EP2586070A1 - Optoelektronisches halbleiterbauteil - Google Patents

Optoelektronisches halbleiterbauteil

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Publication number
EP2586070A1
EP2586070A1 EP11727672.5A EP11727672A EP2586070A1 EP 2586070 A1 EP2586070 A1 EP 2586070A1 EP 11727672 A EP11727672 A EP 11727672A EP 2586070 A1 EP2586070 A1 EP 2586070A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
potting compound
optoelectronic semiconductor
reflective
semiconductor component
cover body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11727672.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Johann Ramchen
David Racz
Hans-Christoph Gallmeier
Stefan GRÖTSCH
Simon Jerebic
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors GmbH filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
Publication of EP2586070A1 publication Critical patent/EP2586070A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • Optoelectronic Semiconductor Device An optoelectronic semiconductor device is specified.
  • optoelectronic component and a module based on the optoelectronic component specified.
  • An object to be solved is to provide an optoelectronic semiconductor device which has a high
  • this comprises a carrier with a carrier top side.
  • the carrier is
  • a base material of the carrier may be a ceramic such as an aluminum oxide or aluminum nitride.
  • the carrier may be based on a metal or a metal core board.
  • the carrier can be designed as a so-called quad-flat no-leads package, in short QFN.
  • this comprises one or more
  • the semiconductor chips have a
  • the semiconductor chips are, in particular, semiconductor chips based on a III-V semiconductor material.
  • the semiconductor chips based on a nitride compound semiconductor material such as Al n In] __ n Ga m N or a phosphide compound semiconductor material such as Al In] __ n Ga m P, where in each case 0 ⁇ n ⁇ 1, 0 ⁇ m ⁇ 1 and n n + m ⁇ 1.
  • This material may contain one or more dopants as well
  • the optoelectronic semiconductor chips are preferably designed to generate visible radiation, for example in the blue, in the green, in the yellow and / or in the red spectral range, during operation of the semiconductor component.
  • the radiation is generated in at least one active zone, which includes at least one quantum well structure and / or at least one pn junction.
  • the semiconductor chip is electrically contacted via at least one bonding wire, preferably via exactly one bonding wire. It is the bonding wire at the
  • the bonding wire connects a conductor track on the carrier top side with a current spreading structure on the main radiation side of the semiconductor chip.
  • Contacts of the semiconductor chip are preferably located on mutually opposite main sides of the semiconductor chip.
  • the latter has at least one covering body which is attached to the main radiation side of the semiconductor chip.
  • the cover body may be limited to the main radiation side or the semiconductor chip in a lateral
  • the bonding wire in a direction away from the carrier top and perpendicular to the radiation main side, the bonding wire.
  • the bonding wire can completely between the carrier top and a
  • Body top of the cover body which faces away from the carrier top lie.
  • this has at least one
  • the potting compound surrounds the semiconductor chip in places or completely in the lateral direction. Seen from the top of the carrier, the potting compound extends at least as far as the main radiation side, for example with a tolerance of at most 15 ⁇ m or at most 5 ⁇ m.
  • the reflective is
  • Potting compound in the lateral direction at least in places in direct, direct contact with the semiconductor chip.
  • the bonding wire is completely made up of the reflective potting compound or, alternatively, completely of the reflective potting compound together with the potting compound
  • Bonding wire in a direction away from the carrier top, not out of the reflective potting compound or out of the reflective potting compound together with the cover body.
  • the bonding wire is free in particular at any point. That is, in a direction perpendicular to and away from the carrier top, a portion of the bonding wire is followed by a material of the reflective potting compound and / or a material of the cap body.
  • the optoelectronic semiconductor component comprises a carrier with a carrier top side and at least one optoelectronic semiconductor chip which is attached to the carrier top side and which has a main radiation side facing away from the carrier top side.
  • the semiconductor device includes
  • Cover body which is mounted on the main radiation side and the bonding wire, in a direction away from the
  • At least one reflective potting compound surrounds the semiconductor chip in the lateral direction and, viewed from the top side of the carrier, extends at least as far as the
  • the bonding wire is in this case completely covered by the reflective potting compound or completely covered by the reflective potting compound together with the cover body.
  • the bonding wire is completely embedded in the reflective potting compound.
  • the reflective potting compound surrounds the wire in a form-fitting manner and is in direct contact with the bonding wire. It is the bonding wire, for example, of the reflective
  • Casting compound surrounded immediately. Fully embedded may mean that the bonding wire is only in contact firstly with the reflective potting compound and / or secondly with electrical connection regions, with which the bonding wire is electrically conductively connected and to which
  • Bonding wire is bonded and / or third with a
  • connection means with which the bonding wire is attached to the connection areas.
  • the reflective potting compound viewed from the carrier top side, reaches as far as the
  • Carrier top side facing away from the top of the cover body.
  • the reflective potting compound terminates flush with the body top at a lateral boundary surface of the cover body, in a direction away from the carrier top, flush with or within the manufacturing tolerances.
  • the manufacturing tolerances are at most.
  • the body upper side of the covering body is provided with an anti-adhesion layer.
  • the non-stick coating is non-wetting for a reflective material Casting compound formed.
  • the non-stick layer is or comprises, for example, a polyhaloolefin, especially a fluorine-containing compound such as polytetrafluoroethylene.
  • the non-stick layer is preferably transparent to a radiation generated directly in the semiconductor chip and / or to a radiation generated in the cover body via wavelength conversion.
  • one of the carrier top sides extends
  • Body top of the cover body For example, a tolerance of flush and / or parallelism is at most 30 ym or at most 10 ym, in a direction perpendicular to the body top.
  • the Vergussoberseite run parallel to the carrier top.
  • the carrier top side seen in plan view, is completely covered by the reflective potting compound together with the cover body.
  • each section of the carrier top follows, in a direction perpendicular to and away from the top of the carrier, a material of the potting compound and / or the covering body.
  • each section of the carrier top follows either a material of the potting compound or a material of the covering body.
  • the main radiation side of the optoelectronic semiconductor component the main radiation side of the optoelectronic semiconductor component
  • the electrical connection area may be a so-called bondpad.
  • connection region of the bonding wire electrically and mechanically connected to the semiconductor chip.
  • the bonding wire electrically and mechanically connected to the semiconductor chip.
  • Semiconductor chip on the main radiation side exactly one electrical connection area. Starting from the connection area, structures can be located to a current distribution on the main radiation side, for example, narrow metallic webs.
  • the electrical connection region on the main radiation side is free of the covering body.
  • the connection area in a direction away from the carrier top, does not follow any material of the cover body.
  • the connection area preferably also does not touch the cover body.
  • the electrical connection region on the main radiation side is completely or partially covered by the reflective potting compound. In a direction perpendicular to and away from the main radiation side, therefore, each section of the connection area is followed by a material of the reflective potting compound.
  • the bonding wire extends in the electrical connection region on the main radiation side, with a
  • the bonding wire runs even in a vicinity of the electrical connection area around parallel to the main radiation side.
  • the vicinity has a diameter which is at least twice or at least five times a mean diameter of the electrical connection region on the
  • the covering body is shaped as a plate and is preferably limited to the main radiation side. In other words, lateral extensions of the
  • Cover body whose height. The fact that the cover body is limited to the main radiation side means that the
  • the radiation main side does not protrude in the lateral direction, for example, with a tolerance of at most 50 ym or at most 15 ym.
  • Shaped as platelets can furthermore mean that two main sides of the covering body are oriented parallel to one another within the scope of the manufacturing tolerances.
  • the covering body has a thickness of between 50 ⁇ m and 250 ⁇ m, in particular between 50 ⁇ m and 120 ⁇ m.
  • the reflective potting compound has a transparent, transparent matrix material, wherein reflective particles are embedded in the matrix material.
  • the particles are diffusely reflective and white.
  • the matrix material contributes
  • Matrix material comparatively soft.
  • the particles comprise or consist of a particulate material that is a metal oxide.
  • Metal oxide is, for example, titanium dioxide.
  • a weight fraction of the optoelectronic semiconductor component In accordance with at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor component, a weight fraction of the
  • reflective potting compound between 10% and 40% inclusive, in particular between 20% and 30% inclusive.
  • a reflection coefficient of the reflective potting compound for visible radiation for example for radiation in the wavelength range between 450 nm and 700 nm inclusive, at least 85% or, preferably, at least 90% or at least 93%.
  • the potting compound appears white, in FIG.
  • a concentration of the particles is so
  • the reflective potting compound completely surrounds the semiconductor chip all around, seen in the lateral direction, and is form-fitting to lateral
  • the reflective potting compound preferably also surrounds the bonding wire and / or the covering body in a form-fitting and completely surrounding manner in the lateral direction.
  • the optoelectronic semiconductor component has a housing with a cavity, wherein the semiconductor chip, the cover body, the bonding wire and the reflective potting compound are in each case in the cavity and wherein the semiconductor chip is attached to the carrier top side.
  • the reflective potting compound is configured to wet the lateral boundary surfaces of the cavity. In other words, can be at the lateral
  • Carrier top are crawling.
  • a thickness of the potting compound is
  • the reflective potting compound a parabolic reflector forms, with a thickness of the
  • Covering body can also form a comparatively small meniscus of the potting compound.
  • FIGS 1 to 7 are schematic representations of
  • Figure 1 is an embodiment of a
  • Optoelectronic semiconductor chip 3 is at a level
  • Carrier top 20 of a carrier 2 attached.
  • Semiconductor chip 3 has a carrier 2 facing away from
  • Covering body 5 is shaped as a platelet and has a thickness A of, for example, about 100 ym.
  • a thickness C of the Semiconductor chips are, for example, between 30 .mu.m and 250 .mu.m, in particular around 120 .mu.m.
  • Part area in a corner of the radiation main side 30, in which an electrical connection portion 7a is located, is not covered by the cover body 5.
  • Terminal portion 7b on the carrier top 20 extends to the terminal portion 7a on the main radiation side 30th In an area around the connection area 7a runs the
  • Carrier top 20 of the terminal portion 7a towards the terminal portion 7b steadily decreases, especially if the connection portion 7a is formed like a pedestal.
  • the semiconductor chip 3 surrounds the
  • the bonding wire 4 is
  • a thickness T of the potting compound 6 corresponds, for example, with a tolerance of at most 5% or at most 10%, the sum of the thicknesses A, C of the cover body 5 and the
  • Vergussoberseite 60 of the potting compound 6 is, in the context of manufacturing tolerances, parallel to the carrier top 20 and to the body top 50 oriented and closes in the context of manufacturing tolerances flush with the
  • the potting compound 6 is, for example, a transparent silicone or a transparent silicone-epoxy hybrid material in the
  • Radiation main side 30 is of the potting compound. 6
  • a concave meniscus can form on a casting top side 60 of the casting compound 6 facing away from the carrier 2.
  • the body top 50 of the cover body 5 with a
  • Non-stick layer 8 provided wetting the
  • Body top 50 with a material of the potting compound 6 prevents.
  • a thickness of the anti-adhesion layer 8 is
  • the non-stick layer preferably comprises a fluorinated material, for example a teflon-like material.
  • the cover body 5 is for example to the
  • Radiation main page 30 glued or imprinted directly on the main radiation side 30. Contrary to what is shown, in a direction away from the carrier top side 20, a plurality of cover bodies which perform different functions and are transparent, diffuse-scattering or have a conversion means, for example, follow one another. It is also possible that the cover body 5 on the body top 50 each have a roughened structure for improving a
  • Optoelectronic semiconductor chip 3 is electrically contacted via two bonding wires 4 on the main radiation side 30 and that the semiconductor chip 3 is then formed as a so-called flip-chip.
  • FIGS. 2A to 2E schematically show a method for producing a
  • the carrier 2 is provided.
  • the carrier 2 has electrical connection areas 7b, 7c, 7d on the
  • connection regions 7b, 7d are preferably connected to printed circuit traces (not shown) on a lower side of the carrier 2 via plated-through holes.
  • the plurality of semiconductor chips 3, for example via soldering or electrically conductive bonding are applied to the connection regions 7c.
  • protective diodes 11 against the connection regions 7d are applied to the connection regions 7c.
  • Semiconductor chips 3 may be semiconductor chips of the same type or may also be different, for example, in
  • the bonding wires 4a, 4b are preferably first with the carrier top 20 and then connected to the semiconductor chip 3 and the protective diode 11.
  • the cover bodies 5a are, for example, transparent, transparent platelets, which preferably have a thickness such that they terminate flush with the cover bodies 5b in a direction away from the support 2.
  • the cover bodies 5 b include a conversion means, which is adapted to at least a part of the emitted from the semiconductor chips 3
  • the semiconductor chips 3 associated with the cover bodies 5b emit blue light and the semiconductor chips 3 associated with the cover bodies 5a emit blue light or red light.
  • the semiconductor chips 3 may each be structurally identical semiconductor chips.
  • FIG. 4 A more detailed representation of the bonding wires 4a, 4b is shown in FIG. In a direction away from the bonding wires 4a, 4b is shown in FIG. In a direction away from the bonding wires 4a, 4b is shown in FIG. In a direction away from the bonding wires 4a, 4b is shown in FIG. In a direction away from the bonding wires 4a, 4b is shown in FIG. In a direction away from the
  • Carrier top 20 protrude beyond the cover body 5a, 5b, the bonding wires 4a, 4b. Along the course of the bonding wires 4a, 4b, these have different radii of curvature.
  • the radius of curvature of the bonding wires 4a, 4b is in particular smaller than in the area near the connection region 7a, 7e on the sides of the semiconductor chip 3 facing away from the carrier 2 and of the protective diode 11, above the electrical connection region 7b on the carrier top side 20.
  • Potting compound 6 cover the carrier 2, in a direction away from the carrier top 20, completely. They are the
  • the casting top 60 extends approximately parallel to the carrier top 20 and is, with the exception of concave menisci, located on lateral boundary surfaces of
  • Cover body 5a, 5b form planar shaped and terminates flush with the body tops 50 from.
  • the potting compound 6 can be prevented that radiation exits from the cover bodies 5b associated with the conversion means semiconductor chip 3, which has not passed through the cover body 5b. As a result, a particularly homogeneous, spectral radiation and a high conversion efficiency can be achieved.
  • Semiconductor components are each isolated with a plurality or in each case exactly one semiconductor chip 3.
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of the invention
  • the reflective potting compound 6 ranges from the
  • the cover body 5 extends completely or essentially completely over the entire carrier top 20.
  • the body top 50 is preferably flat.
  • the thickness A of the cover body 5 is preferably between 50 ⁇ m and 150 ⁇ m.
  • Of the Cover body 5 is preferably clear and transparent. It is also possible that the cover body 5 a
  • Embodiment of the semiconductor device 1 is shown, analogous to Figures 2A to 2E, the carrier 2 a
  • Boundary surfaces 95 of the cavity 90 are oriented approximately perpendicular to the carrier top 20, on which the electrical connection regions 7b, 7c, 7d are mounted.
  • the lateral boundary surfaces 95 are designed wetting with respect to the reflective potting compound 6, so that when filling the cavity 90 with the reflective potting compound 6 through the potting top 60 a reflector pan
  • the potting top 60 is preferably paraboloidally shaped.
  • the semiconductor devices 1 are thus constructed comparatively compact.
  • the corners of the housing 9 and the carrier 2 cylindrical recesses may be formed, which represent adjustment aids or mounting aids, for example.
  • FIGS. 6A to 6C A further exemplary embodiment of the semiconductor component 1 with the housing 9 is illustrated in the schematic sectional views according to FIGS. 6A to 6C.
  • Vergussoberseite 60 is preferably no further casting downstream. Especially the Vergussoberseite 60 adjacent to air.
  • an optics for example a lens, not shown in the figures to be disposed above the encapsulation top side 60 and / or above the housing 9.
  • FIG. 7 shows a sectional view of a further exemplary embodiment of the semiconductor component 1. To simplify the illustration, in FIG. 7
  • Vergussoberseite 60 is a parabolic reflector
  • the potting compound 6 has a thickness Tl and at the lateral boundary surfaces 95 has a thickness T2.
  • a difference between the thicknesses T1, T2 is between 50 ym and 400 ym inclusive, or between 75 ym and 300 ym inclusive.
  • a lateral extent of the potting compound 6 between the lateral boundary surfaces 95 of the housing 9 and the semiconductor chip 3 is
  • the potting compound 6 is in direct contact with the semiconductor chip 3 and to the lateral
  • Limiting surfaces 95 At lateral boundary surfaces of the semiconductor chip 3 can be throat-shaped parts of a connecting means with which the semiconductor chip 3 at the
  • Carrier 2 is attached, are located.
  • the thickness T of the potting compound 6 in the direction away from the semiconductor chip 3 can first of all decrease slightly and then steadily increase again in the direction of the lateral boundary surfaces 95.
  • a decrease in the thickness T, in the direction away from the semiconductor chip 3, is preferably at most 30 ym or at most 20 ym and is the formation of a small concave meniscus on the semiconductor chip 3 and on the cover body
  • a beam forming through the potting top 60 is defined by this local minimum of the thickness T of

Landscapes

  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

In mindestens einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils (1) umfasst dieses einen Träger (2) sowie mindestens einen optoelektronischen Halbleiterchip (3), der an einer Trägeroberseite (20) angebracht ist. Weiterhin beinhaltet das Halbleiterbauteil (1) mindestens einen Bonddraht (4), über den der Halbleiterchip (3) elektrisch kontaktiert ist, sowie mindestens einen Abdeckkörper (5), der auf einer Strahlungshauptseite (30) angebracht ist und der den Bonddraht (4) überragt. Zumindest eine reflektierende Vergussmasse (6) umgibt den Halbleiterchip (3) in lateraler Richtung und reicht mindestens bis zu der Strahlungshauptseite (30) des Halbleiterchips (3). Der Bonddraht (4) ist vollständig von der reflektierenden Vergussmasse (6) oder vollständig von der reflektierenden Vergussmasse (6) zusammen mit dem Abdeckkörper (5) überdeckt.

Description

Beschreibung
Optoelektronisches Halbleiterbauteil Es wird ein optoelektronisches Halbleiterbauteil angegeben.
In der Druckschrift US 2006/0138621 AI ist eine
optoelektronische Komponente und ein Modul, basierend auf der optoelektronischen Komponente, angegeben.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein optoelektronisches Halbleiterbauteil anzugeben, das eine hohe
Lichtauskoppeleffizienz aufweist . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils umfasst dieses einen Träger mit einer Trägeroberseite. Bei dem Träger handelt es sich
beispielsweise um eine Leiterplatte oder um eine bedruckte Leiterplatte, kurz PCB. Ein Basismaterial des Trägers, auf dem beispielsweise elektrische Leiterbahnen angebracht sind, kann eine Keramik wie ein Aluminiumoxid oder Aluminiumnitrid sein. Ebenso kann der Träger auf einem Metall basieren oder eine Metallkernplatine sein. Weiterhin kann der Träger als so genanntes Quad-Flat No-Leads-Package, kurz QFN, ausgeführt sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils umfasst dieses einen oder mehrere
optoelektronische Halbleiterchips, die an der Trägeroberseite angebracht sind. Die Halbleiterchips weisen eine
Strahlungshauptseite auf, die der Trägeroberseite abgewandt ist. Eine in den Halbleiterchips erzeugte elektromagnetische Strahlung, beispielsweise sichtbares Licht, verlässt die Halbleiterchips überwiegend oder vollständig über die
Strahlungshauptseite .
Bei den Halbleiterchips handelt es sich insbesondere um auf einem III-V-Halbleitermaterial basierende Halbleiterchips.
Beispielsweise basieren die Halbleiterchips auf einem Nitrid- Verbindungshalbleitermaterial wie AlnIn]__nGamN oder auf einem Phosphid-Verbindungshalbleitermaterial wie AlnIn]__nGamP, wobei jeweils 0 ^ n < 1, 0 ^ m < 1 und n+m < 1. Dabei kann dieses Material einen oder mehrere Dotierstoffe sowie
zusätzliche Bestandteile aufweisen. Der Einfachheit halber sind jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des
Kristallgitters, also AI, Ga, In, N oder P, angegeben, auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt und/oder ergänzt sein können. Bevorzugt sind die optoelektronischen Halbleiterchips dazu eingerichtet, im Betrieb des Halbleiterbauteils eine sichtbare Strahlung, beispielsweise im blauen, im grünen, im gelben und/oder im roten Spektralbereich, zu erzeugen. Die Strahlungserzeugung erfolgt in mindestens einer aktiven Zone, die mindestens eine Quantentopfstruktur und/oder mindestens einen pn-Übergang beinhaltet .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils ist der Halbleiterchip über mindestens einen Bonddraht elektrisch kontaktiert, bevorzugt über genau einen Bonddraht. Es ist der Bonddraht an der
Strahlungshauptseite mit dem Halbleiterchip verbunden.
Insbesondere verbindet der Bonddraht eine Leiterbahn an der Trägeroberseite mit einer StromaufWeitungsstruktur an der Strahlungshauptseite des Halbleiterchips. Elektrische
Kontakte des Halbleiterchips befinden sich bevorzugt an einander gegenüberliegenden Hauptseiten des Halbleiterchips. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils weist dieses mindestens einen Abdeckkörper auf, der an der Strahlungshauptseite des Halbleiterchips angebracht ist. Der Abdeckkörper kann auf die Strahlungshauptseite beschränkt sein oder auch den Halbleiterchip in einer lateralen
Richtung, also in eine Richtung parallel zu der
Strahlungshauptseite, überragen. Weiterhin überragt der
Abdeckkörper, in einer Richtung weg von der Trägeroberseite und senkrecht zu der Strahlungshauptseite, den Bonddraht. Mit anderen Worten kann, in eine Projektion auf eine Ebene senkrecht zu der Strahlungshauptseite gesehen, der Bonddraht vollständig zwischen der Trägeroberseite und einer
Körperoberseite des Abdeckkörpers, die der Trägeroberseite abgewandt ist, liegen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils weist dieses mindestens eine
reflektierende Vergussmasse auf. Die Vergussmasse umgibt den Halbleiterchip stellenweise oder vollständig in lateraler Richtung. Von der Trägeroberseite aus gesehen reicht die Vergussmasse mindestens bis zu der Strahlungshauptseite, beispielsweise mit einer Toleranz von höchstens 15 ym oder von höchstens 5 ym. Bevorzugt steht die reflektierende
Vergussmasse in lateraler Richtung zumindest stellenweise in unmittelbarem, direktem Kontakt zu dem Halbleiterchip.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils ist der Bonddraht vollständig von der reflektierenden Vergussmasse oder alternativ vollständig von der reflektierenden Vergussmasse zusammen mit dem
Abdeckkörper überdeckt. Mit anderen Worten ragt der
Bonddraht, in eine Richtung weg von der Trägeroberseite, nicht aus der reflektierenden Vergussmasse oder nicht aus der reflektierenden Vergussmasse zusammen mit dem Abdeckkörper heraus. Der Bonddraht liegt insbesondere an keiner Stelle frei. Das heißt, in eine Richtung senkrecht zur und weg von der Trägeroberseite folgt auf jedes Teilstück des Bonddrahts ein Material der reflektierenden Vergussmasse und/oder ein Material des Abdeckkörpers.
In mindestens einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils umfasst dieses einen Träger mit einer Trägeroberseite sowie mindestens einen optoelektronischen Halbleiterchip, der an der Trägeroberseite angebracht ist und der eine der Trägeroberseite abgewandte Strahlungshauptseite aufweist. Weiterhin beinhaltet das Halbleiterbauteil
mindestens einen Bonddraht, über den der Halbleiterchip elektrisch kontaktiert ist, sowie mindestens einen
Abdeckkörper, der auf der Strahlungshauptseite angebracht ist und der den Bonddraht, in eine Richtung weg von der
Trägeroberseite und senkrecht zu der Strahlungshauptseite, überragt. Zumindest eine reflektierende Vergussmasse umgibt den Halbleiterchip in lateraler Richtung und reicht, von der Trägeroberseite her gesehen, mindestens bis zu der
Strahlungshauptseite des Halbleiterchips. Der Bonddraht ist hierbei vollständig von der reflektierenden Vergussmasse oder vollständig von der reflektierenden Vergussmasse zusammen mit dem Abdeckkörper überdeckt.
Durch eine solche reflektierende Vergussmasse ist eine
Strahlungsemission insbesondere ausschließlich an der
Strahlungshauptseite des Halbleiterchips erzielbar. Weiterhin sind Abschattungseffekte oder unerwünschte Reflexionen an dem Bonddraht reduzierbar oder vermeidbar, so dass eine Strahlungsauskoppeleffizienz aus dem Halbleiterbauteil heraus erhöhbar ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils ist der Bonddraht vollständig in die reflektierende Vergussmasse eingebettet. Insbesondere umgibt die reflektierende Vergussmasse den Draht formschlüssig und steht in unmittelbarem Kontakt zu dem Bonddraht. Es ist der Bonddraht also beispielsweise von der reflektierenden
Vergussmasse unmittelbar umgössen. Vollständig eingebettet kann bedeuten, dass der Bonddraht ausschließlich in Kontakt steht erstens mit der reflektierenden Vergussmasse und/oder zweitens mit elektrischen Anschlussbereichen, mit denen der Bonddraht elektrisch leitend verbunden und an die der
Bonddraht gebondet ist und/oder drittens mit einem
elektrischen Verbindungsmittel, mit dem der Bonddraht an den Anschlussbereichen befestigt ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils reicht die reflektierende Vergussmasse, von der Trägeroberseite her gesehen, bis an die der
Trägeroberseite abgewandte Körperoberseite des Abdeckkörpers.
Insbesondere schließt die reflektierende Vergussmasse an einer lateralen Begrenzungsfläche des Abdeckkörpers, in eine Richtung weg von der Trägeroberseite, bündig oder im Rahmen der Herstellungstoleranzen bündig mit der Körperoberseite ab.
Beispielsweise betragen die Herstellungstoleranzen höchstens
10 ym. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils ist die Körperoberseite des Abdeckkörpers mit einer Antihaftschicht versehen. Die Antihaftschicht ist nicht benetzend für ein Material der reflektierenden Vergussmasse ausgebildet. Die Antihaftschicht besteht oder weist zum Beispiel ein Polyhalogenolefin, insbesondere eine fluorhaltige Verbindung wie Polytetrafluorethylen, auf.
Bevorzugt ist die Antihaftschicht transparent für eine unmittelbar in dem Halbleiterchip erzeugte Strahlung und/oder für eine in dem Abdeckkörper über Wellenlängenkonversion erzeugte Strahlung.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils verläuft eine der Trägeroberseite
abgewandte Vergussoberseite des reflektierenden
Vergusskörpers bündig und/oder parallel zu der
Körperoberseite des Abdeckkörpers. Eine Toleranz bezüglich der Bündigkeit und/oder der Parallelität beträgt zum Beispiel höchstens 30 ym oder höchstens 10 ym, in einer Richtung senkrecht zu der Körperoberseite. Im Rahmen der
Herstellungstoleranzen kann die Vergussoberseite parallel zu der Trägeroberseite verlaufen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils ist die Trägeroberseite, in Draufsicht gesehen, vollständig von der reflektierenden Vergussmasse zusammen mit dem Abdeckkörper überdeckt. Mit anderen Worten folgt jedem Teilstück der Trägeroberseite, in eine Richtung senkrecht zu und weg von der Trägeroberseite, ein Material der Vergussmasse oder/und des Abdeckkörpers nach.
Insbesondere folgt jedem Teilstück der Trägeroberseite entweder ein Material der Vergussmasse oder ein Material des Abdeckkörpers nach.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils weist die Strahlungshauptseite des
Halbleiterchips einen elektrischen Anschlussbereich auf. Bei dem elektrischen Anschlussbereich kann es sich um ein so genanntes Bondpad handeln. Insbesondere ist in dem
Anschlussbereich der Bonddraht elektrisch und mechanisch mit dem Halbleiterchip verbunden. Bevorzugt weist der
Halbleiterchip an der Strahlungshauptseite genau einen elektrischen Anschlussbereich auf. Von dem Anschlussbereich ausgehend können sich Strukturen zu einer Stromverteilung an der Strahlungshauptseite befinden, zum Beispiel schmale, metallische Stege.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils ist der elektrische Anschlussbereich an der Strahlungshauptseite frei von dem Abdeckkörper. Mit anderen Worten folgt dem Anschlussbereich, in eine Richtung weg von der Trägeroberseite, kein Material des Abdeckkörpers nach. Der Anschlussbereich berührt bevorzugt den Abdeckkörper auch nicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils ist der elektrische Anschlussbereich an der Strahlungshauptseite vollständig oder teilweise von der reflektierenden Vergussmasse bedeckt. In eine Richtung senkrecht zu und weg von der Strahlungshauptseite folgt also jedem Teilstück des Anschlussbereichs ein Material der reflektierenden Vergussmasse nach.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils verläuft der Bonddraht in dem elektrischen Anschlussbereich an der Strahlungshauptseite, mit einer
Toleranz von höchstens 20° oder von höchstens 10°, parallel zu der Strahlungshauptseite und/oder parallel zu der
Trägeroberseite und/oder parallel zu der Körperoberseite des Abdeckkörpers. Besonders bevorzugt verläuft der Bonddraht auch in einem Nahbereich um den elektrischen Anschlussbereich herum parallel zu der Strahlungshauptseite. Beispielsweise weist der Nahbereich einen Durchmesser auf, der mindestens dem Zweifachen oder mindestens dem Fünffachen eines mittleren Durchmessers des elektrischen Anschlussbereichs auf der
Strahlungshauptseite entspricht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils ist der Abdeckkörper als Plättchen geformt und bevorzugt auf die Strahlungshauptseite begrenzt. Mit anderen Worten übersteigen laterale Ausdehnungen des
Abdeckkörpers dessen Höhe. Dass der Abdeckkörper auf die Strahlungshauptseite begrenzt ist, bedeutet, dass der
Abdeckkörper die Strahlungshauptseite in lateraler Richtung nicht überragt, zum Beispiel mit einer Toleranz von höchstens 50 ym oder von höchstens 15 ym. Als Plättchen geformt kann weiterhin bedeuten, dass zwei Hauptseiten des Abdeckkörpers im Rahmen der Herstellungstoleranzen parallel zueinander orientiert sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils weist der Abdeckkörper eine Dicke zwischen einschließlich 50 ym und 250 ym, insbesondere zwischen einschließlich 50 ym und 120 ym auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils weist die reflektierende Vergussmasse ein klarsichtiges, transparentes Matrixmaterial auf, wobei in das Matrixmaterial reflektierende Partikel eingebettet sind.
Beispielsweise sind die Partikel diffus reflektierend und weiß. Besonders bevorzugt weist das Matrixmaterial bei
Raumtemperatur eine Härte von höchstens Shore A 50 oder von höchstens Shore A 40 auf. Mit anderen Worten ist das
Matrixmaterial vergleichsweise weich.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils umfassen oder bestehen die Partikel aus einem Partikelmaterial, das ein Metalloxid ist. Bei dem
Metalloxid handelt es sich beispielsweise um Titandioxid.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils beträgt ein Gewichtsanteil der
reflektierenden Partikel, bezogen auf die gesamte
reflektierende Vergussmasse, zwischen einschließlich 10 % und 40 %, insbesondere zwischen einschließlich 20 % und 30 %.
Ein Reflexionskoeffizient der reflektierenden Vergussmasse beträgt für sichtbare Strahlung, beispielsweise für Strahlung im Wellenlängenbereich zwischen einschließlich 450 nm und 700 nm, mindestens 85 % oder, bevorzugt, mindestens 90 % oder mindestens 93 %.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils erscheint die Vergussmasse weiß, in
Draufsicht auf die Vergussmasse gesehen und insbesondere in einem Bereich um den Halbleiterchip herum. Mit anderen Worten ist zum Beispiel eine Konzentration der Partikel so
eingestellt, dass die Vergussmasse für einen Betrachter einen weißen Farbeindruck erweckt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils umgibt die reflektierende Vergussmasse den Halbleiterchip ringsum vollständig, in lateraler Richtung gesehen, und ist formschlüssig zu lateralen
Begrenzungsflächen des Halbleiterchips ausgebildet. Weiterhin bevorzugt umgibt die reflektierende Vergussmasse ebenso den Bonddraht und/oder den Abdeckkörper in lateraler Richtung formschlüssig und vollständig ringsum. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils weist dieses ein Gehäuse mit einer Kavität auf, wobei sich der Halbleiterchip, der Abdeckkörper, der Bonddraht sowie die reflektierende Vergussmasse jeweils in der Kavität befinden und wobei der Halbleiterchip an der Trägeroberseite angebracht ist. Hierbei reicht die
reflektierende Vergussmasse bevorzugt, entlang einer
lateralen Richtung, von dem Halbleiterchip bis zu lateralen Begrenzungsflächen der Kavität, so dass zwischen den
lateralen Begrenzungsflächen der Kavität und dem
Halbleiterchip kein Luftspalt oder kein Spalt, der mit einem weiteren Material gefüllt ist, auftritt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils ist die reflektierende Vergussmasse dazu eingerichtet, die lateralen Begrenzungsflächen der Kavität zu benetzen. Mit anderen Worten kann sich an den lateralen
Begrenzungsflächen ein konkaver Meniskus ausbilden und es kann bei der Fertigung des Halbleiterbauteils die
reflektierende Vergussmasse entlang der lateralen
Begrenzungsflächen der Kavität in Richtung weg von der
Trägeroberseite kriechen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils ist eine Dicke der Vergussmasse
unmittelbar an den lateralen Begrenzungsflächen der Kavität um mindestens 50 ym und/oder um höchstens 400 ym größer als unmittelbar an dem Halbleiterchip. Mit anderen Worten ist es möglich, dass die reflektierende Vergussmasse einen paraboloiden Reflektor ausbildet, wobei eine Dicke der
Vergussmasse, mit einer Toleranz von höchstens 30 ym, in eine Richtung weg von dem Halbleiterchip stetig zunimmt. Dem steht nicht entgegen, dass sich innerhalb der genannten Toleranz zum Beispiel an lateralen Begrenzungsflächen des
Abdeckkörpers ebenfalls ein vergleichsweise kleiner Meniskus der Vergussmasse ausbilden kann.
Nachfolgend wird ein hier beschriebenes optoelektronisches Halbleiterbauteile unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche
Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
Es zeigen:
Figuren 1 bis 7 schematische Darstellungen von
Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauteilen.
In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Halbleiterbauteils 1 in einer
schematischen Schnittdarstellung illustriert. Ein
optoelektronischer Halbleiterchip 3 ist an einer ebenen
Trägeroberseite 20 eines Trägers 2 angebracht. Der
Halbleiterchip 3 weist eine dem Träger 2 abgewandte
Strahlungshauptseite 30 auf. An der Strahlungshauptseite 30 ist ein Abdeckkörper 5 mit einer dem Halbleiterchip 3 abgewandten, ebenen Körperoberseite 50 angebracht. Der
Abdeckkörper 5 ist als Plättchen geformt und weist eine Dicke A von beispielsweise circa 100 ym auf. Eine Dicke C des Halbleiterchips liegt beispielsweise zwischen einschließlich 30 ym und 250 ym, insbesondere um circa 120 ym. Ein
Teilbereich in einer Ecke der Strahlungshauptseite 30, in dem sich ein elektrischer Anschlussbereich 7a befindet, ist von dem Abdeckkörper 5 nicht bedeckt.
Eine elektrische Kontaktierung des Halbleiterchips 3 erfolgt über einen Bonddraht 4, der von einem elektrischen
Anschlussbereich 7b an der Trägeroberseite 20 bis zu dem Anschlussbereich 7a an der Strahlungshauptseite 30 reicht. In einem Bereich um den Anschlussbereich 7a verläuft der
Bonddraht 4 näherungsweise parallel zu der
Strahlungshauptseite 30, beispielsweise mit einer Toleranz von höchstens 20°. Anders als in Figur 1 dargestellt ist es möglich, dass ein Abstand des Bonddrahtes 4 zu der
Trägeroberseite 20 von dem Anschlussbereich 7a in Richtung hin zu dem Anschlussbereich 7b stetig abnimmt, insbesondere falls der Anschlussbereich 7a podestartig ausgebildet ist. In lateraler Richtung umgibt den Halbleiterchip 3, den
Abdeckkörper 5 sowie den Bonddraht 4 formschlüssig eine reflektierende Vergussmasse 6. Der Bonddraht 4 ist
vollständig in die reflektierende Vergussmasse 6 eingebettet. Eine Dicke T der Vergussmasse 6 entspricht, beispielsweise mit einer Toleranz von höchstens 5 % oder von höchstens 10 %, der Summe der Dicken A, C des Abdeckkörpers 5 sowie des
Halbleiterchips 3. Eine dem Träger 2 abgewandte
Vergussoberseite 60 der Vergussmasse 6 ist, im Rahmen der Herstellungstoleranzen, parallel zu der Trägeroberseite 20 sowie zu der Körperoberseite 50 orientiert und schließt im Rahmen der Herstellungstoleranzen bündig mit der
Körperoberseite 50 ab. Bei der Vergussmasse 6 handelt es sich zum Beispiel um ein transparentes Silikon oder um ein transparentes Silikon-Epoxid-Hybridmaterial , in das
reflektierende Partikel, insbesondere aus Titandioxid, eingebettet sind. Der Anschlussbereich 7a an der
Strahlungshauptseite 30 ist von der Vergussmasse 6
vollständig bedeckt.
An lateralen Begrenzungsflächen des Abdeckkörpers 5 kann sich an einer dem Träger 2 abgewandten Vergussoberseite 60 der Vergussmasse 6 ein konkaver Meniskus ausbilden. Bevorzugt ist die Körperoberseite 50 des Abdeckkörpers 5 mit einer
Antihaftschicht 8 versehen, die ein Benetzen der
Körperoberseite 50 mit einem Material der Vergussmasse 6 verhindert. Eine Dicke der Antihaftschicht 8 liegt
beispielsweise zwischen einschließlich 10 nm und 1 ym, insbesondere zwischen einschließlich 25 nm und 200 nm. Die Antihaftschicht weist bevorzugt ein fluoriertes Material, beispielsweise ein teflonartiges Material, auf.
Der Abdeckkörper 5 ist beispielsweise an die
Strahlungshauptseite 30 aufgeklebt oder unmittelbar auf die Strahlungshauptseite 30 aufgedruckt. Anders als dargestellt können, in eine Richtung weg von der Trägeroberseite 20, mehrere Abdeckkörper, die unterschiedliche Funktionen ausüben und beispielsweise transparent, diffus streuend sind oder ein Konversionsmittel aufweisen, aufeinander folgen. Ebenso ist es möglich, dass der Abdeckkörper 5 an der Körperoberseite 50 jeweils eine aufgeraute Struktur zur Verbesserung einer
Lichtauskopplung aufweist oder zusätzlich oder alternativ zu der Antihaftschicht 8 mit einer Antireflexionsbeschichtung oder mit einer besonders harten, gegen mechanische
Belastungen widerstandsfähigen Beschichtung versehen ist. Anders als in Figur 1 dargestellt, ist es möglich, wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen, dass der
optoelektronische Halbleiterchip 3 über zwei Bonddrähte 4 an der Strahlungshauptseite 30 elektrisch kontaktiert ist und dass der Halbleiterchip 3 dann als so genannter Flip-Chip ausgebildet ist.
In perspektivischen Darstellungen ist in den Figuren 2A bis 2E schematisch ein Verfahren zur Herstellung eines
Ausführungsbeispiels des optoelektronischen
Halbleiterbauteils 1 illustriert.
Gemäß Figur 2A wird der Träger 2 bereitgestellt. Der Träger 2 weist elektrische Anschlussbereiche 7b, 7c, 7d an der
Trägeroberseite 20 auf. Die Anschlussbereiche 7b, 7d sind bevorzugt mit nicht dargestellten elektrischen Leiterbahnen an einer Unterseite des Trägers 2 über Durchkontaktierungen verbunden . Gemäß Figur 2B werden an den Anschlussbereichen 7c die mehreren Halbleiterchips 3, beispielsweise über ein Löten oder ein elektrisch leitfähiges Kleben, angebracht. An den Anschlussbereichen 7d werden Schutzdioden 11 gegen
elektrostatische Entladung angebracht. Bei den
Halbleiterchips 3 kann es sich um baugleiche Halbleiterchips handeln oder auch um verschiedene, beispielsweise in
verschiedenen Spektralbereichen emittierende Halbleiterchips.
In Figur 2C sind die Bonddrähte 4a, 4b mit den
Anschlussbereichen 7a, 7e des Halbleiterchips 3 sowie mit der Schutzdiode 11 verbunden, ausgehend von dem Anschlussbereich 7b an der Trägeroberseite 20. Die Bonddrähte 4a, 4b werden bevorzugt zuerst mit der Trägeroberseite 20 und anschließend mit dem Halbleiterchip 3 sowie mit der Schutzdiode 11 verbunden .
Gemäß Figur 2D werden auf den Halbleiterchips 3 die
Abdeckkörper 5a, 5b aufgebracht. Bei den Abdeckkörpern 5a handelt es sich beispielsweise um klarsichtige, transparente Plättchen, die bevorzugt eine Dicke derart aufweisen, dass sie in eine Richtung weg von dem Träger 2 bündig mit den Abdeckkörpern 5b abschließen. Die Abdeckkörper 5b beinhalten ein Konversionsmittel, das dazu eingerichtet ist, zumindest einen Teil der von den Halbleiterchips 3 emittierten
Strahlung in eine Strahlung einer anderen Wellenlänge
umzuwandeln. Beispielsweise emittieren die den Abdeckkörpern 5b zugeordneten Halbleiterchips 3 blaues Licht und die den Abdeckkörpern 5a zugeordneten Halbleiterchips 3 blaues Licht oder rotes Licht. Alternativ hierzu kann es sich bei den Halbleiterchips 3 jeweils um baugleiche Halbleiterchips handeln. Ebenso können baugleiche Abdeckkörper 5a, 5b
Verwendung finden.
Eine detailliertere Darstellung der Bonddrähte 4a, 4b ist der Figur 3 zu entnehmen. In eine Richtung weg von der
Trägeroberseite 20 überragen die Abdeckkörper 5a, 5b die Bonddrähte 4a, 4b. Entlang des Verlaufs der Bonddrähte 4a, 4b weisen diese unterschiedliche Krümmungsradien auf. Über dem elektrischen Anschlussbereich 7b an der Trägeroberseite 20 ist der Krümmungsradius der Bonddrähte 4a, 4b insbesondere kleiner als in einem Bereich nahe der Anschlussbereich 7a, 7e an den dem Träger 2 abgewandten Seiten des Halbleiterchips 3 sowie der Schutzdiode 11.
Gemäß Figur 2E sind die Halbleiterchips 3 sowie die
Abdeckkörper 5a, 5b und die Bonddrähte 4a, 4b von der reflektierenden Vergussmasse 6 umgössen und in lateraler Richtung umgeben. Die Abdeckkörper 5a, 5b sowie die
Vergussmasse 6 bedecken den Träger 2, in eine Richtung weg von der Trägeroberseite 20, vollständig. Es sind die
Bonddrähte 4a, 4b komplett in die Vergussmasse 6 eingebettet. Die Vergussoberseite 60 verläuft näherungsweise parallel zu der Trägeroberseite 20 und ist, mit Ausnahme von konkaven Menisken, die sich an lateralen Begrenzungsflächen der
Abdeckkörper 5a, 5b ausbilden, planar geformt und schließt bündig mit den Körperoberseiten 50 ab.
Durch die Vergussmasse 6 ist verhinderbar, dass Strahlung aus den Abdeckkörpern 5b mit dem Konversionsmittel zugeordneten Halbleiterchips 3 austritt, die die Abdeckkörper 5b nicht durchlaufen hat. Hierdurch ist eine besonders homogene, spektrale Abstrahlung und eine hohe Konversionseffizienz erreichbar .
Optional kann das Halbleiterbauteil 1 gemäß Figur 2E zu
Halbleiterbauteilen mit jeweils mehreren oder jeweils genau einem Halbleiterchip 3 vereinzelt werden.
In Figur 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des
Halbleiterbauteils 1 in einer Schnittdarstellung gezeigt. Anders als gemäß Figur 1 ist der Bonddraht 4 in die
Vergussmasse 6 zusammen mit dem Abdeckkörper 5 eingebettet. Die reflektierende Vergussmasse 6 reicht, von der
Trägeroberseite 20 her gesehen, nur bis an die
Strahlungshauptseite 30 heran. Der Abdeckkörper 5 erstreckt sich vollständig oder im Wesentlichen vollständig über die gesamte Trägeroberseite 20. Die Körperoberseite 50 ist bevorzugt eben geformt. Die Dicke A des Abdeckkörpers 5 liegt bevorzugt zwischen einschließlich 50 ym und 150 ym. Der Abdeckkörper 5 ist bevorzugt klarsichtig und transparent. Ebenso ist es möglich, dass der Abdeckkörper 5 ein
Filtermittel und/oder ein Konversionsmittel enthält, wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 5A bis 5E, in denen ein Herstellungsverfahren für ein weiteres
Ausführungsbeispiel des Halbleiterbauteils 1 gezeigt ist, analog zu den Figuren 2A bis 2E, weist der Träger 2 ein
Gehäuse 9 mit einer Kavität 90 auf. Laterale
Begrenzungsflächen 95 der Kavität 90 sind näherungsweise senkrecht zu der Trägeroberseite 20, auf der die elektrischen Anschlussbereiche 7b, 7c, 7d angebracht sind, orientiert. Die lateralen Begrenzungsflächen 95 sind benetzend bezüglich der reflektierenden Vergussmasse 6 gestaltet, so dass sich beim Befüllen der Kavität 90 mit der reflektierenden Vergussmasse 6 durch die Vergussoberseite 60 eine Reflektorwanne
ausbildet. Die Vergussoberseite 60 ist bevorzugt paraboloid geformt .
Laterale Abmessungen des Trägers 2 bewegen sich
beispielsweise zwischen einschließlich 1 mm x 2 mm und 4 mm x 8 mm, wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen. Die Halbleiterbauteile 1 sind also vergleichsweise kompakt aufgebaut. Optional können an Ecken des Gehäuses 9 sowie des Trägers 2 zylinderförmige Ausnehmungen gebildet sein, die beispielsweise Justagehilfen oder Montagehilfen darstellen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Halbleiterbauteils 1 mit dem Gehäuse 9 ist in den schematischen Schnittdarstellungen gemäß den Figuren 6A bis 6C illustriert. Wie auch bei allen anderen Ausführungsbeispielen ist der Vergussoberseite 60 bevorzugt kein weiterer Verguss nachgeordnet. Insbesondere grenzt die Vergussoberseite 60 an Luft. Alternativ hierzu ist es möglich, dass über der Vergussoberseite 60 und/oder über dem Gehäuse 9 eine in den Figuren nicht dargestellte Optik, beispielsweise eine Linse, nachgeordnet ist.
In Figur 7 ist in einer Schnittdarstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel des Halbleiterbauteils 1 gezeigt. Zur Vereinfachung der Darstellung sind in Figur 7 der
Abdeckkörper sowie der Bonddraht nicht gezeichnet. Durch die Vergussoberseite 60 ist ein paraboloider Reflektor
ausgebildet. An den lateralen Begrenzungsflächen 95 kriecht die Vergussmasse 6 während des Herstellens hoch. An dem
Halbleiterchip 3 weist die Vergussmasse 6 eine Dicke Tl und an den lateralen Begrenzungsflächen 95 eine Dicke T2 auf. Eine Differenz zwischen den Dicken Tl, T2 liegt zum Beispiel zwischen einschließlich 50 ym und 400 ym oder zwischen einschließlich 75 ym und 300 ym. Eine laterale Ausdehnung der Vergussmasse 6 zwischen den lateralen Begrenzungsflächen 95 des Gehäuses 9 und dem Halbleiterchip 3 beträgt
beispielsweise zwischen einschließlich 100 ym und 1 mm, insbesondere zwischen einschließlich 150 ym und 500 ym, zum Beispiel circa 350 ym. Die Vergussmasse 6 steht in direktem Kontakt zu dem Halbleiterchip 3 und zu den lateralen
Begrenzungsflächen 95. An lateralen Begrenzungsflächen des Halbleiterchips 3 können sich kehlenförmige Teile eines Verbindungsmittels, mit dem der Halbleiterchip 3 an dem
Träger 2 angebracht ist, befinden.
In Figur 7 ist zu sehen, dass die Dicke T der Vergussmasse 6 in Richtung weg von dem Halbleiterchip 3 zuerst geringfügig abnehmen kann und dann, in Richtung hin zu den lateralen Begrenzungsflächen 95, wieder stetig zunimmt. Eine Abnahme der Dicke T, in Richtung weg von dem Halbleiterchip 3, beträgt bevorzugt höchstens 30 ym oder höchstens 20 ym und ist der Ausbildung eines kleinen konkaven Meniskus an dem Halbleiterchip 3 beziehungsweise an dem Abdeckkörper
zuzuschreiben. Eine Strahlformung durch die Vergussoberseite 60 ist durch dieses lokale Minimum der Dicke T des
Vergusskörpers 6 nicht oder nahezu nicht beeinflusst.
Die hier beschriebene Erfindung ist nicht durch die
Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt.
Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist .
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2010 024 864.9, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Claims

Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) mit
- einem Träger (2) mit einer Trägeroberseite (20),
- mindestens einem optoelektronischen Halbleiterchip (3), der an der Trägeroberseite (20) angebracht ist und der eine der Trägeroberseite (20) abgewandte
Strahlungshauptseite (30) aufweist,
- mindestens einem Bonddraht (4), über den der
Halbleiterchip (3) elektrisch kontaktiert ist,
- mindestens einem Abdeckkörper (5) auf der
Strahlungshauptseite (30), der den Bonddraht (4) in eine Richtung weg von der Trägeroberseite (20) und senkrecht zu der Strahlungshauptseite (30) überragt, und
- mindestens einer reflektierenden Vergussmasse (6), die den Halbleiterchip (3) in lateraler Richtung umgibt und von der Trägeroberseite (20) her mindestens bis zur Strahlungshauptseite (30) reicht,
wobei der Bonddraht (4) vollständig von der
reflektierenden Vergussmasse (6) oder vollständig von der reflektierenden Vergussmasse (6) zusammen mit dem Abdeckkörper (5) überdeckt ist.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach dem vorhergehenden Anspruch,
bei dem der Bonddraht (4) vollständig in die
reflektierende Vergussmasse (6) eingebettet ist.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem die reflektierende Vergussmasse (6), von der Trägeroberseite (20) her, bis an eine der Trägeroberseite (20) abgewandte Körperoberseite (50) des Abdeckkörpers (5) reicht.
4. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem die Körperoberseite (50) des Abdeckkörpers (5) mit einer Antihaftschicht (8) versehen ist und die
Antihaftschicht (8) nicht benetzend für ein Material der reflektierenden Vergussmasse (6) ist.
5. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem eine der Trägeroberseite (20) abgewandte
Vergussoberseite (60), mit einer Toleranz von höchstens
30 ym, bündig mit und parallel zu der Körperoberseite
(50) des Abdeckkörpers (5) verläuft.
6. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem die Trägeroberseite (20), in Draufsicht gesehen, vollständig von der reflektierenden Vergussmasse (6) zusammen mit dem Abdeckkörper (5) überdeckt ist.
7. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem der Bonddraht (4) in einem elektrischen
Anschlussbereich (7) auf der Strahlungshauptseite (30) an dem Halbleiterchip (2) angebracht ist,
wobei der elektrische Anschlussbereich (7) frei von dem Abdeckkörper (5) ist und teilweise oder vollständig von der reflektierenden Vergussmasse (6) bedeckt ist.
8. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Bonddraht (4) in dem Anschlussbereich (7), mit einer Toleranz von höchstens 20°, parallel zu der Strahlungshauptseite (30) verläuft.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem der Abdeckkörper (5) als Plättchen geformt und auf die Strahlungshauptseite (30) begrenzt ist,
wobei eine Dicke (A) des Abdeckkörpers (5) zwischen einschließlich 50 ym und 250 ym beträgt.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem die reflektierende Vergussmasse (6) ein
transparentes Matrixmaterial und darin eingebettete reflektierende Partikel umfasst,
wobei das Matrixmaterial bei Raumtemperatur eine Härte von höchstens Shore A 50 aufweist.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach dem vorhergehenden Anspruch,
bei dem ein Partikelmaterial, aus dem die
reflektierenden Partikel geformt sind, ein Metalloxid ist,
wobei ein Gewichtsanteil der Partikel an der
reflektierenden Vergussmasse (6) zwischen einschließlich 10 % und 40 % liegt.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem die reflektierende Vergussmasse (6) den
Halbleiterchip (3), den Bonddraht (4) sowie den
Abdeckkörper (5) formschlüssig und in lateraler Richtung vollständig ringsum umgibt.
13. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
das ein Gehäuse (9) mit einer Kavität (90) aufweist, wobei der Halbleiterchip (3), der Abdeckkörper (4) sowie die reflektierende Vergussmasse (6) an der
Trägeroberseite (20) in der Kavität (90) angeordnet sind,
und wobei die reflektierende Vergussmasse (6) vom
Halbleiterchip (3) bis zu lateralen Begrenzungsflächen (95) der Kavität (90) reicht.
14. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach dem
vorhergehenden Anspruch,
bei dem die reflektierende Vergussmasse (6) dazu
eingerichtet ist, die lateralen Begrenzungsflächen (95) der Kavität (90) zu benetzen,
wobei eine Dicke (T) der Vergussmasse (6) an der lateralen Begrenzungsfläche (95) um mindestens 50 ym und um höchstens 400 ym größer ist als an dem Halbleiterchip (3) .
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