DE102019115600A1 - Bauelement mit korrosionsschutz und verfahren zur herstellung eines bauelements mit korrosionsschutz - Google Patents

Bauelement mit korrosionsschutz und verfahren zur herstellung eines bauelements mit korrosionsschutz Download PDF

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Thomas Reeswinkel
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Osram Opto Semiconductors GmbH
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Abstract

Es wird ein optoelektronisches Bauelement (100) mit einem Träger (1) und einem auf dem Träger angeordneten Halbleiterchip (2) angegeben, wobei der Träger eine Montagefläche (1M) aufweist, die mit einer Reflexionsbeschichtung (4) versehen ist. Eine Korrosionsschutzschicht (7) ist auf dem Halbleiterchip gebildet, wobei der Halbleiterchip in vertikaler Richtung zwischen der Reflexionsbeschichtung und der Korrosionsschutzschicht angeordnet ist. Die Reflexionsbeschichtung ist mit einer Barriereschicht (5) versehen, die in der vertikalen Richtung bereichsweise zwischen dem Halbleiterchip und der Reflexionsbeschichtung angeordnet ist. Die Barriereschicht ist aus einem anorganischen Material gebildet und dient als zusätzliche Korrosionsschutzschicht für die Reflexionsbeschichtung dient.Des Weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung eines Bauelements, insbesondere zur Herstellung eines solchen Bauelements angegeben.

Description

  • Es wird ein Bauelement, insbesondere ein optoelektronisches Bauelement angegeben. Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements angegeben.
  • Träger für optoelektronische Halbleiterchips weisen eine Montagefläche auf, auf der ein Bauteil, insbesondere ein optoelektronischer Halbleiterchip, oder eine Mehrzahl von Bauteilen angeordnet ist. Um von dem optoelektronischen Halbleiterchip emittierte elektromagnetische Strahlung effizient weg vom Träger zu reflektieren, ist die Montagefläche bevorzugt mit einer Reflexionsbeschichtung, insbesondere mit einer Silberbeschichtung versehen. Die Reflexionsbeschichtung kann aber zum Beispiel unter Einfluss von korrosiven Gasen, zum Beispiel vom H2S-Gas, aufgrund von Korrosion degradieren und ihre ursprüngliche Farbe ändern.
  • Eine Silberschicht verändert zum Beispiel unter dem Einfluss von H2S-Gas ihre Farbe von einem spiegelnden metallischen Silber zu einer dunkleren Farbe. Aufgrund dieser Farbveränderung nimmt eine Reflektivität einer korrodierten Reflexionsbeschichtung ab. Da sich die Reflektivität abhängig von der Wellenlänge unterschiedlich verändert oder degradiert, kann der Farbort des vom optoelektronischen Bauelement emittierten Lichts gegenüber dem nichtkorrodierten Bauelement unerwünscht verändert werden.
  • Eine Aufgabe ist es, ein effizientes und farbstabiles Bauelement anzugeben. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein zuverlässiges und kosteneffizientes Verfahren zur Herstellung eines Bauelements anzugeben.
  • Diese Aufgaben werden durch das Bauelement sowie durch das Verfahren zur Herstellung eines Bauelements gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Verfahrens oder des Bauelements sind Gegenstand der weiteren Ansprüche.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform eines Bauelements, insbesondere eines optoelektronischen Bauelements, weist dieses einen Träger und ein auf dem Träger angeordnetes Bauteil auf. Das Bauteil kann ein Halbleiterchip, insbesondere ein optoelektronischer Halbleiterchip sein. Im Betrieb des Bauelements ist der Halbleiterchip zum Beispiel zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung eingerichtet. Der Träger weist eine Montagefläche auf, die bevorzugt mit einer Reflexionsbeschichtung versehen ist. Das Bauteil kann auf der Reflexionsbeschichtung angeordnet sein.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements ist eine Korrosionsschutzschicht auf dem Bauteil gebildet, wobei das Bauteil in vertikaler Richtung zwischen der Reflexionsbeschichtung und der Korrosionsschutzschicht angeordnet ist. In Draufsicht kann die Korrosionsschutzschicht das Bauteil vollständig bedecken. Ein Großteil der Reflexionsbeschichtung, zum Beispiel mindestens 50 %, 60 %, 70 %, 80 % oder mindestens 90 % der Reflexionsbeschichtung, kann von der Korrosionsschutzschicht bedeckt sein. Es ist möglich, dass die Reflexionsbeschichtung in Draufsicht auf den Träger von der Korrosionsschutzschicht vollständig bedeckt ist.
  • Unter einer vertikalen Richtung wird allgemein eine Richtung verstanden, die senkrecht zu einer Haupterstreckungsfläche des Trägers gerichtet ist. Unter einer lateralen Richtung wird dagegen eine Richtung verstanden, die insbesondere parallel zu der Haupterstreckungsfläche des Trägers verläuft. Die vertikale Richtung und die laterale Richtung sind quer, etwa orthogonal zueinander.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist dieses eine Barriereschicht auf, die in der vertikalen Richtung zumindest bereichsweise zwischen dem Bauteil und der Reflexionsbeschichtung angeordnet ist. Die Barriereschicht ist bevorzugt aus einem anorganischen Material gebildet und kann als zusätzliche Korrosionsschutzschicht für die Reflexionsbeschichtung dienen. Die Barriereschicht und die Korrosionsschutzschicht können aus dem gleichen Material oder aus unterschiedlichen Materialien gebildet sein. Insbesondere ist die Korrosionsschutzschicht elektrisch isolierend ausgeführt. Die Barriereschicht kann elektrisch isolierend oder elektrisch leitfähig ausgeführt sein. Entlang der vertikalen Richtung ist die Barriereschicht insbesondere zwischen der Korrosionsschutzschicht und der Reflexionsbeschichtung angeordnet. In Draufsicht auf den Träger können die Barriereschicht und die Korrosionsschutzschicht gemeinsam in Summe die Reflexionsbeschichtung vollständig bedecken.
  • In mindestens einer Ausführungsform eines optoelektronischen Bauelements weist dieses einen Träger und einen auf dem Träger angeordneten Halbleiterchip auf. Der Träger weist eine Montagefläche auf, die mit einer Reflexionsbeschichtung versehen ist. Eine Korrosionsschutzschicht ist auf dem Halbleiterchip gebildet, wobei der Halbleiterchip in vertikaler Richtung zwischen der Reflexionsbeschichtung und der Korrosionsschutzschicht angeordnet ist. Die Reflexionsbeschichtung ist mit einer Barriereschicht versehen, wobei die Barriereschicht in der vertikalen Richtung bereichsweise zwischen dem Halbleiterchip und der Reflexionsbeschichtung angeordnet ist. Die Barriereschicht ist aus einem anorganischen Material gebildet und dient als zusätzliche Korrosionsschutzschicht für die Reflexionsbeschichtung. Die Barriereschicht kann zwischen der Verbindungsschicht und der Reflexionsbeschichtung angeordnet sein. Die Barriereschicht ist insbesondere direkt auf der Reflexionsbeschichtung angeordnet. In Draufsicht ist die Korrosionsschutzschicht insbesondere auf der von der Barriereschicht bedeckten Reflexionsschicht angeordnet und kann die Reflexionsschicht teilweise oder vollständig bedecken.
  • Die Korrosionsschutzschicht und die Barriereschicht sind insbesondere für die Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit der Reflexionsbeschichtung eingerichtet. Die Korrosionsschutzschicht und/oder die Barriereschicht können/kann aus einem transparenten Material gebildet sein, das eine niedrigere Gasdurchlässigkeit aufweist als ein Verkapselungsmaterial wie Silikon oder ein anderes Verkapselungsmaterial. Insbesondere sind/ist die Barriereschicht und/oder die Korrosionsschutzschicht gasundurchlässig ausgeführt. Zum Beispiel wird eine vertikale Schichtdicke der Korrosionsschutzschicht und/oder der Barriereschicht derart gewählt, dass die Korrosionsschutzschicht und/oder die Barriereschicht gasundurchlässig ausgebildet sind/ist.
  • Insbesondere weist die Barriereschicht eine Schichtdicke auf, die zwischen einschließlich 1 nm und 100 nm, zwischen einschließlich 1 nm und 50 nm oder zwischen einschließlich 1 nm und 25 nm ist. Die Barriereschicht kann vor dem Anbringen des Bauteils auf die Montagefläche des Trägers aufgebracht werden. Die Korrosionsschutzschicht kann eine vertikale Schichtdicke aufweisen, die zum Beispiel zwischen einschließlich 10 nm und 5000 nm ist. Insbesondere wird die Korrosionsschutzschicht erst nach dem Anbringen des Bauteils auf das Bauteil und auf den Träger aufgebracht.
    Aufgrund der zweifachen Bedeckung der Reflexionsbeschichtung durch gasundurchlässige oder nahezu gasundurchlässige Schichten kann die Reflexionsbeschichtung insbesondere vor Schadgasen effektiv geschützt werden. Im Hinblick auf mechanische oder thermomechanische Spannungen, zum Beispiel beim Verarbeiten oder Auflöten des Bauelements, können Risse, die gleichzeitig oder an gleicher Stelle in beiden Schutzschichten entstehen, vermieden werden. Die Gefahr bezüglich des Eindringens von Schadgasen durch die Risse in die Reflexionsbeschichtung kann somit minimiert werden, wodurch die Langzeitkorrosionsstabilität des Bauelements verbessert ist.
  • Da die Barriereschicht aus einem anorganischen Material gebildet ist, kann die Barriereschicht im Vergleich zu einer Schutzschicht aus einem organischen Material oder aus organisch-chemischen Verbindungen besonders gasdicht ausgestaltet sein. Zum Beispiel kann die Schichtdicke der Barriereschicht aus einem anorganischen Material durch bewährte Beschichtungsverfahren auf einfache Art und Weise eingestellt werden. Zudem kann die Barriereschicht besonders konform zu möglichen Unebenheiten auf der Montagefläche, insbesondere an Kanten und Ecken möglicher Metallisierungen auf der Montagefläche gebildet werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist die Barriereschicht eine dreidimensionale Netzwerkstruktur auf. Somit ist die Barriereschicht insbesondere als eigenständige Schicht ausgeführt. Nach der Erzeugung kann eine solche Barriereschicht unabhängig von weiteren Schichten existieren. Zum Beispiel ist die Barriereschicht als selbsttragende Schicht ausgeführt. Unter einer selbsttragenden Schicht ist eine Schicht zu verstehen, die insbesondere freitragend ist und unter ihrem Eigengewicht nicht zerfällt. Unter Einwirkung des Eigengewichts kann die selbsttragende Schicht jedoch verformt werden.
  • Die dreidimensionale Netzwerkstruktur kann polysiloxanartig, in Nahordnung kristallartig oder ein dreidimensionales Netzwerk aus miteinander verknüpften Makromolekülen sein. Zum Beispiel ist die Barriereschicht aus einem amorphen Material gebildet. In der Nahordnung, insbesondere ausschließlich in der Nahordnung, kann das amorphe Material der Barriereschicht jedoch eine regelmäßige dreidimensionale Netzwerkstruktur aufweisen. Ein solches Material verfügt jedoch keine Fernordnung, also keine regelmäßige und periodische Anordnung von Atomen oder Molekülen fernab von dem Nahordnungsumfeld.
  • Im Vergleich zu einer Schutzschicht aus organischen oder aus organisch-chemischen Verbindungen, etwa im Vergleich zu einer Thiolatbeschichtung, die zum Beispiel in der Druckschrift DE 10 2016 111 566 A1 beschrieben ist, weist die Barriereschicht dergleichen Schichtdicke aus einem anorganischen Material einen deutlich geringeren Durchlässigkeitsgrad für übliche Schadgase auf. Eine Thiolatbeschichtung entsteht zum Beispiel durch Aufbringen eines Thiols auf eine Oberfläche, wodurch sich eine Monolage (Thiolat) auf der Oberfläche ausbildet. Eine Thiolatbeschichtung weist somit keine dreidimensionale Netzwerkstruktur sondern vielmehr eine zweidimensionale Netzwerkstruktur auf.
  • Diese Monolage oder eine Mehrzahl von solchen Monolagen kann zwar verhindern, dass Schadgas-Moleküle, beispielsweise H2S-Moleküle, mit der Oberfläche reagieren. Allerdings bilden die Monolagen keine Netzwerkverknüpfungen in allen drei räumlichen Richtung, sodass die Monolagen keine wirkliche Barriereschicht mit einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur. Die Monolage oder die Mehrzahl von solchen Monolagen bildet somit keine eigenständige Barriereschicht insbesondere mit einer dreidimensionalen Netzwerkstruktur.
  • Da die Thiole zudem organisch-chemische Verbindungen sind, können die Thiolat-Monolagen oft nur auf speziellen Metallen ausgebildet werden. Anders als eine Barriereschicht aus einem anorganischen Material ist die Thiolatbeschichtung daher nicht universal einsetzbar. Außerdem ist die Thiolatbeschichtung als Schutzschicht lediglich für eine geringe Anzahl von Schadgasen geeignet. Eine gasundurchlässige Barriereschicht aus einem anorganischen Material kann im Vergleich zu einer Thiolatbeschichtung oder zu einer Beschichtung aus organisch-chemischen Verbindungen dagegen als geeignete Schutzschicht für eine deutlich größere Anzahl von Schadgasen Anwendung finden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements ist das anorganische Material der Barriereschicht und/oder der Korrosionsschutzschicht ein Oxid, Nitrid-, Oxinitrid-, oder ein Fluoridmaterial. Auch ist es möglich, dass das anorganische Material der Barriereschicht ein siloxan-basiertes, polysiloxan-basiertes oder ein polysiloxanartiges Material ist.
  • Die Barriereschicht und/oder die Korrosionsschutzschicht können/kann eine oder mehrere anorganische Schichten umfassen und zum Beispiel einen Schichtenstapel oder eine Schichtanordnung aufweisen. Bevorzugt ist die anorganische Schicht im Wellenlängenbereich der emittierten Lichts des Bauteils möglichst transparent, um die Effizienz des Bauelements nicht oder nur möglichst gering zu beeinträchtigen. Passende elektrisch isolierende Materialien hierfür sind beispielsweise Oxide, Oxinitride oder Nitride insbesondere aus einem oder mehreren Elementen folgender Gruppe umfassend Silizium, Aluminium, Titan, Zink, Indium, Zinn, Niob, Tantal, Hafnium, Zirkon, Yttrium und Germanium. Die anorganische Schicht kann eine A1203-Schicht, SiO2-Schicht, Si3N4-Schicht, TiO2-Schicht, ZnO2-Schicht, Ta205-Schicht, Ge3N4-Schicht oder eine ZrO2-Schicht sein.
  • Eine anorganische Schicht aus einem siloxanartigen oder polysiloxanartigen Material kann eine durch Abscheidung und mittels Polymerisation, insbesondere mittels Plasmapolymerisation gebildete Schicht sein. Zum Beispiel ist die anorganische Schicht eine plasmapolymerisierte Siloxanschicht, die insbesondere auf Hexamethyldisiloxan, Tetramethyldisiloxan oder auf Divinyltetramethyldisiloxan basiert. Eine solche Schicht kann durch ein Plasmapolymerisationsverfahren im Vakuum oder unter Atmosphärendruck erzeugt werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements ist die Barriereschicht oder die Korrosionsschutzschicht eine elektrisch isolierende Schicht. Es ist jedoch denkbar, dass das anorganische Material der Barriereschicht ein strahlungsdurchlässiges und elektrisch leitfähiges Material ist. Zum Beispiel ist die Barriereschicht aus einem transparenten elektrisch leitfähigen Oxid gebildet.
  • Transparente leitfähige Oxide (TCO) sind transparente und leitfähige Materialien, in der Regel Metalloxide, wie beispielsweise Zinkoxid, Zinnoxid, Cadmiumoxid, Titanoxid, Indiumoxid oder Indiumzinnoxid (ITO). Neben binären Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise ZnO, SnO2 oder In2O3 gehören auch ternäre Metallsauerstoffverbindungen, wie beispielsweise Zn2SnO4, CdSnO3, ZnSnO3, MgIn2O4, GaInO3, Zn2In2O5 oder In4Sn3O12 oder Mischungen unterschiedlicher transparenter leitfähiger Oxide zu der Gruppe der TCOs. Weiterhin entsprechen die TCOs nicht zwingend einer stöchiometrischen Zusammensetzung und können auch p-dotiert oder n-dotiert sein.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements ist die vertikale Schichtdicke der Korrosionsschutzschicht gleich groß oder größer, zum Beispiel mindestens zweimal, mindestens dreimal, mindestens fünfmal, mindestens zehnmal oder mindestens 20-mal größer als die vertikale Schichtdicke der Barriereschicht. Es ist jedoch denkbar, dass die vertikale Schichtdicke der Korrosionsschutzschicht eine geringere Schichtdicke aufweist als die Barriereschicht.
  • Die vertikale Schichtdicke der Barriereschicht kann zwischen einschließlich 1 nm und 100 nm, zwischen einschließlich 1 nm und 25 nm oder zwischen einschließlich 1 nm und 10 nm sein, etwa zwischen 1 nm und 5 nm, zum Beispiel zwischen 1 nm und 3 nm. Bei einer derart dünnen Barriereschicht kann diese zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem Bauteil oder zwischen dem Halbleiterchip und dem Träger auf einfache Art und Weise durchbrochen werden. Außerdem weist die dünne Barriereschicht eine besonders hohe Konformität mit der Umgebung auf, sodass die Reflexionsbeschichtung durch die Barriereschicht besonders gasdicht abgeschlossen ist. Es ist jedoch möglich, dass die Barriereschicht eine Schichtdicke größer als 100 nm oder größer als 200 nm aufweist. Die Barriereschicht kann zum Beispiel aus MgF2 gebildet sein. Zum Beispiel wird die Barriereschicht mittels eines Sputter-Verfahrens, eines plasmaunterstützten chemischen Gasphasenabscheidung-Verfahrens (PECVD: Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition) oder eines Atomlagenabscheidung-Verfahrens (ALD: Atomic Layer Deposition) auf die Montagefläche aufgebracht. Insbesondere die Atomlagenabscheidung eignet sich besonders für die Herstellung einer besonders dünnen Barriereschicht mit einer besonders hohen Konformität mit der Umgebung.
  • Die vertikale Schichtdicke der Korrosionsschutzschicht kann zwischen einschließlich 10 nm und 5000 nm sein, zum Beispiel zwischen einschließlich 10 nm und 1000 nm, zwischen einschließlich 10 nm und 500 nm oder zwischen einschließlich 10 nm und 200 nm. Die Korrosionsschutzschicht kann mit dem gleichen Verfahren und/oder Material wie die Barriereschicht gebildet werden. Da für die Korrosionsschutzschicht jedoch auch größere Schichtdicken gewünscht sind und dadurch auch keine ganz so hohe Konformität erforderlich ist, können unter anderen Gesichtspunkten wie zum Beispiel Durchsatz, Kosten, Effizienz auch andere Verfahren und Materialien für die Bildung der Korrosionsschutzschicht eingesetzt werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements ist das Bauteil oder der Halbleiterchip über zumindest eine elektrische Verbindungsstruktur oder über mehrere elektrische Verbindungsstrukturen mit dem Träger elektrisch leitend verbunden. Insbesondere erstreckt sich die elektrische Verbindungsstruktur entlang der vertikalen Richtung durch die Barriereschicht hindurch bis zur Montagefläche. Die Barriereschicht ist insbesondere elektrisch isolierend ausgebildet. Ist die Barriereschicht elektrisch leitfähig, ist es alternativ möglich, dass die Verbindungsstruktur auf der Barriereschicht endet und mit dieser elektrisch leitend verbunden ist.
  • Die Verbindungsstruktur kann eine Drahtverbindung, etwa ein Bonddraht oder eine Leiterbahn, oder eine Anschlusssäule sein, oder ein elektrisch leitfähiger Klebstoff bzw. ein elektrisch leitfähiges Verbindungsmaterial als Verbindungschicht sein. Es ist möglich, dass sich die Verbindungsstrukturen ausschließlich auf einer der Montagefläche abgewandten Vorderseite, ausschließlich auf einer der Montagefläche zugewandten Rückseite oder teilweise auf der Vorderseite und teilweise auf der Rückseite des Bauteils oder des Halbleiterchips befinden. Mit anderen Worten kann das Bauteil oder der Halbleiterchip ausschließlich über seine Vorderseite, ausschließlich über seine Rückseite oder teilweise über die Vorderseite und teilweise über die Rückseite extern elektrisch kontaktierbar sein. Die Verbindungsstruktur kann mittelbar oder unmittelbar an die Barriereschicht angrenzen.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements ist der Träger Teil eines Gehäuses, wobei der Träger von einem nicht-metallischen Gehäuserahmen lateral umschlossen ist. Der Gehäuserahmen kann eine Kavität aufweisen, auf deren Bodenfläche das Bauteil oder der Halbleiterchip angeordnet ist. Die Kavität kann eine umlaufende Mantelfläche aufweisen, die von der Barriereschicht bedeckt sein kann. Die Mantelfläche kann von der Barriereschicht teilweise oder vollständig bedeckt sein.
  • Zum Beispiel ist der Träger in Form eines Leiterrahmens ausgeführt. Der Träger kann einen ersten Teilabschnitt, der zum Beispiel einer ersten Elektrode des Bauelements zugeordnet ist, und einen zweiten Teilabschnitt, der zum Beispiel einer zweiten Elektrode zugeordnet ist, aufweisen, wobei der erste Teilabschnitt in lateraler Richtung von dem zweiten Teilabschnitt beabstandet ist. Insbesondere über den Gehäuserahmen ist der erste Teilabschnitt mit dem zweiten Teilabschnitt mechanisch verbunden. Entlang der vertikalen Richtung können/kann der erste und/oder zweite Teilabschnitt durch den Gehäuserahmen hindurch erstrecken. Der Gehäuserahmen ist insbesondere elektrisch isolierend ausgebildet und kann ein Vergusskörper sein. Die Montagefläche des Bauelements kann durch Oberfläche/n des ersten Teilabschnitts und/oder des zweiten Teilabschnitts gebildet sein.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements ist der Halbleiterchip im Betrieb des Bauelements zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung zum Beispiel im infraroten, sichtbaren oder ultravioletten Spektralbereich eingerichtet. Insbesondere ist der Halbleiterchip ein Volumenemitter. Bei einem Volumenemitter kann die im Betrieb des Halbleiterchips erzeugte elektromagnetische Strahlung nicht nur über die Vorderseite, sondern auch über die Rückseite und über die Seitenflächen des Halbleiterchips ausgekoppelt werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements ist der Halbleiterchip mittels einer Verbindungsschicht auf der Barriereschicht befestigt. Die Verbindungsschicht ist insbesondere elektrisch isolierend ausgeführt. Die Verbindungsschicht kann eine Klebeschicht sein. Zum Beispiel weist die Verbindungsschicht Reflexionspartikel zum Reflektieren elektromagnetischer Strahlung, Partikel zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit oder elektrisch leitfähige Partikel auf. Die Wärmeleitpartikel oder die Reflexionspartikel können in einem insbesondere klebenden Matrixmaterial der Verbindungsschicht eingebettet sein. Auch ist es möglich, dass die Verbindungsschicht frei von Reflexionspartikeln und/oder frei von zusätzlichen Partikeln zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit ist. Es ist auch denkbar, dass die Verbindungsschicht aus einem mit elektrisch leitfähigen Partikeln, z.B. Silberpartikeln, gefüllten Klebstoff zur zusätzlichen elektrischen Kontaktierung ausgeführt ist.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements sind die Korrosionsschutzschicht und die Barriereschicht aus dem gleichen Material gebildet. Die Korrosionsschutzschicht und die Barriereschicht können mittels des gleichen Herstellungsverfahrens nacheinander gebildet sein. Insbesondere wird die Barriereschicht vor dem Anbringen des Halbleiterchips auf die Reflexionsbeschichtung aufgebracht. Die Korrosionsschutzschicht kann insbesondere nach dem Anbringen des Halbleiterchips auf den Halbleiterchip und/oder auf die Barriereschicht aufgebracht werden. Abweichend davon ist es möglich, dass die Korrosionsschutzschicht und die Barriereschicht aus verschiedenen Materialien gebildet oder durch verschiedene Herstellungsverfahren hergestellt werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements ist die Reflexionsbeschichtung eine Silberbeschichtung. Der Halbleiterchip ist ein Volumenemitter, der mittels der Verbindungsschicht auf der Barriereschicht befestigt ist. Die Verbindungsschicht kann ein klebendes Matrixmaterial aufweisen, in dem Reflexionspartikel oder Wärmeleitpartikel eingebettet sind. Abweichend von einer Silberbeschichtung kann allerdings eine andere insbesondere metallische Beschichtung wie Aluminium- oder Goldbeschichtung verwendet werden oder eine aus einer Legierung bestehenden Beschichtung, insbesondere einer silberbasierten Legierung.
  • Eine Silberbeschichtung wird jedoch bevorzugt, weil Silber neben der elektrischen und thermischen Anbindung des Bauteils eine sehr hohe Reflektivität für das sichtbare Lichtspektrum aufweist und somit die Helligkeit beziehungsweise Effizienz des Bauelements erhöht. Dies kann vor allem für Bauformen mit geklebten Volumenemitter-Chips entscheidend sein, da ein großer Anteil des von einem Volumenemitter erzeugten Lichts auf die Reflexionsbeschichtung trifft. Da Silber sehr korrosionsempfindlich ist, vor allem gegenüber korrosiven Gasen wie H2S, kann sich die Reflexionsbeschichtung im Normalfall schnell dunkel bis schwarz verfärben. Dadurch wird weniger Licht reflektiert. Zudem ist die Reflektion durch die Verfärbung wellenlangenabhängig. Das Bauelement leuchtet daher dunkler und in einer veränderten Lichtfarbe.
  • Um einer Korrosion der Reflexionsbeschichtung vorzubeugen weist das Bauelement eine Korrosionsschutzschicht und eine Barriereschicht auf, wobei die Barriereschicht als zusätzliche Korrosionsschutzschicht dient. Zusätzlich kann das Bauelement einen Verguss aufweisen, der in Draufsicht den Halbleiterchip insbesondere vollständig bedeckt. Der Verguss ist insbesondere zur Verkapselung des Halbleiterchips eingerichtet und kann ein Silikon-Verguss oder ein Verguss aus Epoxidharz oder ein Hybridmaterial sein. Da Silikone gegenüber Epoxidharzen deutlich lichtstabiler sind und weniger stark altern, werden Silikone gegenüber Epoxidharzen bevorzugt. Auch das Matrixmaterial der Verbindungsschicht kann aus einem Silikon gebildet sein. Eine Kombination aus dem Verguss, der Korrosionsschutzschicht und der Barriereschicht kann die Reflexionsbeschichtung vor einer möglichen Korrosion besonders gut schützen, da der Verguss, die Korrosionsschutzschicht und die Barriereschicht aus verschiedenen Materialien gebildet sein können und somit ein Eindringen unterschiedlicher Schadgase in die Reflexionsbeschichtung besonders effektiv verhindern können.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements ist die Barriereschicht elektrisch isolierend ausgeführt. Der Halbleiterchip kann über elektrische Verbindungsstrukturen mit dem Träger elektrisch leitend verbunden sein, wobei sich die elektrischen Verbindungsstrukturen entlang der vertikalen Richtung durch die Barriereschicht hindurch erstrecken und dabei mittelbar oder unmittelbar an die Barriereschicht angrenzen können. Ist die Barriereschicht jedoch elektrisch leitfähig ausgeführt, können die elektrischen Verbindungsstrukturen auf der Barriereschicht angeordnet sein und insbesondere im direkten elektrischen Kontakt mit der Barriereschicht stehen.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist dieses ein elektronisches Bauteil auf. Das Bauteil kann ein weiterer optoelektronischer Halbleiterchip, eine Schutzdiode, etwa ein ESD-Chip (Electrostatic Discharge Chip) oder ein IC-Chip (Integrated Circuit Chip) sein. Insbesondere ist das Bauteil mit dem Halbleiterchip elektrisch leitend verbunden. Zum Beispiel ist das Bauteil auf der Barriereschicht angeordnet ist, wobei das Bauteil in Draufsicht von der Korrosionsschutzschicht bedeckt, insbesondere vollständig bedeckt ist. Das Bauelement kann eine Mehrzahl von Bauteilen etwa in Form von lichtemittierenden Halbleiterchips, lichtdetektierenden Halbleiterchips, Schutzdioden und/oder IC-Chips aufweisen. Auch ist es möglich, dass ein Bauteil mehrere elektronische Komponenten wie optoelektronische Halbleiterchips, ESD-Chips oder IC-Chips beinhaltet. Nicht lichtemittierende oder detektierende Chips wie ESD-Chip, IC-Chip können auch durchaus innerhalb des Gehäuses eingeschlossen sein. Zum Beispiel können sie beim Spritzgießen um den Leiterrahmen oder beim Formen einer Kavität etwa durch Vergießen/Dosieren eines Silikonringes eingeschlossen/bedeckt werden.
  • In einer Ausführungsform einer Lichtquelle weist diese ein Bauelement, insbesondere ein hier beschriebenes Bauelement auf, wobei das Bauteil oder der Halbleiterchip im Betrieb des Bauelements zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung im sichtbaren, infraroten oder im ultravioletten Spektralbereich eingerichtet ist. Die Lichtquelle kann in der Allgemeinbeleuchtung, in einem Fahrzeug, etwa in Außen- und Innenbeleuchtung eines Fahrzeugs oder in einem Scheinwerfer eines Fahrzeugs eingesetzt werden. Auch ist es denkbar, dass die Lichtquelle oder das Bauelement in elektronischen Geräten, Handys, Touchpads, Laserdrucker, Kameras, Erkennungskameras, Displays oder in Systemen aus LEDs, Sensoren, Laserdioden und/oder Detektoren Anwendung finden.
  • In mindestens einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements wird ein Träger bereitgestellt. Der Träger weist eine Montagefläche auf, die insbesondere mit einer Reflexionsbeschichtung versehen ist. Eine Barriereschicht wird auf die Reflexionsbeschichtung aufgebracht, wobei die Barriereschicht aus einem anorganischen Material gebildet ist. Bevorzugt dient die Barriereschicht als zusätzliche Korrosionsschutzschicht für die Reflexionsbeschichtung. Insbesondere nach dem Aufbringen der Barriereschicht wird ein Halbleiterchip auf dem Träger angebracht. Zum Beispiel wird der Halbleiterchip mittels einer Verbindungsschicht auf dem Träger geklebt. Insbesondere nach dem Anbringen des Halbleiterchips wird eine Korrosionsschutzschicht auf den Halbleiterchip aufgebracht. Der Halbleiterchip ist in vertikaler Richtung zwischen der Reflexionsbeschichtung und der Korrosionsschutzschicht angeordnet. Die Barriereschicht ist in der vertikalen Richtung zumindest bereichsweise zwischen dem Halbleiterchip und der Reflexionsbeschichtung angeordnet.
  • Insbesondere wird die Korrosionsschutzschicht auf den Halbleiterchip und/oder auf die umliegenden Flächen der Reflexionsschicht aufgebracht, erst nachdem alle elektrischen Kontaktierungen des Halbleiterchips erfolgt sind. Der Flächenschutz durch die Korrosionsschutzschicht kann in der Regel recht gut sein. Ist die Korrosionsschutzschicht jedoch als dünne, harte oder spröde Schutzschicht ausgeführt, kann diese anfällig für mechanische oder thermomechanische Spannungen sein, wobei mögliche Risse in der Korrosionsschutzschicht entstehen, wodurch Schadgase hindurchdiffundieren können. Mögliche Risse sind vor allem an Materialübergängen kritisch, speziell an einer Grenzfläche zur weichen zum Beispiel silikonbasierten Verbindungsschicht. Durch die Barriereschicht, die als zusätzliche Korrosionsschutzschicht dient und zwischen der Reflexionsbeschichtung und der Korrosionsschutzschicht angeordnet ist, kann die Reflexionsbeschichtung vor Schadgasen besonders effektiv geschützt werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Barriereschicht vor dem Anbringen des Halbleiterchips mittels Atomlagenabscheidung oder mittels eines Beschichtungsverfahrens auf die Reflexionsbeschichtung derart aufgebracht, dass die Barriereschicht als eigenständige Schicht auf der Reflexionsbeschichtung gebildet wird. Da die Barriereschicht vor dem Anbringen oder Aufkleben des Halbleiterchips oder des Bauteils abgeschieden wird, können auch Bereiche unterhalb des Halbleiterchips oder des Bauteils, also Bereiche zwischen dem Halbleiterchip oder dem Bauteil und der Reflexionsbeschichtung, vor Korrosion geschützt werden.
  • Zum Beispiel nach dem Aufkleben wird das Bauteil elektrisch kontaktiert, insbesondere elektrisch drahtkontaktiert. Das Bauteil kann ein optoelektronischer Halbleiterchip, ein ESD-Chip oder ein IC-Chip sein. Um das Drahtkontaktieren des Bauteils zu erleichtern, kann die Barriereschicht besonders dünn ausgestaltet sein, da eine zu dicke Schicht das Drahtkontaktieren verhindert oder zumindest entscheidend erschwert. Bei einer dünnen Schichtdicke von unter 25 nm, unter 20 nm, insbesondere unter 10 nm, zum Beispiel zwischen einschließlich 1 nm und 5 nm oder zwischen einschließlich 1 nm und 3 nm, ist die Ausbildung eines stabilen elektrischen Kontakts zwischen dem Bauteil und dem Träger durch die Barriereschicht hindurch ohne großen Aufwand durchführbar. Um bei solch geringer Schichtdicke den ausreichenden Schutz zu erzielen, ist die Barriereschicht möglichst konform und dicht ausgeführt, sodass die Barriereschicht vor allem vor Schadgase wie H2S gasundurchlässig ausgebildet ist. Mittels entsprechender Abscheidemethoden wie Atomlagenabscheidung, PECVD oder Kathodenzerstäubung kann die Schichtdicke unabhängig vom Materialsystem beziehungsweise Schichtmaterial sehr genau eingestellt werden. Im Gegensatz hierzu ist die Einstellung der Schichtdicke bei einer Thiolatbeschichtung deutlich schwieriger, da die Schichtdicke der Thiolatbeschichtung durch das Material, insbesondere durch die Moleküllänge gegeben ist.
  • Je nach Ausführung vom Träger, Drahtstärke, Drahtmaterial und Material der Barriereschicht kann das elektrische Kontaktieren, etwa das Drahtkontaktieren, auch dickere Schichten durchbrechen. Die Barriereschicht kann dicker als 10 nm, 25 nm, 50 nm oder dicker als 100 nm ausgebildet sein. Anschließend werden Bauteile wie zum Beispiel LED-Chips, Schutzdioden oder weitere Chips mit integrierten Schaltungen aufgeklebt und durch die Barriereschicht hindurch drahtkontaktiert. Eine ausreichend dünne Barriereschicht bricht beim Drahtkontaktieren leicht auf und ermöglicht so einen ausreichend guten elektrischen Kontakt.
  • Bei Verwendung eines sehr konformen Abscheidungsverfahrens, wie zum Beispiel ALD, kann auch die Rückseite des Bauelements oder des Trägers und damit die Lotfläche zumindest teilweise beschichtet werden. Es konnte bereits gezeigt werden, dass bei ausreichend dünner Ausprägung der Schicht diese während des Lotvorgangs vom Lot oder vom Flussmittel abgelöst wird und das Löten nicht signifikant beeinträchtigt wird.
  • Aufgrund der geringen Schichtdicke der Barriereschicht ist der Flächenschutz möglicherweise noch nicht ausreichend genug zum Beispiel für höhere Korrosionsschutz-Anforderungen. Außerdem kann während des Drahtkontaktierens der Schutz im Bereich des Drahtkontaktes geschwächt werden, wodurch eine zweite Beschichtung je nach Anforderungen an die Korrosionsstabilität eventuell notwendig sein kann. Nach dem Drahtkontaktieren der Bauteile kann daher die Korrosionsschutzschicht auf die Bauteile und/oder auf die Montagefläche aufgebracht werden. Mit einer solchen Schicht kann ein noch besserer Korrosionsschutz erzielt werden. Anschließend kann das Bauelement, insbesondere das LED-Bauelement weiter prozessiert werden, beispielsweise mit einem Silikonverguss, Konversionsschritten oder ähnlichem, bis hin zum fertigen, vereinzelten Bauelement.
    Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Barriereschicht derart strukturiert ausgebildet, dass die Reflexionsbeschichtung Teilbereiche aufweist, die in Draufsicht von der Barriereschicht nicht bedeckt sind. Insbesondere ist der Halbleiterchip an den nicht bedeckten Teilbereichen mit dem Träger elektrisch leitend verbunden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist der Träger als Teil eines Gehäuses ausgeführt, der von einem nicht-metallischen Gehäuserahmen lateral umschlossen ist. Der Gehäuserahmen kann mittels eines Vergussverfahrens oder eines Kunststoffformgebungsverfahrens gebildet werden. Insbesondere weist der Gehäuserahmen eine Kavität zur Aufnahme des Bauteils oder des Halbleiterchips auf. Die Barriereschicht wird insbesondere nach dem Ausbilden des Gehäuserahmens auf die Reflexionsbeschichtung und/oder auf eine umlaufende Mantelfläche der Kavität aufgebracht, sodass die Mantelfläche von der Barriereschicht bedeckt ist.
  • Unter einem Vergussverfahren oder einem Kunststoffformgebungsverfahren wird allgemein ein Verfahren verstanden, mit dem eine Formmasse, in diesem Fall der Gehäuserahmen, bevorzugt unter Druckeinwirkung gemäß einer vorgegebenen Form ausgestaltet und erforderlichenfalls ausgehärtet wird. Insbesondere umfasst der Begriff „Vergussverfahren“ oder „Kunststoffformgebungsverfahren“ zumindest Dosieren/Dispensieren (dispensing), Jet-Dispensieren (jetting), Spritzen (molding), Spritzgießen (injection molding), Spritzpressen (transfer molding) und Formpressen (compression molding).
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die Barriereschicht nach dem Ausbilden des Gehäuserahmens auf die Bodenfläche und/oder auf die Mantelfläche der Kavität aufgebracht. Die Barriereschicht kann vollflächig auf die Bodenfläche der Kavität aufgebracht werden und gegebenenfalls in einem nachfolgenden Verfahrensschritt strukturiert werden. Alternativ ist es möglich, dass eine Maske beim Aufbringen der Barriereschicht verwendet wird, so dass die Barriereschicht strukturiert auf die Bodenfläche der Kavität aufgebracht wird. Das Aufbringen der Barriereschicht erfolgt somit vor dem Aufbringen des Halbleiterchips auf die Montagefläche und so vor der elektrischen Kontaktierung des Halbleiterchips.
  • Alternativ ist es möglich, dass die Barriereschicht vor dem Ausbilden des Gehäuserahmens auf die Reflexionsbeschichtung aufgebracht wird. Die Barriereschicht kann nach dem Ausbilden des Gehäuserahmens bereichsweise von dem Gehäuserahmen umschlossen sein. Mit anderen Worten kann die Ausbildung der Barriereschicht vor dem Verguss- oder Kunststoffformgebungsverfahren durchgeführt werden, insbesondere nachdem die Reflexionsbeschichtung, insbesondere die reflektive Silberschicht, auf die Montagefläche abgeschieden ist. Damit kann eine weitere Schwachstelle, nämlich der Übergang vom Beschichtungsmaterial, insbesondere Silber, zum vergossenen Gehäuse, entschärft werden. Ein solcher Übergang kann nämlich bei der weiteren Prozessführung des Bauelements möglicherweise aufgerissen werden, wenn die Barriereschicht erst nach dem Verguss- oder Kunststoffformgebungsverfahren beschichtet wird.
  • Außerdem ergibt sich dadurch die weitere Möglichkeit, dass die Barriereschicht als elektrisch leitfähige transparente Schicht ausgeführt ist. Entsprechend kann die Barriereschicht derart ausgebildet sein, dass sie zum Beispiel das Entgraten (Englisch: Deflashing) nach dem Verguss- oder Kunststoffformgebungsverfahren unbeschadet übersteht. Die Barriereschicht kann strukturiert ausgebildet sein, um das elektrische Kontaktieren vom ESD-Chip oder von anderen Chips beispielsweise mittels einer elektrisch leitenden klebenden Verbindungsschicht, etwa mittels einer Silberleitkleberschicht, zu vereinfachen. Ein solches Strukturieren kann vor dem Ausbilden der Barriereschicht beispielsweise mit Hilfe einer Lackschicht oder durch nachträgliches lokales Entfernen der Barriereschicht realisiert werden. Das lokale Entfernen erfolgt zum Beispiel mittels Laserablation, Ionenbeschuss oder ähnlicher Verfahren oder auch mechanisch beispielsweise durch Abreiben, Fräsen, Stempeln oder Ähnliches.
  • Grundsätzlich kann ein Strukturieren auch im Bereich der elektrischen Kontakte vorgenommen werden, um zum Beispiel das Drahtkontaktieren zu vereinfachen. Der Charme einer dünnen und insbesondere konformen Beschichtung liegt jedoch darin, dass dies eben nicht notwendig ist. Durchbricht eine Verbindungsstruktur die Barriereschicht, kann die Verbindungsstruktur unmittelbar an die Barriereschicht angrenzen. Die Verbindungsstruktur kann ein Bonddraht oder eine Anschlusssäule sein. Das Bauelement kann eine Mehrzahl von solchen Verbindungsstrukturen aufweisen. Um die Schichthaftung zu verbessern, kann zum Beispiel mittels einer Plasmabehandlung eine Oberflächenvorbehandlung oder eine Oberflächenreinigung vor der Abscheidung der Barriereschicht oder der Korrosionsschutzschicht oder vor der Abscheidung dieser beiden Schichten durchgeführt werden.
  • Mit der Barriereschicht und der Korrosionsschutzschicht kann das Bauelement härteren Korrosionsbedingungen ausgesetzt werden. Mit Hilfe derartiger Beschichtungen können mit Silber beschichtete Substrate insbesondere für LED-Bauelemente für den Einsatz zum Beispiel in korrosiver Umgebung verwendet oder somit für einen größeren Anwendungsbereich. Die Beschichtung mit Silber ist deutlich kostengünstiger als zum Beispiel mit Gold und führt zudem durch die höhere Reflektivität zu deutlich effizienteren Bauelementen. Des Weiteren wird dadurch der Einsatz von Volumenemitter-Chips mit weiteren Kosten- und Effizienzvorteilen ermöglicht.
  • Gegenüber einer einzigen Beschichtung ausschließlich nach dem elektrischen Kontaktieren der Bauteile kann hier auch der Bereich unter diesen und/oder unter der Verbindungsschicht besser geschützt werden, nämlich sowohl vor Korrosion durch Schadgase als auch vor Alterung durch Feuchtigkeit und Kontakt mit dem Klebstoff der Verbindungsschicht. Außerdem kann das Material der Barriereschicht aufgrund der geringen Dicke hinsichtlich der Haftung etwa zum silberbeschichteten Träger gewählt oder optimiert werden, ohne große Rücksicht auf Effizienzeinbüßen nehmen zu müssen, welche bei einer dickeren Beschichtung ausschließlich nach dem elektrischen Kontaktieren eine einschränkende Nebenbedingung ist. Durch die hier genannte Beschichtung werden zudem zum Beispiel silberbeschichtete Träger oder silberne Bonddrähte vor Verfärbung vor allem bei Verwendung von hochphenylisierten oder HRI-Silikonen zur Verkapselung geschützt. Letztere bieten den Vorteil einer höheren Helligkeit oder eine gesteigerte Effizienz des Bauelements.
  • Das oben beschriebene Verfahren ist für die Herstellung eines hier beschriebenen Bauelements besonders geeignet. Die im Zusammenhang mit dem Bauelement beschriebenen Merkmale können daher auch für das Verfahren herangezogen werden und umgekehrt.
  • Weitere bevorzugte Ausführungsformen des Bauelements sowie des Verfahrens ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den 1A bis 4 erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
    • 1A, 1B und 1C schematische Darstellungen einiger Ausführungsbeispiele eines Bauelements,
    • 2A, 2B, 2C und 2D schematische Darstellungen einiger weiterer Ausführungsbeispiele eines Bauelements, und
    • 3 und 4 schematische Darstellungen weiterer Ausführungsbeispiele eines Bauelements mit mehreren Bauteilen.
  • 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 werden.
  • 1A zeigt schematisch eine Seitenansicht eines optoelektronischen Bauelements 100. Das optoelektronische Bauelement 100 ist zum Beispiel ein Leuchtdioden-Bauelement.
  • Das Bauelement 100 umfasst einen Träger 1, der zum Beispiel einen elektrisch isolierenden Grundkörper, etwa ein keramisches Substrat umfasst. Der Träger 1 weist eine Vorderseite 1V und eine Rückseite 1R auf, die der Vorderseite 1V gegenüberliegt. Zum Beispiel ist die Vorderseite 1V bereichsweise durch Oberflächen einer ersten Metallisierung 91A und einer zweiten Metallisierung 92A gebildet. Die Vorderseite 1V kann bereichsweise durch Oberflächen des Grundkörpers des Trägers 1 gebildet sein.
  • Die Metallisierungen 91A und 92A sind insbesondere voneinander elektrisch isoliert und auf dem Grundkörper des Trägers 1 angeordnet. Auf der Rückseite 1R des Trägers 1 befinden sich eine dritte Metallisierung 91B und eine vierte Metallisierung 92B, die voneinander elektrisch isoliert sind. Insbesondere sind die Metallisierungen 91A und 92A auf der Vorderseite 1V und die entsprechenden Metallisierungen 91B und 92B auf der Rückseite 1R über Durchkontakte 91 und 92 miteinander elektrisch leitend verbunden. Die Durchkontakte 91 und 92 erstrecken sich entlang der vertikalen Richtung insbesondere durch den Grundkörper des Trägers 1 hindurch.
  • Die Oberflächen der Metallisierungen 91A und 92A können eine Montagefläche 1M des Trägers 1 bilden. Die Vorderseite 1V des Trägers 1 bildet somit die Montagefläche 1M für elektronische Bauteile 2 und 2B, zum Beispiel für einen optoelektronischen Halbleiterchip 2. Die Metallisierung 91A ist mit einer Reflexionsbeschichtung 4 versehen. Das heißt, dass die Montagefläche 1M mit der Reflexionsbeschichtung 4 beschichtet ist. Die weitere Metallisierung 92A kann ebenfalls mit der Reflexionsbeschichtung 4 versehen sein. Zum Beispiel ist die Reflexionsbeschichtung 4 eine Silberschicht oder eine silberhaltige Reflexionsschicht. Abweichend von der 1A es möglich, dass die Metallisierungen 91A und 92A selbst als Reflexionsschichten, etwa als Silberbeschichteten oder als silberhaltige Reflexionsschichten, ausgeführt sind.
  • Das Bauteil 2 oder 2B, welches ein lichtemittierender Halbleiterchip 2 sein kann, weist eine Vorderseite 2V und eine der Vorderseite 2V gegenüberliegende Rückseite 2R auf. Im Betrieb des Bauelements 100 ist das Bauteil 2 insbesondere zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung eingerichtet. Das Bauteil 2 ist mit seiner Rückseite 2R auf der Montagefläche 1M angeordnet. Zum Beispiel ist das Bauteil 2 mittels einer Verbindungsschicht 6 auf der Montagefläche 1M befestigt, insbesondere mittels einer klebenden Verbindungsschicht 6 auf der Montagefläche 1M geklebt.
  • Die Verbindungsschicht 6 weist ein Matrixmaterial 6A, insbesondere ein haftvermittelndes Matrixmaterial 6A auf. In dem Matrixmaterial 6A können Reflexionspartikel 6P eingebettet sein, die insbesondere zum Reflektieren der im Betrieb des Bauelements 100 von dem Bauteil 2 emittierten elektromagnetischen Strahlung eingerichtet sind. Somit ist zwischen der Rückseite 2R des Halbleiterchips 2 und der Vorderseite der Reflexionsbeschichtung 4 eine Verbindungsschicht 6 insbesondere aus einem Klebstoff angeordnet. Der Klebstoff kann ein oder mehrere der folgenden Materialien umfassen: Silikon- oder Siloxan-basierte Materialien, Silikon-Epoxid, Epoxid und Acrylat. Die Rückseite 2R des Halbleiterchips 2 kann vollständig, von der Verbindungsschicht 6 bedeckt sein.
  • Die Reflexionspartikel 6P können als weiße Reflexionspartikel ausgebildet sein. Somit bewirken die Reflexionspartikel 6P einen weißen Farbeindruck. Weiße Reflexionspartikel sind insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass sie besonders effizient emittierte elektromagnetische Strahlung reflektieren können und den Farbort der emittierten elektromagnetischen Strahlung nicht verändern.
  • Zwischen der Verbindungsschicht 6 und der Reflexionsbeschichtung 4 ist eine Barriereschicht 5 angeordnet. Die Barriereschicht 5 kann im direkten Kontakt mit der Reflexionsbeschichtung 4 und/oder mit der Verbindungsschicht 6 sein. Die Reflexionsbeschichtung 4 kann teilweise oder vollständig oder bis auf die elektrischen Kontaktstellen vollständig durch die Barriereschicht 5 bedeckt sein. Es ist möglich, dass die Verbindungsschicht 6 sowohl unmittelbar an die die Barriereschicht 5 als auch unmittelbar an die Rückseite 2R des Bauteils 2 angrenzt.
  • Wie in der 1A schematisch dargestellt ist das Bauteil 2 oder der Halbleiterchip 2 mittels zweier Verbindungsstrukturen 8 etwa in Form von Bonddrähten 8 an seiner Vorderseite 2V mit dem Träger 1, insbesondere mit den Metallisierungen 91A und 92B, elektrisch leitend verbunden. Ein erster Bonddraht 81 bildet zum Beispiel eine elektrische Verbindung zwischen einer hier nicht gezeigten ersten elektrischen Chipkontaktfläche auf der Vorderseite 2V des Halbleiterchips 2 und der ersten Metallisierung 91A. Ein zweiter Bonddraht 82 kann eine elektrische Verbindung zwischen einer hier nicht gezeigten zweiten elektrischen Chipkontaktfläche auf der Vorderseite 2V des Halbleiterchips 2 und der zweiten Metallisierung 92A bilden. Die Bonddrähte 8 können im direkten elektrischen Kontakt mit den Teilbereichen 4T der Reflexionsbeschichtung 4 stehen.
  • Die Reflexionsbeschichtung 4 ist insbesondere in einen ersten Teilbereich 41 und in einen von dem ersten Teilbereich 41 räumlich getrennten zweiten Teilbereich 42 unterteilt. Der erste Teilbereich 41 ist in Draufsicht auf den Träger 1 insbesondere von dem Halbleiterchip 2 und von der Verbindungsschicht 6 teilweise bedeckt. Der zweite Teilbereich 42 ist insbesondere von dem ersten Teilbereich 41 elektrisch isoliert und kann frei von einer Bedeckung durch den Halbleiterchip 2 und/oder durch die Verbindungsschicht 6 sein. Es ist möglich, dass der erste Teilbereich 41 in Draufsicht die erste Metallisierung 91A bedeckt, insbesondere vollständig bedeckt. Der zweite Teilbereich 42 kann in Draufsicht die zweite Metallisierung 92A teilweise oder vollständig bedecken.
  • In 1A ist eine Korrosionsschutzschicht 7 insbesondere in Form einer anorganischen Beschichtung auf dem Halbleiterchip 2 und auf der Barriereschicht 5 angeordnet. In Draufsicht auf den Träger 1 kann die Korrosionsschutzschicht 7 freiliegende Oberflächen des Trägers 1, freiliegende Oberflächen der Metallisierungen 91A und 92A und/oder des Grundkörpers des Trägers 1, freiliegende Oberflächen der Reflexionsbeschichtung 4, des Halbleiterchips 2 und/oder der Verbindungsstrukturen 8 teilweise oder vollständig bedecken. Zum Beispiel sind die Vorderseite 1V und die Seitenflanken 2S des Halbleiterchips 2 von der Korrosionsschutzschicht 7 teilweise oder vollständig bedeckt.
  • Selbst wenn die Korrosionsschutzschicht 7 im Bereich der Grenzfläche zwischen Verbindungsschicht 6 und Korrosionsschutzschicht 7 oder in anderen Bereichen Risse bekommen sollte, so steht noch die Barriereschicht 5 als zusätzlicher Korrosionsschutz für die Reflexionsbeschichtung 4 zur Verfügung. Dadurch wird bewirkt, dass bevorzugt alle Teilbereiche 4T der Reflexionsbeschichtung 4, insbesondere auch der Teilbereich unterhalb des Halbleiterchips 2, effizient gegen Korrosion geschützt sind. In Draufsicht auf den Träger 1 ist die Reflexionsbeschichtung 4 insbesondere an jeder Stelle sowohl durch die Barriereschicht 5 als auch durch die Korrosionsschutzschicht 7 vor Korrosion geschützt.
  • Gemäß 1A ist ein Verguss 3M derart gebildet, dass dieser in Draufsicht auf den Träger 1 die Korrosionsschutzschicht 7, den Halbleiterchip 2, die Barriereschicht 5 und den Träger 1 bedeckt, insbesondere vollständig bedeckt. Der Halbleiterchip 2 und die Verbindungsstrukturen 8 sind mittels des Vergusses 3M verkapselt und sind somit teilweise in dem Verguss 3M eingebettet. Der Verguss 3M ist insbesondere aus einem strahlungsdurchlässigen, insbesondere transparenten Material gebildet. Zum Beispiel ist der Verguss 3M bezüglich seiner Schichtdicke und der Materialauswahl derart ausgeführt, dass dieser für einen großen Teil, zum Beispiel für mindestens 50 %, 60 %, 70 %, 80 % oder für mindestens 90 % der von dem Halbleiterchips 2 emittierten elektromagnetischen Strahlung insbesondere im sichtbaren, ultravioletten oder im infraroten Spektralbereich durchlässig ist.
  • Der Verguss 3M kann ein Epoxidharz, Polysiloxan, Silikon oder ein silikonhaltiges Hybridmaterial enthalten. Auch ist es möglich, dass der Verguss 3M ein mit Partikeln wie Leuchtstoffpartikel, Streumaterialien oder andere Partikel gefülltes Silikon-Material, Polysiloxan, Epoxidharz oder silikonhaltiges Hybridmaterial enthält. In dem in 1A gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Verguss 3M eine rechteckartige Form auf. Es ist möglich, dass der Verguss 3M eine andere Geometrie aufweist, etwa eine Geometrie mit einer kuppelartigen Form.
  • Abweichend von 1A kann der Träger 1 in Form einer Leiterplatte ausgeführt sein. Die Metallisierungen 91A und 92A können als Leiterbahnen oder Anschlussflächen ausgeführt sein. Alternativ kann der Träger 1 aus einem metallischen Leiterrahmen gebildet sein, der insbesondere von einem elektrisch isolierenden Material des Grundkörpers des Trägers 1 lateral umschlossen ist. In diesem Fall kann der Leiterrahmen durch die Metallisierungen 91A, 92A, 91B und/oder 92B gebildet sein.
  • Das in der 1B dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in der 1A dargestellten Ausführungsbeispiel für ein Bauelement 100. Im Gegensatz hierzu weist das Bauteil 2 oder 2B lediglich einen einzigen Bonddraht 82 auf. Zur elektrischen Kontaktierung des Bauteils 2 oder 2B weist dieses neben dem Bonddraht 81 eine rückseitige Verbindungsstruktur 8 insbesondere in Form einer rückseitigen Anschlusssäule 81 auf. Die rückseitige Anschlusssäule 81 erstreckt sich insbesondere durch die Barriereschicht 5 hindurch und bildet mit der Reflexionsbeschichtung 4 insbesondere einen direkten elektrischen Kontakt.
  • Abweichend von der 1B ist es möglich, dass das Bauteil 2 oder 2B zwei rückseitige Verbindungsstrukturen 81 und 82 jeweils in Form einer Anschlusssäule aufweist. Das Bauteil 2 kann auf dem Träger 1 derart angeordnet sein, dass eine der Verbindungsstrukturen mit einem ersten Teilbereich 41 der Reflexionsbeschichtung 4 und die andere der zwei Verbindungsstrukturen mit einem zweiten Teilbereich 42 der Reflexionsbeschichtung 4 elektrisch leitend verbunden sind. Die elektrische Kontaktierung eines solchen Bauteils 2 oder 2B ist zum Beispiel in der 3 schematisch dargestellt.
  • Das in der 1C dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in der 1B dargestellten Ausführungsbeispiel für ein Bauelement 100. Im Gegensatz hierzu kann die Barriereschicht 5 elektrisch leitfähig ausgebildet sein. Zum Beispiel ist die Barriereschicht 5 aus einem transparenten elektrisch leitfähigen Material gebildet. Im Gegensatz zu den in den 1A und 1B dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Barriereschicht 5 nicht zusammenhängend ausgeführt, sondern weist zumindest zwei Teilbereiche 51 und 52 auf, die voneinander lateral und somit räumlich und elektrisch getrennt sind. Die Teilbereiche 51 und 52 der Barriereschicht 5 sind insbesondere mit den Teilbereichen 41 beziehungsweise 42 der Reflexionsbeschichtung 4 elektrisch leitend verbunden, insbesondere direkt elektrisch leitend verbunden.
  • Wie in der 1C dargestellt, enden die Verbindungsstrukturen 8 auf den jeweiligen Teilbereichen 51 und 52 der Barriereschicht 5. Die rückseitige Anschlusssäule 81 und der Bonddraht 82 erstrecken sich insbesondere nicht durch die Barriereschicht 5 hindurch, sondern enden auf der Barriereschicht 5. In einem Zwischenbereich zwischen den Teilschichten 51 und 52 der Barriereschicht 5 beziehungsweise in einem Zwischenbereich zwischen den Teilschichten 41 und 42 der Reflexionsbeschichtung 4 kann sich die Korrosionsschutzschicht 7 entlang der vertikalen Richtung durch die Barriereschicht 5 und/oder die Reflexionsbeschichtung 4 hindurch erstrecken.
  • Das in der 2A dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in der 1A dargestellten Ausführungsbeispiel für ein Bauelement 100. Im Gegensatz hierzu ist der Träger 1 in Form eines Leiterrahmens mit einem ersten Teilabschnitt 11 und dem zweiten Teilabschnitt 12 ausgeführt, wobei der Leiterrahmen durch einen Gehäuserahmen 10G lateral umschlossen ist. Die Teilabschnitte 11 und 12 können durch die in den 1A bis 1C dargestellten Metallisierungen 91A und 92A gebildet sein.
  • Das optoelektronische Bauelement 100 umfasst somit ein Gehäuse 10 insbesondere aus dem Gehäuserahmen 10G und den insbesondere als Leiterrahmen gebildeten Träger 1. Das Gehäuse 10 weist eine Vorderseite 10V und eine der Vorderseite 10V gegenüberliegende Rückseite 10R auf. Der Gehäuserahmen 10G weist zum Beispiel ein elektrisch isolierendes Kunststoffmaterial auf, beispielsweise ein Verguss- oder Verkapselungsmaterial wie Epoxidharz oder ein Keramikmaterial. Der Gehäuserahmen 10G kann mittels eines Verguss- oder Kunststoffformgebungsverfahrens hergestellt werden. Der Leiterrahmen 1 weist ein elektrisch leitendes Material auf, beispielsweise ein Metall. Insbesondere weist der Leiterrahmen 1 Kupfer auf. Kupfer bietet den Vorteil, elektrisch sowie thermisch sehr gut leitend zu sein.
  • Die Teilabschnitte 11 und 12 des Trägers 1 können zumindest teilweise, insbesondere vollständig, mit der Reflexionsbeschichtung 4 beschichtet, sein zum Beispiel mit einer Silberbeschichtung. Die Reflexionsbeschichtung 4 weisen voneinander elektrisch räumlich und elektrisch getrennte Teilbereiche 4T, 41 und 42 auf, die jeweils mit einem der Teilabschnitte 11 und 12 des Trägers 1 elektrisch leitend verbunden sind. Die Vorderseite 1V des Trägers 1 kann teilweise oder vollständig durch die Reflexionsbeschichtung 4 bedeckt sein.
  • Gemäß 2A sind die Teilabschnitte 11, 12 des Trägers 1 derart von dem Gehäuserahmen 10G umschlossen, dass alle Seitenflächen der Teilabschnitte von dem Material des Gehäuserahmens 10G bedeckt, insbesondere vollständig bedeckt sind. Die Vorderseite 1V und die Rückseite 1R des Trägers 1 können frei von einer Bedeckung durch das Material des Gehäuserahmens 10G sein. Abweichend von der 2A ist es möglich, dass die Rückseite 1R des Trägers 1 teilweise oder vollständig durch das Material des Gehäuserahmens 10G bedeckt ist. Auch ist es möglich, dass die Vorderseite 1V des Trägers 1 teilweise durch das Material des Gehäuserahmens 10G bedeckt ist. Dies ist zum Beispiel in den 2B und 2C schematisch dargestellt, in denen der erste Teilabschnitt 11 und der zweite Teilabschnitt 12 in Draufsicht auf den Träger 1 teilweise durch das Material des Gehäuserahmens 10G bedeckt und teilweise unbedeckt sind.
  • Das Gehäuse 10 des optoelektronischen Bauelements 100 weist an seiner Vorderseite 10V eine Kavität 3 auf. Die Kavität 3 ist als Vertiefung im Gehäuserahmen 10G ausgebildet. An der Vorderseite 10V des Gehäuses 10 weist die Kavität 3 beispielsweise einen kreisscheibenförmigen, einen rechteckigen oder einen anderen Querschnitt auf. In der Schnittdarstellung der 1 verjüngt sich die Kavität 3 ausgehend von der Vorderseite 10V in Richtung der Rückseite 10R des Gehäuses 10.
  • Die Kavität 3 des Gehäuses 10 des optoelektronischen Bauelements 100 weist eine Bodenfläche 3B und eine umlaufende Wand 3W auf. Die Wand 3W wird durch das Material des Gehäuserahmens 10G gebildet. Die Wand 3W bildet eine Mantelfläche der Kavität 3. Die Wand 3W der Kavität 3 des Gehäuses 10 kann einen Reflektor des optoelektronischen Bauelements 100 bilden. Die Mantelfläche 3W oder die Wand der Kavität 3 kann mit der Reflexionsbeschichtung 4 beschichtet sein. Die Bodenfläche 3B der Kavität 3 kann durch die Vorderseite des Trägers 1, also durch Oberflächen der Teilabschnitte 11 und 12 gebildet sein. Insbesondere ist die Montagefläche 1M durch die Bodenfläche 3B definiert. Die Kavität 3 ist außerdem mit dem Verguss 3M aufgefüllt.
  • Die Anordnung der Reflexionsbeschichtung 4, der Barriereschicht 5, der Verbindungsschicht 6, des Bauteils 2 oder 2B, der Korrosionsschutzschicht 7, der Verbindungsstruktur 8 und des Vergusses 3M gemäß 2A ist insbesondere analog zu der in der 1A beschriebenen Anordnung. In dieser Hinsicht können die im Zusammenhang mit der 1A offenbarten Merkmale auch für die in der 2A offenbarte Anordnung herangezogen werden.
  • Als Unterschied zur 1A kann die Barriereschicht 5 die Mantelfläche 3W der Kavität 3 und/oder die Vorderseite 10V teilweise oder vollständig bedecken. Auch die Korrosionsschutzschicht 7 kann die Mantelfläche 3W der Kavität 3 und/oder die Vorderseite 10V teilweise oder vollständig bedecken. Im Unterschied zu einer Thiolatbeschichtung ist eine direkte Bedeckung der Mantelfläche 3W durch Thiolat nicht ohne weiteres möglich, da die Mantelfläche 3W Oberfläche des elektrisch isolierenden Gehäuserahmens 10G ist und die Thiolatbeschichtung in der Regel eine Metalloberfläche erfordert.
  • Das in der 2B dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in der 2A dargestellten Ausführungsbeispiel für ein Bauelement 100. Im Gegensatz hierzu erfolgt die elektrische Kontaktierung des Bauteils 2 oder 2B gemäß dem in der 1B dargestellten Ausführungsbeispiel, nämlich über einen Bonddraht 82 und eine rückseitige Anschlusssäule 81. Bezüglich der elektrischen Kontaktierung des Bauteils 2 oder 2B können daher die im Zusammenhang mit der 1B offenbarten Merkmale auch für das in der 2B Ausführungsbeispiel herangezogen werden.
  • Als weiterer Unterschied zur 2A weist die Vorderseite 1V des Trägers 1 gemäß 2B Teilbereiche auf, die in Draufsicht von dem Gehäuserahmen 10G bedeckt sind. Auch die Reflexionsbeschichtung 4 ist somit in Draufsicht auf den Träger 1 teilweise von dem Gehäuserahmen 10G bedeckt. Gemäß 2B kann die Reflexionsbeschichtung 4 vor dem Ausbilden des Gehäuserahmens 10G auf den Träger 1, insbesondere auf die die Montagefläche 1M des Trägers 1 aufgebracht werden. Im Unterschied hierzu kann die Reflexionsbeschichtung 4 gemäß 2A vor oder nach dem Ausbilden des Gehäuserahmens auf den Träger 1 aufgebracht werden.
  • Bei dem in 2C dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Barriereschicht 5 elektrisch leitfähig ausgebildet sein. Zum Beispiel ist die Barriereschicht 5 aus einem transparenten elektrisch leitfähigen Material gebildet. Im Gegensatz zu den in den 2A und 2B dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Barriereschicht 5 nicht zusammenhängend ausgeführt, sondern weist zumindest zwei Teilbereiche 51 und 52 auf, die voneinander lateral und somit räumlich und elektrisch getrennt sind. Die Teilbereiche 51 und 52 der Barriereschicht 5 sind insbesondere mit den Teilbereichen 41 beziehungsweise 42 der Reflexionsbeschichtung 4 elektrisch leitend verbunden, insbesondere direkt elektrisch leitend verbunden.
  • Die Verbindungsstrukturen 8 enden auf den jeweiligen Teilbereichen 51 und 52 der Barriereschicht 5. Der rückseitige Anschluss 81 und der Bonddraht 82 erstrecken sich insbesondere nicht durch die Barriereschicht 5 hindurch, sondern enden auf der Barriereschicht 5. Die Verbindungsschicht 6 kann mit elektrisch und thermisch leitfähigen Partikeln 6L gefüllt sein. In einem Zwischenbereich zwischen den Teilschichten 51 und 52 der Barriereschicht 5 beziehungsweise in einem Zwischenbereich zwischen den Teilschichten 41 und 42 der Reflexionsbeschichtung 4 kann sich die Korrosionsschutzschicht 7 entlang der vertikalen Richtung durch die Barriereschicht 5 und/oder die Reflexionsbeschichtung 4 hindurch erstrecken.
  • Gemäß einer Ausführungsform können für die elektrische Kontaktierung des Bauteils 2 oder 2B die im Zusammenhang mit der 1C offenbarten Merkmale auch für das in der 2C Ausführungsbeispiel herangezogen werden. In diesem Falle dient neben dem Bonddraht 82 eine rückseitige Anschlusssäule 81 zur Kontaktierung.
  • Das in der 2D dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in der 2C dargestellten Ausführungsbeispiel für ein Bauelement 100. Im Gegensatz hierzu umschließt die elektrisch leitfähig ausgebildete Barriereschicht 5 den Träger 1 einschließlich der Reflexionsbeschichtung umlaufend, also vollständig. Bezüglich der elektrischen Kontaktierung des Bauteils 2 oder 2B können daher die im Zusammenhang mit der 2C offenbarten Merkmale auch für das in der 2D Ausführungsbeispiel herangezogen werden.
  • Das in der 3 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in der 1A dargestellten Ausführungsbeispiel für ein Bauelement 100. Im Unterschied hierzu wird schematisch dargestellt, dass das Bauelement 100 neben einem Bauteil 2 ein weiteres Bauteil 2B aufweisen kann. Insbesondere kann das Bauteil 2 mit dem weiteren Bauteil 2B elektrisch leitend verbunden sein. Das Bauteil 2 kann ein optoelektronischer Halbleiterchip sein, der im Betrieb des Bauelements 100 zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung eingerichtet ist. Das weitere Bauteil 2B kann eine Schutzdiode, ein weiterer optoelektronischer Halbleiterchip oder ein Chip mit integrierten Schaltungen sein. Abweichend von der 3 kann das Bauelement 100 eine Mehrzahl von solchen Bauteilen 2 und/oder eine Mehrzahl von solchen weiteren Bauteilen 2B aufweisen.
  • Das in der 4 schematisch dargestellte Ausführungsbeispiel kann im Wesentlichen dem in der 2A, 2B, 2C oder 2D dargestellten Ausführungsbeispiel für ein Bauelement 100 in Draufsicht entsprechen. In der 4 wird schematisch dargestellt, dass die Reflexionsbeschichtung 4 mehrere räumlich getrennte Teilbereiche 4T aufweisen kann.
  • Das Bauelement 100 kann außerdem eine Mehrzahl von Bauteilen 2 und/oder weiteren Bauteilen 2B 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
    optoelektronisches Bauelement
    10
    Gehäuse
    10V
    Vorderseite des Gehäuses
    10R
    Rückseite des Gehäuses
    10G
    Gehäuserahmen
    1
    Träger, Leiterrahmen
    1M
    Montagefläche
    1V
    Vorderseite des Trägers/ des Leiterrahmens
    1R
    Rückseite des Trägers/ des Leiterrahmens
    11
    erster Teilabschnitt des Trägers
    12
    zweiter Teilabschnitt des Trägers
    2
    Halbleiterchip/ optoelektronischer Halbleiterchip
    2B
    Bauteil/ Halbleiterchip
    2V
    Vorderseite des Halbleiterchips
    2R
    Rückseite des Halbleiterchips
    2S
    Seitenflanken des Halbleiterchips
    3
    Kavität
    3B
    Bodenfläche der Kavität
    3M
    Verguss
    3W
    Wand der Kavität/Mantelfläche
    4
    Reflexionsbeschichtung
    4T
    Teilbereich der Reflexionsbeschichtung
    41
    erster Teilbereich der Reflexionsbeschichtung
    42
    zweiter Teilbereich der Reflexionsbeschichtung
    5
    Barriereschicht
    51
    erster Teilbereich der Barriereschicht
    52
    zweiter Teilbereich der Barriereschicht
    6
    Verbindungsschicht
    6A
    Klebstoff/ Matrixmaterial
    6P
    Reflexionspartikel
    6L
    Elektrisch und/oder thermisch leitfähige Partikel
    7
    Korrosionsschutzschicht
    8
    Verbindungsstruktur/ Bonddraht
    81
    erste Verbindungsstruktur/ Anschlusssäule
    82
    zweite Verbindungsstruktur/ Anschlusssäule
    91
    Durchkontakt
    91A
    Metallisierung/ Leiterbahn/ Anschlussfläche
    91B
    Metallisierung/ Leiterbahn/ Anschlussfläche
    92
    Durchkontakt
    92A
    Metallisierung/ Leiterbahn/ Anschlussfläche
    92B
    Metallisierung/ Leiterbahn/ Anschlussfläche
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102016111566 A1 [0016]

Claims (20)

  1. Optoelektronisches Bauelement (100) mit einem Träger (1) und einem auf dem Träger angeordneten Halbleiterchip (2), wobei - der Träger eine Montagefläche (1M) aufweist, die mit einer Reflexionsbeschichtung (4) versehen ist, - eine Korrosionsschutzschicht (7) auf dem Halbleiterchip gebildet ist und der Halbleiterchip in vertikaler Richtung zwischen der Reflexionsbeschichtung und der Korrosionsschutzschicht angeordnet ist, - die Reflexionsbeschichtung mit einer Barriereschicht (5) versehen ist, die in der vertikalen Richtung bereichsweise zwischen dem Halbleiterchip und der Reflexionsbeschichtung angeordnet ist, und - die Barriereschicht aus einem anorganischen Material gebildet ist und als zusätzliche Korrosionsschutzschicht für die Reflexionsbeschichtung dient.
  2. Optoelektronisches Bauelement (100) nach Anspruch 1, wobei die Barriereschicht (5) eine dreidimensionale Netzwerkstruktur aufweist und somit als eigenständige Schicht ausgeführt ist.
  3. Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das anorganische Material der Barriereschicht (5) ein Oxid, Nitrid-, Oxinitrid- oder ein Fluoridmaterial ist.
  4. Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das anorganische Material der Barriereschicht (5) ein siloxan-basiertes, polysiloxan-basiertes oder ein polysiloxanartiges Material ist.
  5. Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das anorganische Material der Barriereschicht (5) ein strahlungsdurchlässiges und elektrisch leitfähiges Material ist.
  6. Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Barriereschicht (5) eine elektrisch isolierende Schicht ist.
  7. Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem - die Barriereschicht (5) eine vertikale Schichtdicke aufweist, die zwischen einschließlich 1 nm und 100 nm ist, und - die Korrosionsschutzschicht (7) eine vertikale Schichtdicke aufweist, die zwischen einschließlich 10 nm und 5000 nm ist.
  8. Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Halbleiterchip (2) über zumindest eine elektrische Verbindungsstruktur (8) mit dem Träger (1) elektrisch leitend verbunden ist, wobei sich die elektrische Verbindungsstruktur entlang der vertikalen Richtung durch die Barriereschicht (5) hindurch bis zur Montagefläche (1M) erstreckt.
  9. Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Träger (1) Teil eines Gehäuses (10) ist, der von einem nicht-metallischen Gehäuserahmen (10G) lateral umschlossen ist, wobei - der Gehäuserahmen eine Kavität (3) aufweist, auf deren Bodenfläche (3B) der Halbleiterchip (2) angeordnet ist, und - die Kavität eine umlaufende Mantelfläche (3W) aufweist, die von der Barriereschicht (5) bedeckt ist.
  10. Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Halbleiterchip (2) ein Volumenemitter ist.
  11. Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Halbleiterchip (2) mittels einer Verbindungsschicht (6) auf der Barriereschicht (5) befestigt ist, wobei die Verbindungsschicht Reflexionspartikel (6P) zum Reflektieren elektromagnetischer Strahlung, Partikel zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit oder elektrisch leitfähige Partikel (6L) aufweist.
  12. Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Korrosionsschutzschicht (7) und die Barriereschicht (5) aus dem gleichen Material gebildet sind.
  13. Optoelektronisches Bauelement (100) nach Anspruch 1, bei dem - die Reflexionsbeschichtung (4) eine Silberbeschichtung ist, - der Halbleiterchip (2) ein Volumenemitter ist, der mittels einer Verbindungsschicht (6) auf der Barriereschicht (5) befestigt ist, - die Verbindungsschicht ein klebendes Matrixmaterial (6A) aufweist, die im Betrieb des Bauelements zum Reflektieren vom Halbleiterchip emittierter elektromagnetischer Strahlung eingerichtet sind, - die Barriereschicht (5) elektrisch isolierend ist, und - der Halbleiterchip (2) über elektrische Verbindungsstrukturen (8) mit dem Träger (1) elektrisch leitend verbunden ist, wobei sich die elektrischen Verbindungsstrukturen entlang der vertikalen Richtung durch die Barriereschicht hindurch erstrecken und dabei unmittelbar an die Barriereschicht angrenzen.
  14. Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ein elektronisches Bauteil (2B) aufweist, wobei - das Bauteil mit dem Halbleiterchip (2) elektrisch leitend verbunden ist, - das Bauteil auf der Barriereschicht (5) angeordnet ist, - das Bauteil in Draufsicht von der Korrosionsschutzschicht (7) vollständig bedeckt ist, und - das Bauteil ein weiterer optoelektronischer Halbleiterchip, ein ESD-Chip oder ein IC-Chip ist.
  15. Lichtquelle mit einem Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Halbleiterchip (2) im Betrieb des Bauelements zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung im sichtbaren, infraroten oder im ultravioletten Spektralbereich eingerichtet ist.
  16. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements (100) mit folgenden Schritten: - Bereitstellen eines Trägers (1) mit einer Montagefläche (1M), die mit einer Reflexionsbeschichtung (4) versehen ist, - Aufbringen einer Barriereschicht (5) auf die Reflexionsbeschichtung, wobei die Barriereschicht aus einem anorganischen Material gebildet ist und als zusätzliche Korrosionsschutzschicht für die Reflexionsbeschichtung dient, - Anbringen eines Halbleiterchips (2) auf dem Träger, und - Aufbringen einer Korrosionsschutzschicht (7) auf den Halbleiterchip, wobei - der Halbleiterchip in vertikaler Richtung zwischen der Reflexionsbeschichtung und der Korrosionsschutzschicht angeordnet ist, und - die Barriereschicht in der vertikalen Richtung bereichsweise zwischen dem Halbleiterchip und der Reflexionsbeschichtung angeordnet ist.
  17. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem die Barriereschicht (5) vor dem Anbringen des Halbleiterchips (2) mittels Atomlagenabscheidung oder mittels eines Beschichtungsverfahrens auf die Reflexionsbeschichtung (4) derart aufgebracht wird, dass die Barriereschicht als eigenständige Schicht auf der Reflexionsbeschichtung gebildet wird.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 17, bei dem die Barriereschicht (5) derart strukturiert ausgebildet wird, dass die Reflexionsbeschichtung (4) Teilbereiche (4T) aufweist, die in Draufsicht von der Barriereschicht nicht bedeckt sind, wobei der Halbleiterchip (2) an den nicht bedeckten Teilbereichen mit dem Träger (1) elektrisch leitend verbunden ist.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, bei dem der Träger (1) als Teil eines Gehäuses (10) ausgeführt ist, der von einem nicht-metallischen Gehäuserahmen (10G) lateral umschlossen ist, wobei - der Gehäuserahmen mittels eines Vergussverfahrens oder eines Kunststoffformgebungsverfahrens gebildet wird und eine Kavität (3) zur Aufnahme des Halbleiterchips (2) aufweist, und - die Barriereschicht (5) nach dem Ausbilden des Gehäuserahmens auf die Reflexionsbeschichtung (4) und auf eine umlaufende Mantelfläche (3W) der Kavität aufgebracht wird, sodass die Mantelfläche von der Barriereschicht bedeckt ist.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, bei dem der Träger (1) als Teil eines Gehäuses (10) ausgeführt ist, der von einem nicht-metallischen Gehäuserahmen (10G) lateral umschlossen ist, wobei - der Gehäuserahmen mittels eines Vergussverfahrens oder eines Kunststoffformgebungsverfahrens gebildet wird, und - die Barriereschicht (5) vor dem Ausbilden des Gehäuserahmens auf die Reflexionsbeschichtung (4) aufgebracht wird, sodass die Barriereschicht nach dem Ausbilden des Gehäuserahmens bereichsweise von dem Gehäuserahmen umschlossen wird.
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