EP2617070A1 - Optoelektronisches bauelement und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Optoelektronisches bauelement und verfahren zu dessen herstellung

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EP2617070A1
EP2617070A1 EP11755034.3A EP11755034A EP2617070A1 EP 2617070 A1 EP2617070 A1 EP 2617070A1 EP 11755034 A EP11755034 A EP 11755034A EP 2617070 A1 EP2617070 A1 EP 2617070A1
Authority
EP
European Patent Office
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housing part
semiconductor chip
optoelectronic component
carrier
radiation
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP11755034.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Karl Weidner
Johann Ramchen
Axel Kaltenbacher
Walter Wegleiter
Bernd Barchmann
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 EP2617070A1 publication Critical patent/EP2617070A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to an optoelectronic component and a method for its production.
  • Connection area of a carrier is mounted and at the opposite radiation exit surface a
  • Connection contact which is connected by means of a bonding wire with another connection region of the carrier.
  • the semiconductor chip and the bonding wire are arranged in a recess of a housing, wherein the reflective
  • Semiconductor chip and the bonding wire are embedded in a transparent potting, which is a Lumineszenzkonversionsstoff for wavelength conversion of the semiconductor chip
  • Potting material is also glued to a lens, which serves for beam shaping of the emitted radiation.
  • the invention is based on the object
  • optoelectronic device that is characterized by a more compact design, improved radiation efficiency and a comparatively simple manufacturing process is characterized. Furthermore, an advantageous method for producing the device should be specified.
  • the optoelectronic component comprises according to a
  • the optoelectronic component comprises a radiation-emitting semiconductor chip, which has a base surface and one of the base surface opposite
  • Radiation exit surface wherein the semiconductor chip is arranged with the base on the carrier.
  • the optoelectronic component contains
  • a housing having a lower housing part, which is arranged on the carrier and on side edges of the
  • Semiconductor chips adjacent, and an upper housing part, which is arranged on the lower housing part and forms a reflector for the emitted radiation from the semiconductor chip.
  • An electrical connection layer is of the
  • the optoelectronic component designed in this way is characterized in particular by a compact design.
  • the lower housing part directly adjoins the side edges of the semiconductor chip. This is made possible in particular by the fact that the semiconductor chip does not like
  • Connection area is guided on the carrier, is contacted.
  • the contacting of the semiconductor chip advantageously takes place in such a way that an electrical connection layer of the radiation exit surface of the semiconductor chip via an interface of the lower housing part, to the
  • connection layer then extends through the lower housing part to the first
  • the radiation-emitting semiconductor chip is thus in particular contacted wirelessly.
  • a second terminal contact of the semiconductor chip can be
  • Carrier is mounted.
  • Housing part is preferably a silicone.
  • the lower and the upper housing part may have the same base material, for example a silicone.
  • the particles are preferably T1O 2 particles.
  • Base material of the lower and / or upper housing part advantageously increases the reflection of the base material in the
  • Refractive index in particular a larger refractive index than silicone has. Furthermore, radiation at the
  • the proportion by weight of the particles in the lower and / or upper housing part is preferably between 5% and 50%. It turned out, in such a
  • Concentration of reflection-enhancing particles, in particular TiO 2 particles, an increase in the reflection is observed.
  • the increased reflection of the housing material by means of the embedded particles has the advantage, in the case of the lower housing part, that an undesired radiation decoupling from the semiconductor chip in the lateral direction through the to the
  • Radiation exit surface of the semiconductor chip is deflected.
  • the increased reflection by means of the particles embedded in the base material is advantageous since the upper housing part forms a reflector for the radiation emitted by the semiconductor chip.
  • the reflector preferably adjoins the radiation exit surface of the semiconductor chip at least in regions. This can in particular be realized such that the lower housing part has a height such that it is flush with a radiation exit surface of the semiconductor chip
  • the base of the upper housing part, which forms the reflector, is thus advantageously arranged at the height of the radiation exit surface of the semiconductor chip. It turned out that this way a good
  • the semiconductor chip has a luminescence conversion layer on its radiation exit surface.
  • the luminescence conversion layer By means of the luminescence conversion layer, at least a portion of the radiation emitted by the radiation-emitting semiconductor chip becomes larger wavelengths
  • mixed-color or white light can be generated, for example, with a radiation-emitting semiconductor chip whose active zone emits ultraviolet or blue light.
  • a radiation-emitting semiconductor chip whose active zone emits ultraviolet or blue light.
  • blue light in light of a longer wavelength, in particular in light of a
  • Complementary color such as yellow, to be converted so that the light emitted from the active zone blue light is superimposed with the converted to the complementary color portion to white light.
  • Luminescence conversion layer may be a matrix material have, in which the Lumineszenzkonversionsstoff is embedded.
  • the matrix material may be a polymer such as silicone or a ceramic. suitable
  • Luminescence conversion materials are known, for example, from the publication WO 97/50132, the content of which is hereby incorporated by reference.
  • the semiconductor layer sequence of the semiconductor chip becomes
  • the luminescence conversion layer is a prefabricated platelet, for example, on the
  • a surface of the luminescence conversion layer is at the same height as the
  • Lumineszenzkonversionstik thus act advantageously as a carrier for the electrically conductive layer.
  • the transparent casting represents in particular a protection of the semiconductor chip from moisture and / or mechanical damage or dar.
  • the transparent potting can in particular be flush with an upper side of the upper housing part and thus the upper one
  • the transparent potting is shaped as a lens. This means that the surface facing away from the semiconductor chip of the
  • transparent potting curved for example, convex curved
  • the lens can advantageously a
  • the carrier has a first electrical rear-side contact and a second electrical rear-side contact on a rear side facing away from the semiconductor chip.
  • first electrical rear-side contact and a second electrical rear-side contact on a rear side facing away from the semiconductor chip.
  • the optoelectronic component is therefore preferably a surface-mountable component that can be soldered to a printed circuit board, for example, on the back electrical contacts of the carrier.
  • the first electrical backside contact is preferably connected to the first connection region by means of at least one first through-connection extending through the carrier
  • the second electrical rear-side contact is electrically conductive with the second connection region by means of at least one second through-connection, which runs through the carrier
  • the optoelectronic component is more compact than if, for example, the connections between the
  • connection areas on the front and the back of the carrier would be realized by means guided over the side surfaces of the carrier connection layers.
  • the side flanks of the carrier in this embodiment are not conductive, so that a plurality of the optoelectronic components can be arranged close to each other without the risk of a short circuit.
  • the carrier may be formed of an electrically insulating material such as a ceramic or an undoped semiconductor material.
  • Housing part applied to the carrier, to the
  • Carrier extends is generated in the lower housing part.
  • the openings are made with an electrically conductive
  • the electrically conductive layer is applied to a region of the
  • Lumineszenzkonversions Bark and a range of
  • Lumineszenzkonversions Mrs and the lower housing part are preferably arranged at the same height and close flush to each other.
  • Connecting area on the surface of the carrier electrically conductively connects. Subsequently, an upper housing part is applied to the lower housing part.
  • Housing part and the upper housing part formed housing to the carrier guided contacting produced in a particularly efficient manner.
  • the optoelectronic component produced by the method is therefore characterized by an advantageously low production cost.
  • the lower housing part and / or the upper housing part are produced by dispensing, screen printing or compression molding.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a cross section through an optoelectronic component according to a first exemplary embodiment
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a cross section through an optoelectronic component according to a second exemplary embodiment
  • Figure 3 is a schematic representation of a cross section through an optoelectronic device according to a third embodiment
  • Figures 4A to 4E is a schematic representation of a
  • Embodiment of a method for producing an optoelectronic component based on intermediate steps Embodiment of a method for producing an optoelectronic component based on intermediate steps. Identical or equivalent components are each provided with the same reference numerals in the figures. The
  • the optoelectronic component shown schematically in cross section in FIG. 1 has a semiconductor chip 4, which is mounted on a base 3 on its base 5.
  • the semiconductor chip 4 has an active layer 24 from which electromagnetic radiation 16 is emitted.
  • the semiconductor chip 4 may be an LED chip.
  • Semiconductor chips 4 can in particular for the emission of
  • the semiconductor chip 4 is preferably based on a nitride compound semiconductor material. "On one
  • Nitride compound semiconductor based "means in
  • the semiconductor layer sequence or at least one layer thereof comprises a III-nitride compound semiconductor material, preferably In x Al y Gai- x - y N, where 0 ⁇ x ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ 1 and x + y ⁇ 1.
  • This material does not necessarily have to have a mathematically exact composition according to the above formula. Rather, it may contain one or more dopants as well as additional
  • Radiation-emitting semiconductor chip 4 preferably has a luminescence conversion layer 13.
  • Luminescence conversion layer 13 contains one or more luminescence conversion substances, by which at least part of the radiation emitted by active zone 24 is converted to a longer wavelength.
  • the radiation 16 emitted by the optoelectronic component can therefore in particular be a mixed light from the radiation emitted by the active layer 24 and that in the
  • the radiation 16 emitted by the optoelectronic component may, for example, be white light.
  • the luminescence conversion layer 13 may be a prefabricated platelet which is adhesively bonded, for example, to the semiconductor layer sequence of the semiconductor chip 4.
  • the luminescence conversion layer 13 may be a polymer such as a silicone having a
  • the luminescence conversion layer having embedded Lumineszenzkonversionsstoff.
  • the luminescence conversion layer having embedded Lumineszenzkonversionsstoff.
  • the semiconductor layer sequence of the semiconductor chip 4 is preferably not surmounted by the luminescence conversion layer 13 in the lateral direction.
  • Semiconductor layer sequence of the semiconductor chip 4 point Preferably, the same base area, wherein the luminescence conversion layer 13 is preferably arranged flush on the semiconductor layer sequence of the semiconductor chip 4.
  • the semiconductor chip 4 is embedded in a housing 10 which has a lower housing part 8 and an upper housing part 9.
  • the lower housing part 8 is advantageous
  • Connection area 1 is guided on the support 3.
  • Electrical connection layer 7 thus at least partially passes through the housing 10, whereby a particularly compact optoelectronic component can be achieved.
  • a second electrical contact of the semiconductor chip 4 can be realized in that the semiconductor chip 4 with its base 5 on a second terminal region 2 of the
  • Carrier 3 is mounted.
  • the second electrical contact on the upper side of the semiconductor chip 4, and the second contact as the first contact by means of a further guided through the housing 10 electrical connection layer with the second
  • connection area 2 to connect.
  • the first connection region 1 of the carrier is advantageously by means of a first through-connection 11, which passes through the carrier 3, with a first
  • connection region 2 by means of a second via 12 with a second rear contact 22 connected.
  • Component be mounted for example by means of a solder joint on a circuit board.
  • the optoelectronic component is therefore advantageously surface mountable.
  • the upper housing part 9 advantageously forms a reflector 15 for the radiation 16 emitted by the semiconductor chip 4.
  • the reflector 15 preferably adjoins the radiation exit surface 6 of the semiconductor chip 4 at least in regions.
  • the radiation exit surface 6 may be either the surface of the semiconductor layer sequence of the
  • Lumineszenzkonversionstik 13 act. Because the reflector 15 directly adjoins the radiation exit surface 6 of the semiconductor chip 4, good beam shaping of the emitted radiation 16 is achieved.
  • the lower housing part 8 and the upper housing part 9 each contain particles 20, which increase the reflection of the housing material.
  • the particles 20 may in particular be TiO 2 particles.
  • the proportion by weight of the particles 20 in the lower and / or upper housing part 8, 9 is preferably between 5% and 50%. In the case of the lower case 8, a high reflection of the
  • the lower housing part 8 and the upper housing part 9 are identical to The lower housing part 8 and the upper housing part 9
  • reflection-enhancing particles 20 are embedded.
  • the lower housing part 8 and the upper housing part 9 preferably have the same base material.
  • the lower housing part 8 and the upper housing part 9 may each comprise a silicone. Characterized in that the lower housing part 8 and the upper housing part 9, the same Have base material, in particular good adhesion of the upper housing part 9 on the lower housing part 8 can be achieved.
  • the second embodiment of an optoelectronic component shown schematically in cross section in FIG. 2 differs from that shown in FIG.
  • Optoelectronic component characterized in that a recess 25 in the upper housing part 9, through which the reflector 15 is formed, is filled with a transparent potting 17.
  • the recess 25 is filled with the transparent potting 17 in such a way that the potting 17 is flush with the surface of the upper housing part 9
  • the transparent potting 17 protects the semiconductor chip 4 from external influences such as moisture, for example.
  • Embodiment. The third embodiment of an optoelectronic component shown schematically in cross section in FIG. 3 differs from that shown in FIG.
  • transparent potting 17 has no planar surface, but is shaped as a lens 18. This has the advantage that the potting 17 not only to protect the optoelectronic device from contamination or mechanical Damage serves, but at the same time as
  • a carrier 3 has been provided, which has a first
  • Terminal area 1 and a second terminal area 2 has.
  • the connection areas 1, 2 are each connected to rear side contacts 21, 22 of the carrier 3 by means of a plated-through hole 11, 12.
  • On the second connection region 2 of the carrier 3 is a radiation-emitting
  • semiconductor chip 4 has been mounted.
  • the semiconductor chip 4 may be soldered on its base surface 5 to the second connection region 2 of the carrier 3.
  • the semiconductor chip 4 contains a semiconductor layer sequence 28, to which a luminescence conversion layer 13 is applied.
  • the luminescence conversion layer 13 is preferably a prefabricated platelet based on the
  • Semiconductor layer sequence 28 of the semiconductor chip 4 was glued.
  • a lower housing part 8 has been applied to the carrier 3, which is advantageously applied to the side flanks 14 of the semiconductor chip 4 adjacent and preferably completely surrounds the semiconductor chip 4.
  • the lower housing part 8 preferably contains a silicone in the reflection-increasing particles 20
  • the lower housing part 8 can be produced in particular by dispensing, screen printing or compression molding.
  • an opening 26 has been produced in the luminescence conversion layer 13.
  • the opening 26 is provided to the
  • Semiconductor layer sequence of the semiconductor chip 4 to be able to contact with an electrical connection layer.
  • Housing part 8 has been generated.
  • the opening 27 extends from the surface of the lower housing part 8 through the lower housing part 8 through to the first
  • Lumineszenzkonversions Mrs 13 and the lower housing part 8 have each been filled with an electrically conductive material. Furthermore, an electrically conductive layer was applied to a portion of the surface of the luminescence conversion layer 13 and the surface of the lower housing part 8, which the electrically conductive materials in the opening 26 of the luminescence conversion layer 13 and the opening 27 in the lower housing part 8 with each other
  • Terminal layer 7 has been made, which the
  • an upper housing part 9 has been arranged on the lower housing part 8.
  • the upper housing part 9 has a recess 25, which in the optoelectronic component has a reflector 15 for the radiation emitted by the semiconductor chip 4
  • the upper housing part 9 can like the lower
  • Housing part 8 are generated for example by dispensing, screen printing or compression molding.
  • the upper housing part 9 preferably contains the same material as the lower housing part 8, preferably a silicone, into which particles of T1O 2
  • the lower housing part 8 and the upper housing part 9 together form a housing 10 for the
  • the optoelectronic component produced in this way corresponds to the optoelectronic component shown in FIG. Further
  • the recess 25 can be filled with a potting 17, for example by means of dispensing.
  • the potting 17 can, as in the in FIG. 2
  • illustrated embodiment may be executed as a Planverguss or, as shown in Figure 3, as a lens 18 are formed.

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Abstract

Es wird ein optoelektronisches Bauelement angegeben, mit einem Träger (3), der einen ersten (1) und einen zweiten Anschlussbereich (2) aufweist, sowie mit einem strahlungsemittierenden Halbleiterchip (4), der eine Grundfläche (5) und eine der Grundfläche gegenüberliegende Strahlungsaustrittsfläche (6) aufweist, wobei der Halbleiterchip (4) mit der Grundfläche (5) auf dem Träger (3) angeordnet ist. Ferner weist das optoelektronische Bauelement ein Gehäuse (10) mit einem unteren Gehäuseteil (8), das an Seitenflanken (14) des Halbleiterchips (4) angrenzt, und einem oberen Gehäuseteil (9), das einen Reflektor (15) für die vom Halbleiterchip (4) emittierte Strahlung (16) ausbildet, auf. Eine elektrische Anschlussschicht (7) ist von der Strahlungsaustrittsfläche (6) des Halbleiterchips (4) über einen Teil der Grenzfläche (19) zwischen dem unteren (8) und dem oberen Gehäuseteil (9) und durch das untere Gehäuseteil (8) hindurch zu dem ersten Anschlussbereich (1) auf dem Träger (3) geführt. Weiterhin wird ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung des optoelektronischen Bauelements angegeben.

Description

Beschreibung
Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zu dessen
Herstellung
Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2010 045 403.6, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Aus der Druckschrift WO 00/65664 ist ein optoelektronisches Bauelement bekannt, bei dem ein strahlungsemittierender
Halbleiterchip an seiner Grundfläche auf einen
Anschlussbereich eines Trägers montiert ist und an der gegenüberliegenden Strahlungsaustrittsfläche einen
Anschlusskontakt aufweist, der mittels eines Bonddrahts mit einem weiteren Anschlussbereich des Trägers verbunden ist. Der Halbleiterchip und der Bonddraht sind in einer Ausnehmung eines Gehäuses angeordnet, wobei die reflektierenden
Seitenwände des Gehäuses einen Reflektor für die von dem Halbleiterchip emittierte Strahlung ausbilden. Der
Halbleiterchip und der Bonddraht sind in einen transparenten Verguss eingebettet, der einen Lumineszenzkonversionsstoff zur Wellenlängenkonversion der von dem Halbleiterchip
emittierten Strahlung aufweist. Auf das transparente
Vergussmaterial ist ferner eine Linse aufgeklebt, die zur Strahlformung der emittierten Strahlung dient.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
optoelektronisches Bauelement anzugeben, dass sich durch eine kompaktere Bauform, eine verbesserte Strahlungsausbeute und ein vergleichsweise einfaches Herstellungsverfahren auszeichnet. Weiterhin soll ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung des Bauelements angegeben werden.
Diese Aufgabe wird durch ein optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen
Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche .
Das optoelektronische Bauelement umfasst gemäß einer
Aus führungs form einen Träger, der einen ersten
Anschlussbereich und einen zweiten Anschlussbereich aufweist. Weiterhin umfasst das optoelektronische Bauelement einen Strahlungsemittierenden Halbleiterchip, der eine Grundfläche und eine der Grundfläche gegenüberliegende
Strahlungsaustrittsfläche aufweist, wobei der Halbleiterchip mit der Grundfläche auf dem Träger angeordnet ist.
Weiterhin enthält das optoelektronische Bauelement
vorteilhaft ein Gehäuse mit einem unteren Gehäuseteil, das auf dem Träger angeordnet ist und an Seitenflanken des
Halbleiterchips angrenzt, und ein oberes Gehäuseteil, das auf dem unteren Gehäuseteil angeordnet ist und einen Reflektor für die vom Halbleiterchip emittierte Strahlung ausbildet.
Eine elektrische Anschlussschicht ist von der
Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterchips über einen Teil der Grenzfläche zwischen dem unteren und dem oberen
Gehäuseteil und durch das untere Gehäuseteil hindurch zu dem ersten Anschlussbereich auf dem Träger geführt. Das so ausgestaltete optoelektronische Bauelement zeichnet sich insbesondere durch eine kompakte Bauform aus.
Insbesondere grenzt das untere Gehäuseteil direkt an die Seitenflanken des Halbleiterchips an. Dies wird insbesondere dadurch ermöglicht, dass der Halbleiterchip nicht wie
herkömmlicherweise mittels eines Bonddrahts, der von der Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterchips zu einem
Anschlussbereich auf den Träger geführt ist, kontaktiert ist. Stattdessen erfolgt die Kontaktierung des Halbleiterchips vorteilhaft derart, dass eine elektrische Anschlussschicht von der Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterchips über eine Grenzfläche des unteren Gehäuseteils, das an die
Seitenflanken des Halbleiterchip angrenzt, in seitlicher Richtung vom Halbleiterchip weggeführt ist. In einem Abstand vom Halbleiterchip verläuft die Anschlussschicht dann durch das untere Gehäuseteil hindurch bis zu dem ersten
Anschlussbereich auf dem Träger. Der Strahlungsemittierende Halbleiterchip ist also insbesondere drahtlos kontaktiert. Ein zweiter Anschlusskontakt des Halbleiterchips kann
insbesondere dadurch realisiert sein, dass der Halbleiterchip an der Grundfläche auf den zweiten Anschlussbereich des
Trägers montiert ist. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung weisen das untere
und/oder das obere Gehäuseteil ein Grundmaterial auf, in das Partikel eingebettet sind, welche die Reflexion des
Grundmaterials erhöhen. Bei dem Grundmaterial des unteren und/oder des oberen
Gehäuseteils handelt es sich vorzugsweise um ein Silikon. Insbesondere können das untere und das obere Gehäuseteil das gleiche Grundmaterial, beispielsweise ein Silikon, aufweisen. Bei den Partikeln handelt es sich vorzugsweise um T1O2- Partikel. Durch das Einbetten der Ti02-Partikel in das
Grundmaterial des unteren und/oder oberen Gehäuseteils erhöht sich vorteilhaft die Reflexion des Grundmaterials im
Vergleich zu einem Gehäusematerial ohne die eingebetteten Ti02-Partikel , da T1O2 einen vergleichsweise großen
Brechungsindex, insbesondere einen größeren Brechungsindex als Silikon, aufweist. Weiterhin wird Strahlung an den
Partikeln gestreut, so dass bei einem ausreichend großen Gewichtsanteil der Partikel an dem Material des unteren und/oder oberen Gehäuseteils ein signifikanter Anteil der Strahlung in die Einfallrichtung zurückgestreut wird.
Der Gewichtsanteil der Partikel in dem unteren und/oder oberen Gehäuseteil beträgt bevorzugt zwischen 5 % und 50 %. Es hat sich herausgestellt, bei einer derartigen
Konzentration der reflexionserhöhenden Partikel, insbesondere Ti02-Partikel , eine Erhöhung der Reflexion zu beobachten ist. Die mittels der eingebetteten Partikel erhöhte Reflexion des Gehäusematerials hat im Fall des unteren Gehäuseteils den Vorteil, dass eine unerwünschte Strahlungsauskopplung aus dem Halbleiterchip in seitliche Richtung durch das an die
Seitenflanken des Halbleiterchips angrenzende reflektierende Gehäusematerial des unteren Gehäuseteils verhindert wird. Von dem Halbleiterchip in seitliche Richtung emittierte Strahlung wird also von dem unteren Gehäuseteil zumindest teilweise in den Halbleiterchip zurückreflektiert, so dass dieser
Strahlungsanteil insbesondere nach einer oder mehreren weiteren Reflexionen innerhalb des Halbleiterchips zur
Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterchips umgelenkt wird. Im Fall des oberen Gehäuseteils ist die mittels der in das Grundmaterial eingebetteten Partikel erhöhte Reflexion vorteilhaft, da das obere Gehäuseteil einen Reflektor für die von dem Halbleiterchip emittierte Strahlung ausbildet.
Vorzugsweise grenzt der Reflektor zumindest bereichsweise an die Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterchips an. Dies kann insbesondere derart realisiert sein, dass das untere Gehäuseteil eine derartige Höhe aufweist, dass es bündig an eine Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterchips
anschließt. Die Grundfläche des oberen Gehäuseteils, das den Reflektor ausbildet, ist also vorteilhaft auf der Höhe der Strahlungsaustrittsfläche des Halbleiterchips angeordnet. Es hat sich herausgestellt, dass auf diese Weise eine gute
Strahlformung der von dem Halbleiterchip emittierten
Strahlung erzielt wird.
Bei einer Ausgestaltung weist der Halbleiterchip an seiner Strahlungsaustrittsfläche eine Lumineszenzkonversionsschicht auf. Mittels der Lumineszenzkonversionsschicht wird zumindest ein Teil der von dem Strahlungsemittierenden Halbleiterchip emittierten Strahlung zu größeren Wellenlängen hin
konvertiert. Auf diese Weise kann zum Beispiel mit einem Strahlungsemittierenden Halbleiterchip, dessen aktive Zone ultraviolettes oder blaues Licht emittiert, mischfarbiges oder weißes Licht erzeugt werden. Insbesondere kann mittels der Lumineszenzkonversionsschicht blaues Licht in Licht einer längeren Wellenlänge, insbesondere in Licht einer
Komplementärfarbe wie beispielsweise gelb, umgewandelt werden, so dass sich das von der aktiven Zone emittierte blaue Licht mit dem zu der Komplementärfarbe umgewandelten Anteil zu weißem Licht überlagert. Die
Lumineszenzkonversionsschicht kann ein Matrixmaterial aufweisen, in das der Lumineszenzkonversionsstoff eingebettet ist. Das Matrixmaterial kann ein Polymer wie beispielsweise Silikon oder eine Keramik sein. Geeignete
Lumineszenzkonversionsstoffe sind beispielsweise aus der Druckschrift WO 97/50132 bekannt, deren Inhalt diesbezüglich hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Die Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterchips wird
vorzugsweise von der Lumineszenzkonversionsschicht in
seitlicher Richtung nicht überragt. Die
Lumineszenzkonversionsschicht weist vorteilhaft die gleiche Grundfläche wie die Halbleiterschichtenfolge des
Halbleiterchips auf und ist somit vorteilhaft bündig auf der Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterchips angeordnet.
Vorzugsweise ist die Lumineszenzkonversionsschicht ein vorgefertigtes Plättchen, das beispielsweise auf die
Halbleiterschichtenfolge aufgeklebt ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Oberfläche der Lumineszenzkonversionsschicht auf gleicher Höhe wie die
Grenzfläche zwischen dem unteren und dem oberen Gehäuseteil angeordnet und ein Teil der elektrisch leitenden Schicht auf einem Teil der Oberfläche der Lumineszenzkonversionsschicht angeordnet. Ein Teil der Grenzfläche zwischen dem unteren und dem oberen Gehäuseteil und ein Teil der
Lumineszenzkonversionsschicht fungieren somit vorteilhaft als Träger für die elektrisch leitende Schicht. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist eine Ausnehmung in dem oberen Gehäuseteil, durch die der Reflektor in dem oberen Gehäuseteil geformt ist, mit einem transparenten Verguss aufgefüllt. Der transparente Verguss stellt insbesondere einen Schutz des Halbleiterchips vor Feuchtigkeit und/oder mechanischen Beschädigungen oder dar.
Der transparente Verguss weist bei einer vorteilhaften
Ausgestaltung eine planare Oberfläche auf. Der transparente Verguss kann insbesondere bündig mit einer Oberseite des oberen Gehäuseteils abschließen und somit das obere
Gehäuseteil planarisieren . Bei einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung ist der transparente Verguss als Linse geformt. Das heißt, dass die von dem Halbleiterchip abgewandte Oberfläche des
transparenten Vergusses gekrümmt, beispielsweise konvex gekrümmt, ist. Mittels der Linse kann vorteilhaft eine
Strahlformung der von dem Halbleiterchip emittierten
Strahlung erzielt werden. Auf diese Weise ist vorteilhaft ein Strahlformungselement in das Gehäuse integriert.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Träger an einer von dem Halbleiterchip abgewandten Rückseite einen ersten elektrischen Rückseitenkontakt und einen zweiten elektrischen Rückseitenkontakt auf. Dabei sind der erste elektrische
Rückseitenkontakt mit dem ersten Anschlussbereich und der zweite elektrische Rückseitenkontakt mit dem zweiten
Anschlussbereich auf der dem Halbleiterchip zugewandten Seite des Trägers elektrisch leitend verbunden. Auf diese Weise wird vorteilhaft erreicht, dass das optoelektronische
Bauelement von der Rückseite des Trägers her kontaktierbar ist. Bei dem optoelektronischen Bauelement handelt es sich also vorzugsweise um ein oberflächenmontierbares Bauelement, das beispielsweise an den elektrischen Rückseitenkontakten des Trägers auf eine Leiterplatte gelötet werden kann. Der erste elektrische Rückseitenkontakt ist vorzugsweise mittels mindestens einer ersten Durchkontaktierung, die durch den Träger verläuft, mit dem ersten Anschlussbereich
elektrisch leitend verbunden. Entsprechend ist der zweite elektrische Rückseitenkontakt mittels mindestens einer zweiten Durchkontaktierung, die durch den Träger verläuft, mit dem zweiten Anschlussbereich elektrisch leitend
verbunden. Die Verbindung der Anschlussbereiche auf der dem Halbleiterchip zugewandten Seite des Trägers mit den
Rückseitenkontakten mittels Durchkontaktierungen hat den
Vorteil, dass das optoelektronische Bauelement kompakter ist, als wenn beispielsweise die Verbindungen zwischen den
Anschlussbereichen auf der Vorderseite und der Rückseite des Trägers mittels über die Seitenflächen des Trägers geführten Anschlussschichten realisiert wäre. Insbesondere sind die Seitenflanken des Trägers bei dieser Ausgestaltung nicht leitend, so dass mehrere der optoelektronischen Bauelemente ohne die Gefahr eines Kurzschlusses dicht nebeneinander angeordnet werden können. Insbesondere kann der Träger aus einem elektrisch isolierenden Material wie beispielsweise einer Keramik oder einem undotierten Halbleitermaterial gebildet sein.
Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens zur Herstellung des optoelektronischen Bauelements wird ein Träger
bereitgestellt, der einen ersten Anschlussbereich und einen zweiten Anschlussbereich aufweist. Nachfolgend wird ein strahlungsemittierender Halbleiterchip auf den zweiten
Anschlussbereich des Trägers montiert. In einem weiteren Schritt wird eine Lumineszenzkonversionsschicht auf den
Halbleiterchip aufgebracht. Weiterhin wird ein unteres
Gehäuseteil auf den Träger aufgebracht, das an die
Seitenflanken des Halbeleiterchips angrenzt. Nachfolgend wird eine Öffnung in der Lumineszenzkonversionsschicht erzeugt, um einen Teil der Oberfläche des Halbleiterchips freizulegen. Eine weitere Öffnung, die sich von der Oberfläche des unteren Gehäuseteils bis zu dem ersten Anschlussbereich auf dem
Träger erstreckt, wird in dem unteren Gehäuseteil erzeugt. Die Öffnungen werden mit einem elektrisch leitfähigen
Material gefüllt und nachfolgend eine elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht, welche die elektrisch leitfähigen
Materialien in der Öffnung in der
Lumineszenzkonversionsschicht und der Öffnung in dem unteren Gehäuseteil miteinander verbindet. Die elektrisch leitfähige Schicht wird dabei auf einen Bereich der
Lumineszenzkonversionsschicht und einen Bereich der
Oberfläche des unteren Gehäuseteils aufgebracht, die somit vorteilhaft als elektrisch isolierende Träger der elektrisch leitfähigen Schicht fungieren. Die Oberflächen der
Lumineszenzkonversionsschicht und des unteren Gehäuseteils sind vorzugsweise auf gleicher Höhe angeordnet und schließen bündig aneinander an. Vorteilhaft es nicht erforderlich, vor dem Aufbringen der elektrisch leitfähigen Schicht eine elektrisch isolierende Schicht aufzubringen. Auf diese Weise wird eine elektrische Anschlussschicht hergestellt, welche den Halbleiterchip mit dem ersten elektrischen
Anschlussbereich auf der Oberfläche des Trägers elektrisch leitend verbindet. Nachfolgend wird ein oberes Gehäuseteil auf das untere Gehäuseteil aufgebracht.
Auf diese Weise wird eine durch das aus dem unteren
Gehäuseteil und dem oberen Gehäuseteil gebildete Gehäuse zum Träger geführte Kontaktierung auf besonders effiziente Weise erzeugt. Das mit dem Verfahren hergestellte optoelektronische Bauelement zeichnet sich daher durch einen vorteilhaft geringen Herstellungsaufwand auf. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens werden da untere Gehäuseteil und/oder das obere Gehäuseteil durch Dispensen, Siebdruck oder Formpressen hergestellt.
Die Lumineszenzkonversionsschicht wird bei einer bevorzugten Ausgestaltung als vorgefertigtes Plättchen auf den
Halbleiterchip aufgeklebt.
Weiter vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus der Beschreibung des optoelektronischen Bauelements und umgekehrt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von
Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein optoelektronisches Bauelement gemäß einem ersten Aus führungsbeispiel ,
Figur 2 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein optoelektronisches Bauelement gemäß einem zweiten Aus führungsbeispiel ,
Figur 3 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein optoelektronisches Bauelement gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, und Figuren 4A bis 4E eine schematische Darstellung eines
Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements anhand von Zwischenschritten. Gleiche oder gleich wirkende Bestandteile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die
dargestellten Bestandteile sowie die Größenverhältnisse der Bestandteile untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen .
Das in Figur 1 schematisch im Querschnitt dargestellte optoelektronische Bauelement weist einen Halbleiterchip 4 auf, der an seiner Grundfläche 5 auf einen Träger 3 montiert ist. Der Halbleiterchip 4 weist eine aktive Schicht 24 auf, aus der elektromagnetische Strahlung 16 emittiert wird.
Insbesondere kann der Halbleiterchip 4 ein LED-Chip sein.
Die aktive Schicht 24 des Strahlungsemittierenden
Halbleiterchips 4 kann insbesondere zur Emission von
ultravioletter und/oder blauer Strahlung geeignet sein.
Der Halbleiterchip 4 basiert vorzugsweise auf einem Nitrid- Verbindungshalbleitermaterial. „Auf einem
Nitridverbindungshalbleiter basierend" bedeutet im
vorliegenden Zusammenhang, dass die Halbleiterschichtenfolge oder zumindest eine Schicht davon ein III-Nitrid- Verbindungshalbleitermaterial , vorzugsweise InxAlyGai-x-yN umfasst, wobei 0 < x < 1, 0 < y < 1 und x + y < 1. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es einen oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche
Bestandteile aufweisen, die die charakteristischen
physikalischen Eigenschaften des InxAlyGai-x-yN-Materials im Wesentlichen nicht ändern. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters (In, AI, Ga, N) , auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt sein können.
An der Strahlungsaustrittsfläche 6 weist der
Strahlungsemittierende Halbleiterchip 4 vorzugsweise eine Lumineszenzkonversionsschicht 13 auf. Die
Lumineszenzkonversionsschicht 13 enthält einen oder mehrere Lumineszenzkonversionsstoffe, durch die zumindest ein Teil der von der aktiven Zone 24 emittierten Strahlung zu einer längeren Wellenlänge hin konvertiert wird. Die von dem optoelektronischen Bauelement emittierte Strahlung 16 kann daher insbesondere ein Mischlicht aus der von der aktiven Schicht 24 emittierten Strahlung und der in der
Lumineszenzkonversionsschicht 13 erzeugten konvertierten Strahlung sein. Die von dem optoelektronischen Bauelement emittierte Strahlung 16 kann beispielsweise weißes Licht sein .
Die Lumineszenzkonversionsschicht 13 kann insbesondere ein vorgefertigtes Plättchen sein, das beispielsweise auf die Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterchips 4 aufgeklebt ist. Beispielsweise kann die Lumineszenzkonversionsschicht 13 ein Polymer wie zum Beispiel ein Silikon mit einem
eingebetteten Lumineszenzkonversionsstoff aufweisen. In diesem Fall kann die Lumineszenzkonversionsschicht
beispielsweise mit einem Formpressverfahren hergestellt werden. Die Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterchips 4 wird vorzugsweise von der Lumineszenzkonversionsschicht 13 in seitlicher Richtung nicht überragt. Die
Lumineszenzkonversionsschicht 13 und die
Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterchips 4 weisen vorzugsweise die gleiche Grundfläche auf, wobei die Lumineszenzkonversionsschicht 13 bevorzugt bündig auf der Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterchips 4 angeordnet ist .
Der Halbleiterchip 4 ist in ein Gehäuse 10 eingebettet, das ein unteres Gehäuseteil 8 und ein oberes Gehäuseteil 9 aufweist. Das untere Gehäuseteil 8 grenzt vorteilhaft
unmittelbar an Seitenflanken 14 des Halbleiterchips 4 an. Insbesondere besteht kein Zwischenraum zwischen dem
Halbleiterchip 4 und dem unteren Gehäuseteil 8. Dies wird insbesondere dadurch ermöglicht, dass zur elektrischen
Kontaktierung des Halbleiterchips 4 kein Bonddraht verwendet wird, der von einer Strahlungsaustrittsfläche 6 des
Halbleiterchips 4 zwischen dem Gehäuse und dem Halbleiterchip 4 hindurch zu einem Anschlussbereich auf dem Träger geführt werden müsste. Stattdessen erfolgt die elektrische
Kontaktierung dadurch, dass eine elektrische Anschlussschicht 7 von der Strahlungsaustrittsfläche 6 des Halbleiterchips 4 über einen Teil der Grenzfläche 19 zwischen dem unteren
Gehäuseteil 8 und dem oberen Gehäuseteil 9 und durch das untere Gehäuseteil 8 hindurch zu einem ersten
Anschlussbereich 1 auf dem Träger 3 geführt ist. Die
elektrische Anschlussschicht 7 führt also zumindest teilweise durch das Gehäuse 10 hindurch, wodurch sich ein besonders kompaktes optoelektronisches Bauelement erzielen lässt.
Ein zweiter elektrischer Kontakt des Halbleiterchips 4 kann dadurch realisiert sein, dass der Halbleiterchip 4 mit seiner Grundfläche 5 auf einen zweiten Anschlussbereich 2 des
Trägers 3 montiert ist. Alternativ wäre es aber auch möglich, auch den zweiten elektrischen Kontakt an der Oberseite des Halbleiterchips 4 anzuordnen, und den zweiten Kontakt wie den ersten Kontakt mittels einer weiteren durch das Gehäuse 10 geführten elektrischen Anschlussschicht mit dem zweiten
Anschlussbereich 2 zu verbinden. Der erste Anschlussbereich 1 des Trägers ist vorteilhaft mittels einer ersten Durchkontaktierung 11, die durch den Träger 3 hindurch verläuft, mit einem ersten
Rückseitenkontakt 21 an der dem strahlungsemittierenden
Halbleiterchip 4 gegenüberliegenden Rückseite des Trägers 3 verbunden. In entsprechender Weise ist der zweite
Anschlussbereich 2 mittels einer zweiten Durchkontaktierung 12 mit einem zweiten Rückseitenkontakt 22 verbunden. An den Rückseitenkontakten 21, 22 kann das optoelektronische
Bauelement beispielsweise mittels einer Lötverbindung auf eine Leiterplatte montiert werden. Das optoelektronische Bauelement ist also vorteilhaft oberflächenmontierbar .
Die Verbindung der Anschlussbereiche 1, 2 auf der dem
Halbleiterchip 4 zugewandten Seite des Trägers 3 mit den Rückseitenkontakten 21, 22 mittels der Durchkontaktierungen 11, 12 hat den Vorteil, dass insbesondere keine
Anschlussschichten um die Seitenflanken des Trägers 3
herumgeführt werden müssen. Dies trägt vorteilhaft dazu bei, dass das optoelektronische Bauelement sehr kompakt realisiert werden kann.
Das obere Gehäuseteil 9 bildet vorteilhaft einen Reflektor 15 für die vom Halbleiterchip 4 emittierte Strahlung 16 aus. Der Reflektor 15 grenzt vorzugsweise zumindest bereichsweise an die Strahlungsaustrittsfläche 6 des Halbleiterchips 4 an. Bei der Strahlungsaustrittsfläche 6 kann es sich entweder um die Oberfläche der Halbleiterschichtenfolge des
Halbleiterchips 4 oder, wenn eine Lumineszenzkonversionsschicht 13 auf dem Halbleiterchip 4 angeordnet ist, um die Oberfläche der
Lumineszenzkonversionsschicht 13 handeln. Dadurch, dass der Reflektor 15 unmittelbar an die Strahlungsaustrittsfläche 6 des Halbleiterchips 4 angrenzt, wird eine gute Strahlformung der emittierten Strahlung 16 erzielt.
Vorteilhaft enthalten das untere Gehäuseteil 8 und des obere Gehäuseteil 9 jeweils Partikel 20, welche die Reflexion des Gehäusematerials erhöhen. Bei den Partikeln 20 kann es sich insbesondere um Ti02-Partikel handeln. Der Gewichtsanteil der Partikel 20 in dem unteren und/oder oberen Gehäuseteil 8, 9 beträgt vorzugsweise zwischen 5 % und 50 %. Im Fall des unteren Gehäuseteils 8 ist eine hohe Reflexion des
Gehäusematerials vorteilhaft, um eine unerwünschte
Auskopplung von Strahlung in seitlicher Richtung zu
vermindern. Im Fall des oberen Gehäuseteils 9 ist eine hohe Reflexion vorteilhaft, da das obere Gehäuseteil 9 einen Reflektor 15 für die emittierte Strahlung 16 ausbildet.
Insbesondere ist es möglich, auf eine reflexionserhöhende
Beschichtung der den Reflektor 15 ausbildenden Grenzflächen des oberen Gehäuseteils 9 zu verzichten. Auf diese Weise reduziert sich vorteilhaft der Herstellungsaufwand für das optoelektronische Bauelement.
Das untere Gehäuseteil 8 und das obere Gehäuseteil 9
enthalten bevorzugt ein Grundmaterial, in das die
reflexionserhöhenden Partikel 20 eingebettet sind.
Vorzugsweise weisen das untere Gehäuseteil 8 uns das obere Gehäuseteil 9 das gleiche Grundmaterial auf. Insbesondere können das untere Gehäuseteil 8 und das obere Gehäuseteil 9 jeweils ein Silikon aufweisen. Dadurch, dass das untere Gehäuseteil 8 und das obere Gehäuseteil 9 das gleiche Grundmaterial aufweisen, lässt sich insbesondere eine gute Haftung des oberen Gehäuseteils 9 auf dem unteren Gehäuseteil 8 erzielen.
Das in Figur 2 schematisch im Querschnitt dargestellte zweite Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements unterscheidet sich von dem in Figur 1 dargestellten
optoelektronischen Bauelement dadurch, dass eine Ausnehmung 25 in dem oberen Gehäuseteil 9, durch die der Reflektor 15 geformt ist, mit einem transparenten Verguss 17 aufgefüllt ist. Vorzugsweise ist die Ausnehmung 25 derart mit dem transparenten Verguss 17 aufgefüllt, dass sich der Verguss 17 bündig an die Oberfläche des oberen Gehäuseteils 9
anschließt, sodass das optoelektronische Bauelement eine planare Oberfläche 23 aufweist. Der transparente Verguss 17 stellt insbesondere einen Schutz des Halbleiterchips 4 vor äußeren Einflüssen wie beispielsweise Feuchtigkeit,
Verunreinigungen oder mechanischer Beschädigung dar.
Ansonsten entspricht das in Figur 2 dargestellte
Ausführungsbeispiel dem zuvor beschriebenen ersten
Ausführungsbeispiel . Das in Figur 3 schematisch im Querschnitt dargestellte dritte Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements unterscheidet sich von dem in Figur 2 dargestellten
optoelektronischen Bauelement dadurch, dass der in die
Ausnehmung 25 des oberen Gehäuseteils 9 eingefüllte
transparente Verguss 17 keine planare Oberfläche aufweist, sondern als Linse 18 geformt ist. Dies hat den Vorteil, dass der Verguss 17 nicht nur zum Schutz des optoelektronischen Bauelements vor Verunreinigungen oder mechanischen Beschädigungen dient, sondern gleichzeitig auch als
strahlformendes Element für die emittierte Strahlung 16 fungiert . Ansonsten entspricht das in Figur 3 dargestellte
Ausführungsbeispiel dem zuvor beschriebenen zweiten
Ausführungsbeispiel .
Anhand der folgenden Figuren 4A bis 4E wird ein
Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung des optoelektronischen Bauelements erläutert.
Bei dem in Figur 4A dargestellten Zwischenschritt ist ein Träger 3 bereitgestellt worden, der einen ersten
Anschlussbereich 1 und einen zweiten Anschlussbereich 2 aufweist. Die Anschlussbereiche 1, 2 sind jeweils mittels einer Durchkontaktierung 11, 12 mit Rückseitenkontakten 21, 22 des Trägers 3 verbunden. Auf den zweiten Anschlussbereich 2 des Trägers 3 ist ein strahlungsemittierender
Halbleiterchip 4 montiert worden. Beispielsweise kann der Halbleiterchip 4 an seiner Grundfläche 5 auf den zweiten Anschlussbereich 2 des Trägers 3 gelötet sein.
Der Halbleiterchip 4 enthält eine Halbleiterschichtenfolge 28, auf die eine Lumineszenzkonversionsschicht 13 aufgebracht ist. Die Lumineszenzkonversionsschicht 13 ist vorzugsweise ein vorgefertigtes Plättchen, das auf die
Halbleiterschichtenfolge 28 des Halbleiterchips 4 aufgeklebt wurde .
Bei dem in Figur 4B dargestellten Zwischenschritt ist ein unteres Gehäuseteil 8 auf den Träger 3 aufgebracht worden, das vorteilhaft an die Seitenflanken 14 des Halbleiterchips 4 angrenzt und den Halbleiterchip 4 vorzugsweise vollständig umschließt. Das untere Gehäuseteil 8 enthält vorzugsweise ein Silikon, in das reflexionserhöhende Partikel 20 aus
vorzugsweise T1O2 eingebettet sind. Das untere Gehäuseteil 8 kann insbesondere durch Dispensen, Siebdruck oder Formpressen erzeugt werden.
Bei dem in Figur 4C dargestellten Zwischenschritt wurde eine Öffnung 26 in der Lumineszenzkonversionsschicht 13 erzeugt. Die Öffnung 26 ist dazu vorgesehen, die
Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterchips 4 mit einer elektrischen Anschlussschicht kontaktieren zu können.
Weiterhin ist eine weitere Öffnung 27 in dem unteren
Gehäuseteil 8 erzeugt worden. Die Öffnung 27 erstreckt sich von der Oberfläche des unteren Gehäuseteils 8 durch das untere Gehäuseteil 8 hindurch bis zu dem ersten
Anschlussbereich 1 auf dem Träger 3.
Bei dem in Figur 4D dargestellten Zwischenschritt sind die zuvor hergestellten Öffnungen in der
Lumineszenzkonversionsschicht 13 und dem unteren Gehäuseteil 8 jeweils mit einem elektrisch leitfähigen Material gefüllt worden. Weiterhin wurde auf einen Teilbereich der Oberfläche der Lumineszenzkonversionsschicht 13 sowie der Oberfläche des unteren Gehäuseteils 8 eine elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht, welche die elektrisch leitfähigen Materialien in der Öffnung 26 der Lumineszenzkonversionsschicht 13 und der Öffnung 27 in dem unteren Gehäuseteil 8 miteinander
verbindet. Auf diese Weise ist eine elektrische
Anschlussschicht 7 hergestellt worden, welche den
Halbleiterchip 4 mit dem ersten elektrischen Anschlussbereich 1 auf der Oberfläche des Trägers 3 elektrisch verbindet. Bei dem in Figur 4E dargestellten Zwischenschritt ist ein oberes Gehäuseteil 9 auf dem unteren Gehäuseteil 8 angeordnet worden. Das obere Gehäuseteil 9 weist eine Ausnehmung 25 auf, die in dem optoelektronischen Bauelement einen Reflektor 15 für die von dem Halbleiterchip 4 emittierte Strahlung
ausbildet. Das obere Gehäuseteil 9 kann wie das untere
Gehäuseteil 8 beispielsweise durch Dispensen, Siebdruck oder Formpressen erzeugt werden. Das obere Gehäuseteil 9 enthält vorzugsweise das gleiche Material wie das untere Gehäuseteil 8, vorzugsweise ein Silikon, in das Partikel aus T1O2
eingebettet sind. Das untere Gehäuseteil 8 und das obere Gehäuseteil 9 bilden zusammen ein Gehäuse 10 für den
Halbleiterchip 4 aus. Das auf diese Weise hergestellte optoelektronische Bauelement entspricht dem in Figur 1 dargestellten optoelektronischen Bauelement. Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich aus der Beschreibung der Ausführungsbeispiele des
optoelektronischen Bauelements und umgekehrt. In einem weiteren Verfahrensschritt kann die Ausnehmung 25 beispielsweise mittels Dispensen mit einem Verguss 17 gefüllt werden. Der Verguss 17 kann wie bei dem in Figur 2
dargestellten Ausführungsbeispiel als Planverguss ausgeführt sein oder, wie in Figur 3 dargestellt, als Linse 18 geformt werden.
Die 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.

Claims

Optoelektronisches Bauelement, umfassend:
- einen Träger (3), der einen ersten Anschlussbereich (1) und einen zweiten Anschlussbereich (2) aufweist,
- einen Strahlungsemittierenden Halbleiterchip (4), der eine Grundfläche (5) und eine der Grundfläche
gegenüberliegende Strahlungsaustrittsfläche (6)
aufweist, wobei der Halbleiterchip (4) mit der
Grundfläche (5) auf dem Träger (3) angeordnet ist,
- ein Gehäuse (10) mit einem unteren Gehäuseteil (8), das auf dem Träger (3) angeordnet ist und an
Seitenflanken (14) des Halbleiterchips (4) angrenzt, und einem oberen Gehäuseteil (9), das auf dem unteren
Gehäuseteil (8) angeordnet ist und als Reflektor (15) für die vom Halbleiterchip (4) emittierte Strahlung (16) geformt ist, und
- eine elektrische Anschlussschicht (7), die von der Strahlungsaustrittsfläche (6) des Halbleiterchips (4) über einen Teil der Grenzfläche (19) zwischen dem unteren (8) und dem oberen Gehäuseteil (9) und durch das untere Gehäuseteil (8) hindurch zu dem ersten
Anschlussbereich (1) auf dem Träger (3) geführt ist.
Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 1,
bei dem der Halbleiterchip (4) an der Grundfläche (5) auf den zweiten Anschlussbereich (2) des Trägers (3) montiert ist.
Optoelektronisches Bauelement nach einem der
vorhergehenden Ansprüche,
wobei das untere (8) und/oder das obere (9) Gehäuseteil ein Grundmaterial aufweisen, in das Partikel (20) eingebettet sind, welche die Reflexion des
Grundmaterials erhöhen.
Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 3,
wobei die Partikel Ti02-Partikel (20) sind.
Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
wobei der Gewichtsanteil der Partikel (20) in dem unteren (8) und/oder oberen (9) Gehäuseteil zwischen 5 % und 50% beträgt.
Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
wobei das untere (8) und das obere (9) Gehäuseteil das gleiche Grundmaterial aufweisen.
Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
wobei das Grundmaterial ein Silikon ist.
Optoelektronisches Bauelement nach einem der
vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Reflektor (15) zumindest bereichsweise an die Strahlungsaustrittsfläche (6) des Halbleiterchips (4) angrenzt .
Optoelektronisches Bauelement nach einem der
vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Halbleiterchip (4) an seiner
Strahlungsaustrittsfläche (6) eine
Lumineszenzkonversionsschicht (13) aufweist. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 9,
wobei die Lumineszenzkonversionsschicht (13) eine
Halbleiterschichtenfolge (28) des Halbleiterchips (4) in seitlicher Richtung nicht überragt.
Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 9 oder 10, wobei eine Oberfläche der Lumineszenzkonversionsschicht (13) auf gleicher Höhe wie die Grenzfläche (19) zwischen dem unteren (8) und dem oberen Gehäuseteil (9)
angeordnet ist, und ein Teil der elektrisch leitenden Schicht (7) auf einem Teil der Oberfläche der
Lumineszenzkonversionsschicht (13) angeordnet ist.
Optoelektronisches Bauelement nach einem der
vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Träger (3) an einer von dem Halbleiterchip (1) abgewandten Rückseite einen ersten elektrischen
Rückseitenkontakt (21) und einen zweiten elektrischen Rückseitenkontakt (22) aufweist,
wobei der erste elektrische Rückseitenkontakt (21) mittels mindestens einer ersten Durchkontaktierung (11), die durch den Träger (3) verläuft, mit dem ersten
Anschlussbereich (1) elektrisch leitend verbunden ist, und der zweite elektrische Rückseitenkontakt (22) mittels mindestens einer zweiten Durchkontaktierung (12), die durch den Träger (3) verläuft, mit dem zweiten Anschlussbereich (2) elektrisch leitend verbunden ist.
Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen
Bauelements, umfassend die Schritte:
- Bereitstellen eines Trägers (3), der einen ersten Anschlussbereich (1) und einen zweiten Anschlussbereich (2) aufweist, - Montieren eines strahlungsemittierenden
Halbleiterchips (4) auf den zweiten Anschlussbereich (2) des Trägers ( 3 ) ,
- Aufbringen einer Lumineszenzkonversionsschicht (13) auf den Halbleiterchip (4),
- Aufbringen eines unteren Gehäuseteils (8), das an die Seitenflanken des Halbeleiterchips (4) angrenzt, auf den Träger ( 3 ) ,
- Erzeugung einer Öffnung (26) in der
Lumineszenzkonversionsschicht (13) ,
- Erzeugung einer weiteren Öffnung (27) in dem unteren Gehäuseteil (8), die sich von der Oberfläche des unteren Gehäuseteils (8) bis zu dem ersten Anschlussbereich (1) auf dem Träger (3) erstreckt,
- Füllen der Öffnungen (26, 27) mit einem elektrisch leitfähigen Material,
- Aufbringen einer elektrisch leitfähigen Schicht (7), welche die elektrisch leitfähigen Materialien in der Öffnung (26) in der Lumineszenzkonversionsschicht (13) und der Öffnung (27) in dem unteren Gehäuseteil (8) miteinander verbindet, und
- Aufbringen eines oberen Gehäuseteils (9) auf das untere Gehäuseteil (8) .
Verfahren nach Anspruch 13,
bei dem das untere Gehäuseteil (8) und/oder das obere Gehäuseteil (9) durch Dispensen, Siebdruck oder
Formpressen hergestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14,
bei dem die Lumineszenzkonversionsschicht (13) als vorgefertigtes Plättchen auf den Halbleiterchip (4) aufgeklebt wird.
EP11755034.3A 2010-09-15 2011-08-22 Optoelektronisches bauelement und verfahren zu dessen herstellung Withdrawn EP2617070A1 (de)

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DE102010045403A DE102010045403A1 (de) 2010-09-15 2010-09-15 Optoelektronisches Bauelement
PCT/EP2011/064377 WO2012034826A1 (de) 2010-09-15 2011-08-22 Optoelektronisches bauelement und verfahren zu dessen herstellung

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