur Herstellung eines seitenemittierenden Bauelements in schematischen Schnittansichten,
2A, 2B, 2C und 2D schematische Darstellungen eines seitenemittierenden Bauelements in verschiedenen Ansichten,
3 eine Anordnung mit einem seitenemittierenden Bauelement, und
4A, 4B und 4C verschiedene Ausführungsbeispiele für einen Halbleiterchip des seitenemittierenden Bauelements.

Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren sind jeweils schematische Darstellungen und daher nicht unbedingt maßstabsgetreu. Vielmehr können vergleichsweise kleine Elemente und insbesondere Schichtdicken zur Verdeutlichung übertrieben groß dargestellt sein.
In den 1A bis 1D ist eine Mehrzahl von Halbleiterchips 10 auf einer Trägerschicht 91 schematisch in einer xz-Ebene dargestellt, wobei z insbesondere eine vertikale Richtung und x etwa eine laterale Richtung kennzeichnet. Die vertikale Richtung z kann parallel oder senkrecht zu einer Aufwachsrichtung der Halbleiterschichten des jeweiligen Halbleiterchips 10 gerichtet sein. Die Koordinate y in den 1A bis 1D kennzeichnet eine weitere laterale Richtung.
Gemäß 1A sind die Halbleiterchips 10 auf der Trägerschicht 9 voneinander räumlich beabstandet und von einem Rahmen 93, etwa aus Kunststoff umschlossen. Zum Beispiel ist die Trägerschicht 91 eine Klebefolie, etwa eine selbsttragende Klebefolie oder eine thermisch abtrennbare Trägerfolie. Die Halbleiterchips 10 werden jeweils auf die Trägerschicht 91 derart aufgebracht, dass eine Rückseite 12 des Halbleiterchips 10, die insbesondere elektrische Anschlussstellen 71 und 72 aufweist und etwa eine Montagefläche oder eine Kontaktfläche des Halbleiterchips 10 bildet, quer oder senkrecht zu einer Haupterstreckungsfläche der Trägerschicht 91 verläuft. Die elektrischen Anschlussstellen 71 und 72 können in Form von Lötpads gestaltet sein. Die Halbleiterchips 10 weisen jeweils eine Vorderseite 11 auf, die ebenfalls quer oder senkrecht zu der Haupterstreckungsfläche der Trägerschicht 91 verläuft und der Rückseite 12 abgewandt ist. Die Vorderseite 11 kann durch eine Oberfläche eines Substrats des Halbleiterchips 10, etwa eines Aufwachssubstrats gebildet sein.
Die Halbleiterchips 10 weisen jeweils eine Seitenfläche 13 auf, die der Trägerschicht 91 abgewandt ist und etwa parallel zu der Haupterstreckungsfläche der Trägerschicht 91 verläuft. Die Seitenfläche 13 kann zunächst freiliegend sein, bevor ein Konversionsplättchen 30, insbesondere ein vorgefertigtes Konversionsplättchen 30, auf die freiliegende Seitenfläche 13 aufgebracht wird. In Draufsicht bedeckt das Konversionsplättchen 30 die Seitenfläche 13 insbesondere vollständig. Die Halbleiterchips 10 weisen jeweils weitere Seitenflächen auf, die etwa senkrecht zu der Haupterstreckungsfläche der Trägerschicht 91 verlaufen und insbesondere kleinere Oberflächen aufweisen als die von dem Konversionsplättchen 30 bedeckte Seitenfläche 13.
Das Konversionsplättchen 30 weist eine Konverterschicht 3 und eine transparente Schutzschicht 4 auf, wobei die Konverterschicht 3 zwischen der Schutzschicht 4 und der Seitenfläche 13 angeordnet ist. Bevorzugt bedeckt die transparente Schutzschicht 4 die Konverterschicht 3 vollständig. Die Konverterschicht 3 und/oder die Schutzschicht 4 können/kann ein Matrixmaterial aus Silikon, Glas oder aus Keramik aufweisen. Die Konverterschicht 3 weist Leuchtstoffe auf, die zum Beispiel in dem Matrixmaterial eingebettet und insbesondere dafür eingerichtet sind, kurzwellige etwa ultraviolette oder blaue Strahlungsanteile der im Betrieb des Halbleiterchips 10 erzeugten elektromagnetischen Strahlung in langwellige, etwa in gelbe, grüne oder rote Strahlungsanteile umzuwandeln. Insbesondere ist eine einzige Seitenfläche 13 des Halbleiterchips 10 von der transparenten Schutzschicht 4 oder von dem Konversionsplättchen 30 bedeckt. Diese Seitenfläche 13 mit dem Konversionsplättchen 30 dient insbesondere als Strahlungsdurchtritts- oder als Strahlungsaustrittsfläche des herzustellenden Bauelements.
Die Halbleiterchips 10 mit den drauf angeordneten Konversionsplättchen 30 können von der Trägerschicht 91 abgetrennt und auf einen Hilfsträger 90 derart aufgebracht werden, dass die Rückseiten 12 der Halbleiterchips 10 dem Hilfsträger 90 zugewandt sind (1B). Insbesondere werden die Halbleiterchips 10 mittels einer Verbindungsschicht 92, etwa einer Klebeschicht auf dem Hilfsträger 90 befestigt.
Die Halbleiterchips 10 werden gemäß 1C bevorzugt mittels eines Mold-Verfahrens mit einer Formmasse 50 bedeckt. In Draufsicht auf den Hilfsträger 90 bedeckt die Formmasse 50 die Halbleiterchips 10 vollständig. In lateralen Richtungen werden die Halbleiterchips 10 von der Formmasse vollumfänglich umschlossen. Auch Zwischenräume, die möglicherweise zwischen dem Hilfsträger 90 und den Halbleiterchips 10 gebildet sind, können von der Formmasse 50 aufgefüllt sein. Die Rückseiten 12 der Halbleiterchips 10 können somit teilweise von der Formmasse 50 bedeckt sein.
Bevorzugt ist die Formmasse 50 strahlungsreflektierend ausgebildet. Zum Beispiel weist die Formmasse 50 ein Matrixmaterial 51 und strahlungsreflektierende Partikel 52 etwa Metallpartikel oder Metalloxidpartikel wie TiO2 auf, die in dem Matrixmaterial 51 eingebettet sind. Zusätzlich kann die Formmasse 50 zur Reduzierung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten Füllstoffe 53 wie SiO2 aufweisen, die ebenfalls in dem Matrixmaterial 51 eingebettet sein können. Zur Erzielung eines hohen Reflexionsgrads und zur ausreichenden Reduzierung oder Anpassung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Formmasse 50 können zwischen einschließlich 50 Gewichts% und 95 Gewichts% der Formmasse 50 auf die Füllstoffe 53 und/oder auf die strahlungsreflektierenden Partikel 52 entfallen.
Gemäß 1D werden die Formmasse 50 und die darin eingebetteten Halbleiterchips 10 entlang von Trennlinien T zu einer Mehrzahl von Bauelementen 100 vereinzelt. Der Vereinzelungsprozess kann durch einen mechanischen Prozess, etwa durch Sägen, oder durch Lasertrennen erfolgt werden.
Die vereinzelten Bauelemente weisen jeweils zum Beispiel einen Halbleiterchip 10 und ein Gehäuse 5 als Teil der Formmasse 50 auf. Besonders bevorzugt werden die Bauelemente 100 jeweils an der zugehörigen transparenten Schutzschicht 4 vereinzelt, etwa in unmittelbarer Umgebung der zugehörigen transparenten Schutzschicht 4 oder mitten durch die zugehörige transparente Schutzschicht 4 hindurch. Es ist möglich, dass die transparente Schutzschicht 4 dabei lediglich angeschnitten und nicht mitten hindurch durchtrennt wird. Im Bereich des jeweiligen Halbleiterchips 10 kann die zugehörige Trennlinie T zumindest teilweise oder vollständig innerhalb der transparenten Schutzschicht 4 verlaufen. Mittelbar oder unmittelbar nach der Vereinzelung weisen die Bauelemente 100 jeweils eine Strahlungsaustrittsfläche 103 auf, die insbesondere durch eine Oberfläche der verbleibenden oder freigelegten transparenten Schutzschicht 4 gebildet und von der Formmasse 50 beziehungsweise von dem Gehäuse 5 freigelegt ist. Die Strahlungsaustrittsfläche 103 kann Vereinzelungsspuren aufweisen, die für den angewandten Vereinzelungsprozess charakteristisch sind. Ein solches Bauelement 100 ist beispielsweise in den 2A bis 2D in verschiedenen Ansichten schematisch dargestellt.
Die Halbleiterchips 10 mit den Konversionsplättchen 30 können in Reihen und Spalten auf dem Hilfsträger 90 derart angeordnet sein, dass die Halbleiterchips 10 räumlich beabstandet sind und die räumlichen Abstände zwischen benachbarten Halbleiterchips 10 derart eingehalten werden, dass die Gehäusen 5 der Bauelemente 100 unmittelbar nach dem Vereinzelungsschritt - insbesondere ohne einen weiteren Bearbeitungsschritt - als Teile der Formmasse 50 entstehen.
In 2A ist das Bauelement 100 in Draufsicht auf die Strahlungsaustrittsfläche 103, etwa auf eine Oberfläche der transparenten Schutzschicht 4, dargestellt. Die Konverterschicht 3 bedeckt die Seitenfläche 13 des Halbleiterchips 10 vollständig und wird von dem Gehäuse 5 lateral begrenzt.
An der Vorderseite 11 des Halbleiterchips 10 oder an einer Vorderseite 101 des Bauelements 100 weist das Gehäuse 5 eine vertikale Schichtdicke G1 auf, die zum Beispiel zwischen einschließlich 20 µm und 80 µm, etwa zwischen einschließlich 30 µm und 60 µm ist. An der Rückseite 12 des Halbleiterchips 10 oder an einer Rückseite 102 des Bauelements 100 kann die Konverterschicht 3 frei von einem Material des Gehäuses 5 sein. Die Seitenfläche 13 des Halbleiterchips 10, welche von der Konverterschicht 3 oder von der transparenten Schutzschicht 4 bedeckt ist, ist frei von dem Material des Gehäuses 5. An den weiteren, etwa drei weiteren Seitenflächen des Halbleiterchips 10 weist das Gehäuse 5 eine laterale Schichtdicke G2 auf, die zum Beispiel mindestens 20 µm, 30 µm, 50 µm oder mindestens 60 µm dick ist. Die laterale Schichtdicke G2 kann höchstens 50 µm, 60 µm, 100 µm oder höchstens 200 µm dick sein. Ist der Halbleiterchip 10 ein blaues Licht emittierender Volumenstrahler, kann das Gehäuse 5 mit derartigen Schichtdicken verhindern, dass blauer oder ultravioletter Strahlungsanteil durch das Gehäuse 5 hindurchtritt.
In 2B ist das Bauelement 100 in Draufsicht auf die Rückseite 102 dargestellt. Die Rückseite 102 des Bauelements 100 beziehungsweise die Rückseite 12 des Halbleiterchips weist eine erste Anschlussstelle 71 und eine zweite Anschlussstelle 72 auf, wobei das Bauelement 100 über die Anschlussstellen 71 und 72 extern elektrisch kontaktierbar ist. Die Anschlussstellen 71 und 72 sind insbesondere verschiedenen elektrischen Polaritäten des Bauelements 100 zugeordnet. Wie in der 2B dargestellt, können sich die Konverterschicht 3 und die transparente Schutzschicht 4 entlang der vertikalen Richtung etwa von der Vorderseite 11 des Halbleiterchips 10 bis zu der Rückseite 12 oder 102 erstrecken.
In 2C ist das Bauelement 100 in Draufsicht auf dessen Vorderseite 101 dargestellt, wobei der Halbleiterchip 10 mit den Anschlussstellen 71 und 72 sowie die Konverterschicht 3 und die transparente Schutzschicht 4, welche alle in Draufsicht von dem Gehäuse 5 bedeckt sind, gestrichelt dargestellt sind.
Es wird in der 2D das Bauelement 100 in Schnittansicht dargestellt. Der Halbleiterchip 10 weist eine vertikale Bauhöhe C auf. Das Bauelement 100 weist eine vertikale Bauhöhe H auf, die sich insbesondere aus der Bauhöhe C des Halbleiterchips 10 und der vertikalen Schichtdicke G1 des Gehäuses 5 über der Vorderseite 11 des Halbleiterchips 10 zusammensetzt. Insbesondere ist die Bauhöhe H des Bauelements 100 durch die vertikale Gesamtausdehnung des Gehäuses 5 gegeben. Bevorzugt ist die Rückseite 102 des Bauelements 100 bereichsweise durch die Rückseite 12 des Halbleiterchips 10 gebildet. Mit dem hier beschriebenen Verfahren kann erreicht werden, dass die Bauhöhe H des Bauelements 100 die Bauhöhe C des Halbleiterchips 10 höchstens um 50 %, 30 %, 20 % oder höchstens um 10 % übersteigt, sodass ein besonders dünnes seitenemittierendes Bauelement erzielbar ist.
Gemäß 2D weist das Bauelement 100 ausschließlich an einer vorderseitigen als Strahlungsaustrittsfläche ausgebildeten Seitenfläche 103a eine transparente Schutzschicht 4 insbesondere mit Vereinzelungsspuren auf.
Abweichend davon ist es möglich, dass das Bauelement 100 an einer weiteren, etwa an einer rückseitigen Seitenfläche 103b eine weitere transparente Schutzschicht aufweist, wobei die weitere transparente Schutzschicht Vereinzelungsspuren aufweisen kann. Zum Beispiel ist die transparente Schutzschicht 4 vor der Vereinzelung, etwa wie in der 1D dargestellt, derart ausreichend dick ausgebildet, dass die transparente Schutzschicht 4 bei der Vereinzelung entlang deren gesamter Ausdehnung durchtrennbar ist. Insbesondere wird die transparente Schutzschicht 4 mit einer ausreichend großen lateralen Schichtdicke D derart durchgeschnitten, dass benachbarte Bauelemente 100 jeweils eine der Teilschichten derselben ursprünglichen transparenten Schutzschicht 4 aufweisen. Solche fertiggestellten Bauelemente 100 können sowohl an der vorderseitigen Seitenfläche 103a als auch an einer weiteren Seitenfläche, etwa an der rückseitigen Seitenfläche 103b eine transparente Schutzschicht 4 mit Vereinzelungsspuren aufweisen. Die transparente Schutzschicht 4 auf der vorderseitigen Seitenfläche 103a ist insbesondere zusammenhängend und bedeckt die Konverterschicht 3 etwa vollständig. Herstellungsbedingt kann die weitere transparente Schutzschicht auf der weiteren Seitenfläche, etwa auf der rückseitigen Seitenfläche 103b Teilbereiche aufweisen, die voneinander räumlich beabstandet sind. Solche Teilbereiche können etwa Reste einer ursprünglichen transparenten Schutzschicht 4 sein.
In 3 ist eine Anordnung mit einem seitenemittierenden Bauelement 100 auf einer Leiterplatte 8 dargestellt. Das in der 3 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht etwa dem in der 2D dargestellten Ausführungsbeispiel für ein Bauelement. Die Leiterplatte 8 enthält einen Grundkörper 80 und darauf angeordnete elektrische Leiterbahnen 81. Die Leiterplatte 8 kann eine Mehrzahl von elektrischen und/oder thermischen Anschlussflächen aufweisen, die mit den Leiterbahnen 8 verbunden sind. Es ist möglich, dass die thermischen Anschlussflächen von den elektrischen Leiterbahnen 81 getrennt sind.
Das Bauelement 100 ist an der Rückseite 12 oder 102 über die Anschlussstellen 71 und 72 mit den Leiterbahnen 81 elektrisch kontaktierbar. Zum Beispiel kann das Bauelement 100 auf der Leiterplatte 8 gelötet sein. Bevorzugt ist das Bauelement 100 auf der Leiterplatte 8 derart angeordnet, dass die Konverterschicht 3 unmittelbar oder ausschließlich über eine einzige Verbindungsschicht mit der Leiterplatte 8 thermisch verbunden ist. Da die Konverterschicht 3 seitlich am Halbleiterchip 10 angeordnet ist, kann eine direkte thermische Entwärmung der Konverterschicht 3 unmittelbar über die Leiterplatte 8 erfolgt werden, wodurch das Bauelement 100 höher bestromt werden kann, etwa im Vergleich zu Seitenstrahlern, bei denen die Konverterschicht 3 zum Beispiel überwiegend oder ausschließlich über den Halbleiterchip 10 entwärmt wird.
In den 4A, 4B und 4C werden verschiedene jedoch nicht abschließende Ausführungsbeispiele für einen Halbleiterchip 10 des seitenemittierenden Bauelements 100 dargestellt. Der Halbleiterchip 10 kann eine LED oder ein Halbleiterlaser sein. Zum Beispiel weist der Halbleiterchip 10 einen Halbleiterkörper 2 mit einer Mehrzahl von Halbleiterschichten 21, 22 und 23 auf, wobei der Halbleiterkörper 2 auf einem Substrat 9 angeordnet ist. Insbesondere ist der Halbleiterchip 10 als Volumenemitter ausgebildet. Das Substrat 9 kann strahlungsdurchlässig ausgebildet sein. Dabei kann das Substrat 9 ein Aufwachssubstrat oder verschieden von einem Aufwachssubstrat sein. Zum Beispiel ist möglich, dass ein Aufwachssubstrat des Halbleiterchips 10 von dem Halbleiterkörper 2 entfernt wird, sodass der Halbleiterchip 10 frei von einem Aufwachssubstrat ist.
Gemäß den 4A, 4B und 4C weist der Halbleiterchip 10 eine Vorderseite 11 und eine der Vorderseite 11 abgewandte Rückseite 12 auf. Die Vorderseite 11 kann durch eine Oberfläche des Substrats 9 gebildet sein. Der Halbleiterchip 10 weist auf Seite der Rückseite 12 Anschlussstellen 71 und 72 zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterchips 10 auf. Die Anschlussstellen 71 und 72 können jeweils Teile von Anschlussschichten sein oder mit Anschlussschichten elektrisch leitend verbunden sein, die an den Halbleiterkörper 2 angrenzen (4A) oder sich etwa in den Halbleiterkörper 2 hinein erstrecken (4B und 4C).
Insbesondere enthält der Halbleiterchip 10 eine erste Anschlussstelle 71, die mit einer ersten Halbleiterschicht 21 des Halbleiterkörpers 2 elektrisch leitend verbunden ist, und eine zweite Anschlussstelle 72, die mit einer zweiten Halbleiterschicht 22 des Halbleiterkörpers 2 elektrisch leitend verbunden ist. Der Halbleiterkörper 2 weist außerdem eine aktive Schicht 23 auf, die zwischen der ersten Halbleiterschicht 21 und der zweiten Halbleiterschicht 22 angeordnet ist, und im Betrieb des Bauelements 100 etwa zur Emission von elektromagnetischen Strahlungen in sichtbaren, ultravioletten oder infraroten Spektralbereichen eingerichtet ist. Die aktive Schicht 23 weist eine Haupterstreckungsfläche auf, die insbesondere parallel zu der Vorderseite 11 und/oder der Rückseite 12 des Halbleiterchips verläuft. Somit ist die Haupterstreckungsfläche der aktiven Schicht 23 quer, insbesondere senkrecht zu einer Seitenfläche 13 des Halbleiterchips 10 gerichtet, wobei die Seitenfläche 13 mit einer hier beschriebenen transparenten Schutzschicht 4 oder mit einem hier beschriebenen Konversionsplättchen 30 versehen werden kann. Alternativ ist es auch denkbar, dass der Halbleiterchip 10 derart ausgestaltet ist, dass die Haupterstreckungsfläche der aktiven Schicht 23 parallel zu der transparenten Schutzschicht 4 oder zu dem Konversionsplättchen 30 verläuft.
Der Halbleiterchip 10 selbst ist insbesondere ein ungehäuster Halbleiterchip, der frei von einem Gehäuse ist, das den Halbleiterkörper 2 etwa lateral umgibt. Der Halbleiterchip 10 kann ein Flipchip sein, bei dem die zweite Halbleiterschicht 22 und die aktive Schicht 23 zur Freilegung der ersten Halbleiterschicht 21 teilweise entfernt sind und die erste Anschlussstelle 71 an einer freigelegten Oberfläche der ersten Halbleiterschicht 21 mit dieser elektrisch leitend verbunden ist. In der 4A ist ein Flipchip dargestellt, der ein Saphir-Substrat 9 aufweisen kann. Alternativ kann der Halbleiterchip 10 eine Anschlussstelle 71 aufweisen, die als Teil einer Anschlussschicht in Form einer Durchkontaktierung ausgebildet ist, wobei sich die Durchkontaktierung durch die zweite Halbleiterschicht 22 und die aktive Schicht 23 hindurch zu der ersten Halbleiterschicht 21 erstreckt und so mit der ersten Halbleiterschicht 21 elektrisch verbunden ist (4B und 4C). Im Unterschied zu einem Flipchip ist die Durchkontaktierung in lateralen Richtungen von der zweiten Halbleiterschicht 22 sowie von der aktiven Schicht 23 vollumfänglich umschlossen und von diesen Schichten etwa durch eine Isolierungsschicht 70 elektrisch isoliert.
Der Halbleiterchip 10 kann eine Spiegelschicht 6 aufweisen (4C), die beispielsweise ein integrierter Bestandteil des Halbleiterchips 10 ist. Die Spiegelschicht 6 befindet sich insbesondere innerhalb des Halbleiterchips 10 oder auf der Rückseite 12 des Halbleiterchips 10. Bevorzugt ist die Spiegelschicht 6 derart ausgebildet, dass diese den Halbleiterkörper 2 etwa bis auf die Anschlussstellen 71 und 72 vollständig bedeckt. Abweichend von den Figuren 4A und 4B können die in diesen Figuren dargestellten Halbleiterchips 10 ebenfalls eine wie in der 4C dargestellte Spiegelschicht 6 aufweisen.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung der Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Die Erfindung umfasst vielmehr jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Ansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Ansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste

100: Bauelement
101: Vorderseite des Bauelements
102: Rückseite des Bauelements
103: Strahlungsaustrittsfläche des Bauelements
103a: vorderseitige Seitenfläche des Bauelements
103b: rückseitige Seitenfläche des Bauelements
10: Halbleiterchip
11: Vorderseite des Halbleiterchips
12: Rückseite des Halbleiterchips
13: Seitenfläche des Halbleiterchips
2: Halbleiterkörper des Halbleiterchips
21: erste Halbleiterschicht des Halbleiterkörpers
22: zweite Halbleiterschicht des Halbleiterkörpers
23: aktive Schicht des Halbleiterkörpers
3: Konverterschicht
30: Konversionsplättchen
4: transparente Schutzschicht
5: Gehäuse des Bauelements
50: Formmasse
51: Matrixmaterial
52: strahlungsreflektierende Partikel
53: Füllstoffe
6: Spiegelschicht
70: Isolierungsschicht
71: erste Anschlussstelle
72: zweite Anschlussstelle
8: Leiterplatte
80: Grundkörper der Leiterplatte
81: Leiterbahn, elektrische und/oder thermische Anschlussfläche
9: Substrat des Halbleiterchips
90: Hilfsträger
91: Trägerschicht
92: Verbindungsschicht
93: Rahmen
H: vertikale Höhe des Bauelements
C: vertikale Höhe des Halbleiterchips
G1: vertikale Schichtdicke des Gehäuses
G2: laterale Schichtdicke des Gehäuses
D: laterale Schichtdicke der transparenten Schutzschicht
T: Trennlinie

Claims

Verfahren zur Herstellung von seitenemittierenden Bauelementen (100) mit folgenden Schritten: - Bereitstellen einer Mehrzahl von Halbleiterchips (10) auf einem Hilfsträger (90), wobei die Halbleiterchips (10) auf dem Hilfsträger (90) voneinander räumlich beabstandet sind und jeweils eine Seitenfläche (13) aufweisen, die mit einer transparenten Schutzschicht (4) versehen ist; - Bedecken der Halbleiterchips (10) mit einer strahlungsreflektierenden Formmasse (50), sodass die Halbleiterchips (10) in Draufsicht auf den Hilfsträger (90) von der Formmasse (50) vollständig bedeckt werden; und - Vereinzelung der Formmasse (50) und der Halbleiterchips (10) zu einer Mehrzahl von Bauelementen (100), sodass die Bauelemente (100) jeweils einen Halbleiterchip (10) aufweisen, wobei die Bauelemente (100) an der zugehörigen transparenten Schutzschicht (4) vereinzelt werden, wodurch die Bauelemente (100) jeweils eine Strahlungsaustrittsfläche (103) aufweisen, die durch eine Oberfläche der verbleibenden oder freigelegten transparenten Schutzschicht (4) gebildet und von der Formmasse (50) freigelegt ist.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Formmasse (50) derart vereinzelt wird, dass die Bauelemente (100) jeweils ein strahlungsreflektierendes Gehäuse (5) aus der Formmasse (50) aufweisen, wobei das Gehäuse (5) den zugehörigen Halbleiterchip (10) bis auf die Seitenfläche (13) mit der verbleibenden transparenten Schutzschicht (4) lateral umgibt.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Halbleiterchips (10) volumenemittierende Halbleiterchips (10) sind, die nach der Vereinzelung jeweils bis auf die die von der transparenten Schutzschicht (4) bedeckte Seitenfläche (13) und eine Rückseite (12) von dem Gehäuse (5) vollständig bedeckt sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Halbleiterchips (10) jeweils über deren Rückseite (12) elektrisch extern kontaktierbar sind, wobei die Rückseiten (12) der Halbleiterchips (10) jeweils an die entsprechende Seitenfläche (13) mit der transparenten Schutzschicht (4) angrenzen und quer oder senkrecht zu der Strahlungsaustrittsfläche (103) des zugehörigen Bauelements (100) verlaufen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Bauelemente (100) nach der Vereinzelung von dem Hilfsträger (90) abgetrennt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Bedecken der Halbleiterchips (10) mittels eines Mold-Verfahrens erfolgt, wobei die Halbleiterchips (10) vor der Vereinzelung in lateralen Richtungen von der Formmasse (50) vollumfänglich umschlossen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Formmasse (50) ein Matrixmaterial (51), strahlungsreflektierende Partikel (52) zur Erzielung hoher Reflektivität und Füllstoffe (53) zur Reduzierung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, wobei die strahlungsreflektierenden Partikel (52) und die Füllstoffe (53) in dem Matrixmaterial eingebettet sind.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Füllstoffe (53) SiO2-Partikel und die strahlungsreflektierenden Partikel (52) TiO2-Partikel sind, wobei zwischen einschließlich 70 Gewichts% und 95 Gewichts% der Formmasse (50) auf die Füllstoffe (53) und die strahlungsreflektierenden Partikel (52) entfallen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Halbleiterchips (10) vor dem Bereitstellen auf dem Hilfsträger (90) auf einer Trägerschicht (91) angeordnet und jeweils mit einem zumindest zweischichtigen Konversionsplättchen (30) auf den jeweiligen Seitenflächen (13) versehen werden, wobei das Konversionsplättchen (30) eine Konverterschicht (3) und die transparente Schutzschicht (4) aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die transparente Schutzschicht (4) eine laterale Schichtdicke (D) aufweist, die so dick ausgebildet ist, dass die transparente Schutzschicht (4) bei der Vereinzelung der Bauelemente (10) entlang deren gesamter Ausdehnung durchtrennbar ist, sodass die transparente Schutzschicht (4) nach der Vereinzelung in zwei Teilschichten jeweils mit ursprünglicher Ausdehnung und verringerter lateraler Schichtdicke zertrennt ist.
Seitenemittierendes Bauelement (100), das nach Anspruch 1 herstellbar ist, mit einem Halbleiterchip (10) und einem strahlungsreflektierenden Gehäuse (5), wobei - der Halbleiterchip (10) bis auf eine Seitenfläche (13) und eine Rückseite (12) von dem strahlungsreflektierenden Gehäuse (5) vollständig bedeckt ist, - die Seitenfläche (13) von einer transparenten Schutzschicht (4) bedeckt ist, deren Oberfläche eine Strahlungsaustrittsfläche (103) des Bauelements (100) bildet und Vereinzelungsspuren aufweist, - das Bauelement (100) über die Rückseite (12) des Halbleiterchips (10) extern elektrisch kontaktierbar ist, und - im Betrieb des Bauelements (100) von dem Halbleiterchip (10) erzeugte elektromagnetische Strahlung ausschließlich über die Strahlungsaustrittsfläche (103) aus dem Bauelement (100) auskoppelbar ist.
Seitenemittierendes Bauelement nach dem vorhergehenden Anspruch, das eine vertikale Höhe (H) von höchstens 200 Mikrometern aufweist.
Seitenemittierendes Bauelement nach einem der Ansprüche 11 bis 12, bei dem der Halbleiterchip (10) auf dessen Rückseite (12) eine Spiegelschicht (6) aufweist.
Seitenemittierendes Bauelement nach einem der Ansprüche 11 bis 13, das eine Konverterschicht (3) zwischen der Seitenfläche (13) und der transparenten Schutzschicht (4) aufweist, wobei die Konverterschicht (3) die Seitenfläche (13) vollständig bedeckt.
Anordnung mit einem seitenemittierenden Bauelement (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, das auf einer Leiterplatte (8) angeordnet ist, wobei das Bauelement (100) über die Rückseite (12) des Halbleiterchips (10) mit der Leiterplatte (8) elektrisch kontaktierbar ist und die Konverterschicht (3) unmittelbar oder lediglich über eine einzige Verbindungsschicht mit der Leiterplatte (8) thermisch verbunden ist.