JP5340398B2 - 半導体コンポーネント用の担体、半導体コンポーネントおよび担体の製造方法 - Google Patents

Description

本特許出願は、ドイツ連邦共和国特許出願第１０２００８０５３４８９．７号の優先権を主張する。この文献の開示内容は本出願に参考として組み込まれる。

本特許出願は、半導体コンポーネントに適している担体並びに担体の製造方法に関する。さらに、担体を備えた半導体コンポーネントを提供する。

半導体コンポーネントを製造するために、しばしば、いわゆるリードフレームが使用される。リードフレームに対する別の用語は、例えば導体フレームである。リードフレームはエレクトロニクスデバイス、例えば半導体コンポーネント用の電気的な接続導体を有している。電気的な接続導体は例えばリードフレームの枠によって、この枠内に結合および保持されている。リードフレームはしばしば、少なくとも実質的に打ち抜きされた銅薄板から成る。一般的に、リードフレームを金属プレートと称することができるであろう。ここの金属プレート内では、切欠きによって、電気的な接続導体が構成される。

既知の半導体コンポーネントの製造時にはしばしば、リードフレームはプラスチックから成る基本ケーシングによって変形される。基本ケーシングは、半導体チップ用の担体を構成する。基本ケーシングは、少なくとも１つの第１の電気的接続導体と１つの第２の電気的接続導体を有している。これらの電気的接続導体は、リードフレームによって構成されている。基本ケーシング上または基本ケーシング内に取り付けられたチップは例えば、続いて、カプセル封入用質量体によってカプセル封入される。これらの電気的接続導体は、例えば側方で、相互に対向している面で、基本ケーシングのプラスチック部分から突出している。

従来の担体よりもより多様に使用可能である、および／または技術的により容易に製造可能である、半導体コンポーネント用の担体を提供することが課題である。これに加えて、担体を備えた特に有利な半導体コンポーネント並びに担体の製造方法または半導体コンポーネントの製造方法が提示されるべきである。

半導体コンポーネント、殊にオプトエレクトロニクス半導体コンポーネント用の担体が提供される。この担体は殊に、コンポーネントの少なくとも１つの半導体ボディを支持するに適している。この担体は殊に、半導体コンポーネントのケーシングの構成部分として設けられる。

担体は、導電性の導体層と接続層を有しており、これらは、相互に向かい合っている主要面を介して相互に結合されている。導体層または接続層のいずれか、または接続層と導体層は少なくとも１つの薄い領域を有している。この領域内では、各層の層厚は、自身の最大層厚よりも薄い。

接続層が完全に導電性である場合には、この接続層は少なくとも、導体層部分に対して電気的に絶縁されている。

別の実施形態では、接続層は少なくとも、部分的に電気的絶縁性である。

すなわち、接続層の一部が導電性であるか、または接続層全体が電気的絶縁性である。

担体も導体層および接続層も、それ単独で殊に自己支持形の部材または支柱を用いない部材である。すなわち、これらの形は殊に、さらなる部材が用いられていない状態において安定しており、自身の形を保持しながら、動かすおよび運搬することが可能である。

材料面上に被着されているコーティング、例えば薄い金属コーティング、プラスチックコーティングまたは透明な、導電性酸化物の薄い層は、表現「接続層」または「導体層」に含まれない。これは殊に、このコーティングが、別の材料上に被着されているのではなく、別の材料を有していない形において、形状安定性が乏しいが故に、通常の処理に適さないであろう場合に当てはまる。

しかし、接続層および導体層がそれぞれ単独で支柱を用いない部材または自己支持形部材である場合に限っては、このようなコーティングが、接続層の一部および／または導体層の一部であってもよい。

第２の実施形態では、接続層も導体層も少なくとも５０μｍ、有利には少なくとも８０μｍまたは少なくとも９０μｍの最大厚を有している。すなわち、導体層および／または接続層は、少なくとも一箇所で、少なくとも上述した厚さの一つと同じ厚さを有していなければならない。ここでこの厚さは、導体層の主要延在面に対して垂直に測定されている。導体層と接続層とが異なる厚さを有していてもよい。

少なくとも１つの実施形態では、接続層または導体層のいずれか一方、または接続層および導体層の両方も、金属プレートを有している。

導体層および接続層はそれぞれ、相互に対向している主要面を備えた平らな形状を有している。これらの主要面は、側面によって相互に接続されている。これらの側面はそれぞれ、主要面よりも小さい。

少なくとも、２つの部分を有する担体を接続層と導体層の形状で形成し、少なくとも１つの層に薄い領域を設ける手法によって、従来の特性を超えた特性を備えた担体が構成される。この特性は例えば半導体チップ用の担体としての適性および電気的な接続導体を単に有しているということである。

表現「薄い領域」は、このような領域の形成に対する特定の製造方法を暗に意味するものではない。一定の厚さを有する導体層および／または接続層から、薄い領域を、例えばエッチング等による材料除去またはエンボス加工によって製造することは有利であるが、これは、必ずしも必要ではない。例えば各層を、始めから比較的薄い領域および厚い領域によって構成することができる。

「薄い領域」とは一般的に次のことによって規定される。すなわち、製造方法に依存せず、導体層の層厚が、自身の最大層厚よりも薄い領域である。有利には、薄い領域は、導体層の最大厚よりも少なくとも１０％、少なくとも２５％または少なくとも３５％分だけ薄い厚さを有している。例えば、薄い領域は、導体層の最大厚よりも約４０％、約５０％または約６０％薄い厚さを有している。

担体の少なくとも１つの実施形態では、接続層は第１のリードフレームの一部であり、導体層は、第２のリードフレームの一部である。これら２つのリードフレームは、相互に電気的に絶縁性に接続されている。冒頭に記載したように、導体フレームとも称されるリードフレームは金属プレートであり、この金属プレートには、半導体コンポーネント用の複数の電気的接続導体が含まれている。ここでこの金属プレート内の電気的接続導体は、相応する切り欠きによってプレート内に構成および形成される。表現「リードフレーム」は、当業者、殊にオプトエレクトロニクス分野の当業者にも既知である。

表現「導体層」は、強制的に一体的な層を意図しているのではない。むしろ導体層は、相互に間隔の空けられた、並んで配置された複数の部分層を有することができる。このことは接続層にも当てはまる。

担体の少なくとも１つの実施形態では、担体は第１の面を有しており、この第１の面ではカプセル封入用質量体が、導体層および接続層に接して成形される。このカプセル封入用質量体はシリコーンを含んでいる。換言すれば、カプセル封入用質量体は、導体層および接続層用のケーシング質量体を形成する。

シリコーンは、短波電磁ビームの放射時に、別のカプセル封入用質量体、例えば光学樹脂に比べて、格段に経年劣化しにくい、という利点を有している。さらにシリコーンは、例えばエポキシドよりも格段に高い温度耐性を有している。エポキシドは典型的に、損傷を受けることなく最大で約１５０℃まで加熱されるのに比べて、シリコーンは約２００℃までの加熱が可能である。

有利には、カプセル封入用質量体に対しては、縁の領域において、Ａ＝２０〜Ｄ＝９０の硬度を有するシリコーンが使用される。これは屈折率が１．４１〜１．５７の場合である。

ここで、カプセル封入用質量体が、ここに記載したシリコーンの１つまたは複数から製造されることが可能である。この場合には付加的に、シリコーン内に、ビーム放射性またはビーム吸収性の充填物質、例えばＴｉＯ_２またはすすを入れることが可能である。

さらに、カプセル封入用質量体として、ハイブリッド材料も可能である。これは、例えば、シリコーンとエポキシドの混合物またはシリコーンと他の有機材料（例えばビニル）またはアクリル含有材料との混合物である。

上述した種類のハイブリッド材料は有利には純粋なエポキシドよりも放射に対して安定しており、さらに熱的に安定しており、これに加えて、純粋なシリコーンと比較して良好な機械的な特性（例えば粘性）を有している。

担体の少なくとも１つの実施形態では、担体は第２の面を有している。この第２の面は第１の面に対向している。ここで導体層は第２の面で、次のような領域において、少なくとも部分的にカプセル封入用質量体および電気的絶縁性材料を含んでいない。この領域とは第１の面で、カプセル封入用質量体が導体層に接するように成形されている領域である。有利には、担体は表面実装可能である。有利には、導体層または担体の露出している部分を介して、すなわち第２の面を介して、外部の電気的な接触接続が行われる。

担体の、少なくとも１つの別の実施形態では、導体層は少なくとも２つの電気的に相互に絶縁された部分を有している。これらの部分は、半導体コンポーネント用の第１の電気的な接続導体と第２の電気的な接続導体を形成し、接続層の少なくとも１つの部分によって、機械的に相互に接続されている。接続層が完全に導電性である場合、または導電性の部分によって、２つの電気的な接続導体と接している場合には、基本的には、接続層が接続導体と電気的に接続しないようにするために、接続層を接続導体の１つに対してだけ電気的に絶縁させることで十分である。

担体の少なくとも１つの実施形態では接続層も導体層もそれぞれ少なくとも１つの薄い領域を有している。ここでは各層の層厚は、その最大層厚よりも薄い。これによって、付加的な機能の形成に関するさらに大きい柔軟性または、特別な形状および担体内の構造が可能である。

この実施形態の構成では、接続層の薄い領域はラテラル方向で、導体層の薄い領域と重なる。ラテラル方向とは本願の関連においては、導体層、接続層または担体の主要延在面に対して平行な方向を意味している。

少なくとも１つの別の実施形態では接続層および／または導体層は、少なくとも１つの貫通部を有している。この貫通部は例えば層内の孔、または層の厚さ全体を通じて延在している切り欠きである。この切り欠きは、少なくとも１つの面で開放されている。すなわちこの切り欠きは、必ずしも全ての面によって、ラテラル方向で、層の材料によって囲まれているのではない。層が、相互に間隔を有する複数の部分層を有している場合、この切り欠きは部分層の間のすき間である。

この実施形態の少なくとも１つの構成では接続層および／または導体層は、薄い領域を有している。これは貫通部に接している。

この実施形態の別の構成では、導体層は薄い領域を有している。これはラテラル方向に、接続層の貫通部と重なっている。貫通部および薄い領域は完全に相互に重なっている。しかしこれらが部分的にのみ相互に重なっていてもよい。すなわち貫通部は、部分的にラテラル方向に、薄い領域へとずらされている。

別の構成では貫通部の開放面は、接続層を上から見て、貫通部と重なっている、導体層の薄い領域の面よりも小さい。「上から見て」とはここで、層または担体の１つの主要延在面に対して垂直な視線方向である。択一的に、上から見て、貫通部の開口面は、導体層の、貫通孔と重なっている薄い領域の面積よりも大きい。

別の実施形態では、接続層は、導体層の一部にラテラル方向で張り出している部分を有している。この場合には、接続層部分と、ラテラル方向に張り出された導体層部分との間の領域には、担体の材料は入れられていない。これらの部分の間には殊にすき間が存在している。

１つの構成では、接続層の部分は貫通部に接している。

担体の、少なくとも１つの別の構成では、縁部に、接続層の部分が設けられている。これは、導体層の一部にラテラル方向に張り出している。ここで、接続層部分と導体層部分との間には、担体の材料を含まない領域がある。殊にこれらの部分の間にはすき間が存在する。

担体の少なくとも１つの実施形態では、接続層と導体層は、接続手段によって相互に接続されている。この接続手段は、１つの構成では、電気的絶縁性の材料である。付加的または択一的にこれは、熱導電性の良好な材料である。この接続手段は、有利には接着剤である。

少なくとも１つの別の実施形態では、導体層の部分上に、チップ取り付け領域が設けられている。接続層は、チップ取り付け領域の面で導体層の後方に配置されている。チップ取り付け領域は殊に、担体の凹部内に設けられている、または形成されている。

担体の少なくとも１つの実施形態では、少なくとも１つの内壁が設けられている。この内壁の主要延在面は、担体または導体層の主要延在面に対して傾斜して延在しており、この主要延在面と比較して、チップ取り付け領域の方へ傾斜している。このように構成された内壁は、オプトエレクトロニクスデバイスでは、半導体チップから放出されるまたは半導体チップによって受信される電磁ビームに対する反射器として用いられる。

担体を、少なくとも１つの自身の実施形態または構成において有している半導体コンポーネントを提供する。

この担体には第１の面に半導体チップおよびカプセル封入用質量体が設けられる。ここでこのカプセル封入用質量体は、半導体チップを取り囲んでおり、担体に接するように形成されている。換言すれば、カプセル封入用質量体は１つの部分から構成されており、チップ並びに部分的には担体をカプセル封入する。

半導体コンポーネントは、１つの実施形態では、オプトエレクトロニクス半導体コンポーネントである。半導体チップはここでは殊に、電磁ビームを放射するおよび／または受けるのに適している。

半導体コンポーネントの少なくとも１つの別の実施形態では、担体は、第１の面に対向する第２の面で、ラテラル方向で、カプセル封入用質量体に重なっている領域および／またはカプセル封入用質量体と半導体チップとに重なっている領域において、少なくとも部分的に、カプセル封入用質量体およびその他の絶縁材料を有していない。すなわち電気的接続導体（例えば導体層または担体）は、第２の面で、対向する第１の面にカプセル封入用質量体が設けられている領域において、少なくとも部分的にカプセル封入用質量体を有していない。担体の露出部分は、自身の第２の面で、殊に半導体コンポーネントの外部の電気的接続部分として機能する。

半導体コンポーネントの１つの構成では、担体は、第２の面上で、完全にカプセル封入用質量体を有していない。

接続導体がカプセル封入用質量体の領域において完全にカプセル封入用質量体によって包囲されており、接続導体の別の部分がカプセル封入用質量体から突出し、カプセル封入用質量体の背面で湾曲されている実施形態は、上述の実施形態には含まれない。しかし基本的に半導体コンポーネントは、そのような特徴を有している。

半導体コンポーネントの別の構成では、担体の領域は、ラテラル方向で半導体チップと重なっている第２の面でカプセル封入用質量体を有しておらず、さらにその他の電気的絶縁性の材料も有していない。

半導体チップは殊に発光ダイオードチップであり、ここで表現「発光ダイオードチップ」とは、可視光を放射するチップに制限されものではなく、電磁ビームを放射する全ての半導体チップに対して使用される。半導体チップは、殊にエピタキシャル半導体層列を有している。この層列は、電磁ビームが形成されるアクティブ層を含んでいる。

カプセル封入用質量体は、別の実施形態では、大部分でまたは完全に、ビームを透過するように構成されている。これは、ビームを透過する部分において、半導体チップの波長スペクトルからの電磁ビームに対して、少なくとも５０％、有利には少なくとも７０％の透過率を有している。

半導体コンポーネントの少なくとも１つの別の実施形態では、担体は完全にまたは少なくとも８０％、有利には少なくとも９０％で、ラテラル方向でカプセル封入用質量体と重なっている。

半導体コンポーネント用の担体を製造する方法が提供される。この方法では接続層および導体層が供給される。導体層はそれぞれ相互に離反している主要面を有している。接続層および導体層は自身の２つの主要面を介して、次のように相互に接続されている。すなわち、これらの主要面が相互に向き合うように接続されている。接続層と導体層の接続は、殊に、導体層を供給した後に行われる。さらに接続層または導体層または接続層および導体層内に少なくとも１つの薄い領域が構成される。この領域では、相応する導体層の層厚は、自身の最大層厚よりも薄い。

これらの層は相互に電気的に絶縁されるように、接続されているおよび／または材料性質を有している。接続層は、部分的にまたは完全に導電性であるまたは電気的に絶縁性である。

薄い領域は、接続層と導体層を相互に接続する前または接続した後に形成される。薄い領域の形成は殊に、相応する層を提供する間、例えば層の製造の間にも行われる。この層には、始めから、薄くされた領域が設けられていてもよい。しかし薄い領域を殊に材料除去または材料形成によって構成することもできる。

担体、半導体コンポーネント、および方法のさらなる利点、有利な実施形態および発展形態を以下で、図を説明する実施例に関連して記載する。

第１の実施例に即した担体または半導体コンポーネント製造方法のある段階の間の接続層および導体層の概略的な断面図 図１に示された層を備えた、第１の実施例に即した担体の概略的な断面図 第１の実施例に即した半導体コンポーネントの概略的な断面図 第２の実施例に即した半導体コンポーネントの概略的な断面図 第３の実施例に即した半導体コンポーネントの概略的な断面図 第４の実施例に即した半導体コンポーネントの概略的な断面図 図４に示されたコンポーネントの模範的な部分の概略的な断面図 図３に示された半導体コンポーネントの第１の模範的な概略的な平面図 図３に示された半導体コンポーネントの第２の模範的な概略的な平面図 第５の実施例に即した半導体コンポーネントの概略的な平面図 第６の実施例に即した半導体コンポーネントの概略的な平面図

実施例および図面では同じ構成部分または同じ機能を有する構成部分には同じ参照番号が付与されている。図示された構成部分並びに構成部分相互間の大きさの比は、縮尺通りではない。むしろ、図の幾つかの詳細はよりより理解のために、誇張して大きく示されている。

図１には、接続層１１と導体層１２とが概略的に示されている。接続層も導体層も、複数の薄い領域を有している。これについては以降で、図２に関連して説明する。接続層１１はさらに複数の貫通部を有している。これらの貫通部は、例えば孔として形成される。しかしこれが、切り欠きであってもよい。この切り欠きは少なくとも１つの面で開放されているか、または図１において見られる、接続層１１の種々の部分を相互に分断する。換言すれば、接続層１１は、相互に別個にされた複数の部分も有する。同じことが導体層１２に対して当てはまる。

図１および２は主に、幾つかの構造を明瞭にするために用いられる。これらの構造は、有利には技術的に容易に実現される担体によって実現可能である。図２は必ずしも、半導体コンポーネント用に最適化されている担体を表しているのではないが、基本的にはこの担体は半導体コンポーネントに適しているであろう。

接続層も導体層も模範的な導電性材料を有している。これらの層が殊に、完全に導電性材料から製造されてもよい。択一的に、これらの層のうちの１つの層または両方の層が、部分的にのみ導電性材料から製造される。しかし有利には、少なくとも導体層は、大部分、例えば５０％以上、７５％以上、または８０％以上が導電性材料から成る。同様のことが接続層にも当てはまる。

導体層１２と接続層１１は例えば金属材料を有している、または金属材料から成る。２つの層は、例えば大部分が、銅から成る。付加的に導体層は例えば、少なくとも１つの別の金属、例えば金、銀またはすずから成る。

択一的に接続層１１を完全に、電気的絶縁性の材料から製造することも可能である。または接続層１１が電気的絶縁性の材料を有することが可能である。絶縁性材料の例は、セラミック材料またはプラスチックである。接続層１１が部分的にのみ、電気的絶縁性の材料から成る場合には、この電気的絶縁性の材料は例えば次のように接続層１１内に組み込まれる。すなわち、層１１、１２が例えば導電性接続手段３によって相互に接続された場合であっても、接続層１１の導電性部分が、担体１０内で、導体層に対して電気的に絶縁されているように組み込まれる（図２を参照）。同様のことが、基本的には導体層の性質にも当てはまる。

有利な実施形態では、接続層１１も導体層１２も、例えば完全に電気的に絶縁性に、機械的に相互に接続されているリードフレームの一部である。リードフレームは金属から成り、例えば銅を有している。

これら２つの層１１、１２またはこれらのうちの１つの層の最大厚は、例えば０．１ｍｍ、０．１５ｍｍまたは０．２ｍｍである。殊に、異なる最大厚を備えた導体層１２および接続層１１が使用される。例えば、接続層１１は約０．１５ｍｍの最大厚１３を有しており、導体層１２は、０．４ｍｍの最大厚２３を有している。また、この逆もある。

担体１０を製造するために、接続層と電気的導体層１１、１２が接続材料３によって相互に接続される（図２を参照）。接続材料３は例えば電気的に絶縁性であり、例えば接着剤である。しかし基本的には、例えば、鉛または導電性接着剤等の導電性接続手段３も使用可能である。これは例えば次のことに依存する。すなわち、電気的絶縁性接続材料が、担体内で場合にはよっては相互に絶縁されるべき導体層部分が、電気的に相互に絶縁されるのに必要であるか否かに依存する。基本的には、導電性接続材料と、電気的絶縁性接続材料とを組み合わせることもできる。

少なくとも接続層１１の幾つかの薄い領域、並びに幾つかの貫通部４は基本的に、接続層１１と導体層１２が接続手段３によって相互に接続された後にはじめて形成される。

図２から分かるように、担体１０には、少なくとも２つの層１１、１２を使用することによって、技術的に容易に多数の三次元構造が与えられる。この三次元構造は別の方法では実現されない、または非常に多くのコストをかけてしか実現されない。基本的には担体は、接続層１１および導体層１２の他にさらに別の層を有しており、例えば合計して３つまたは４つの層を有している。

図２に示された担体１０では、接続層１１は第１の縁部で、薄い領域１１１を有している。これは、導体層１２の薄い領域１２１にラテラル方向で張り出している。接続層の薄い領域１１１と導体層の薄い領域１２１との間には、担体材料を有していない領域が設けられている。図２では、縁部での薄くされたこれらの領域１１１、１２１の間の全領域は、接続導体の材料を有していない。しかしこれらの領域の一部が接続導体の材料を有してもよく、例えば、接続材料３が、この領域内に突出してもよい。

担体縁部でのこのようなすき間は、カプセル封入用質量体のための定着部材等の製造されるべき部材において作用し、このすき間によって、カプセル封入用質量体および電気的接続導体の剥離の危険が格段に低減される。図２に示された電気的接続導体の別の構造も、カプセル封入用質量体用の定着部材として作用する。これは、接続層１１の部分と導体層１２の部分の間でのそれぞれのすき間が少なくとも部分的にカプセル封入用質量体によって満たされる場合である。

接続層１１の、図２に示された薄い領域１１２、１１３は貫通部４に接している。さらにこれらの領域は、それぞれラテラル方向で、接続層１２の薄い領域１２２の部分に張り出している。この間にはそれぞれすき間がある。さらにこれによって、凹部も担体１０内に構成される。この凹部の横断面は上から見て、接続層１１の外側から導体層１２内への延在において、拡大されている。

このような凹部は例えば、担体１０の純粋な定着部材として使用される。すなわちこの凹部は半導体コンポーネントでは、半導体チップが設けられない。しかしこのような凹部の底面を半導体チップ用の取り付け面として使用することができる。この半導体チップは相応に凹部内に配置される。

図２示された担体１０の中央部分には、別の凹部が設けられている。接続層の薄い領域１１４、１１５はこの凹部では、貫通部４に接しており、導体層１２の薄い領域１２３にラテラル方向に張り出している。接続層１１の薄い領域１１４、１１５と導体層１２の薄い領域１２３との間にはすき間がある。上述した凹部とは異なり、この凹部は横断面の大きさの別の経過を有している。接続層１１の外面から始まって、凹部の横断面は貫通部内でまずは小さくなり、導体層１２の領域において再び拡大される。

接続層の貫通部４に接している薄い領域１１４、１１５は、薄い領域１１２，１１３とは異なって、導体層１１の部分内に構成されている。これは導体層１２の方に向けられており、接続層１１の主要面を形成する。この主要面を介して、接続層１１が導体層１２と接続される。

図２に示された、担体の実施例では、接続層１１の別の薄い領域１１６が設けられている。これは、ラテラル方向で、導体層１２の部分に張り出している。しかしここでは、この薄い領域１１６と、この薄い領域が上部にある導体層１２の部分との間の領域の一部のみが、担体１０の材料を有していない。これは次のことによって実現される。すなわち、導体層１２の薄い領域１２４が、部分的にしか、薄い領域１１６と重なっていないことによって実現される。導体層１２の薄い領域１２４は、さらなる貫通部４とも、ラテラル方向で部分的にしか重なっていない。この貫通部には、薄い領域１１６が接している。

このように、部分的にラテラル方向で重なっていることによって、担体１０内に、１つの層１１、１２内の構造部材よりも、格段に小さい構造部材が形成される。これは例えば、開放部の離れて突き出る部分である。例えば、薄い領域と貫通部が、金属から成る導体層内でのエッチングによって製造される場合には、薄い領域と貫通部のラテラル方向の拡がりの最小サイズは、構造化されていない導体層の最大厚のオーダーにある。

担体１０の第２の縁部では、接続層１１は薄くされていない部分１１８を有する。この部分は、ラテラル方向で導体層１２の部分１２５に張り出す。ここで導体層１１、１２のこれらの部分１１８、１２５の間にはすき間が生じる。このすき間も、カプセル封入用部材に対する定着部材として用いられる。

図３〜６にはそれぞれ、半導体コンポーネントの実施例が示されている。半導体コンポーネントは例えば、発光ダイオードコンポーネント等のオプトエレクトロニクスコンポーネントである。これはそれぞれ、担体１０を有している。

担体１０は、導体層１２を含んでいる。ここでこの導体層は、第１の部分内に、第１の電気的接続導体２１を構成し、第２の部分内に第２の電気的接続導体２２を構成する。第１の電気的接続導体２１はそれぞれチップ取り付け領域５を有しており、この上に半導体チップ５０が機械的かつ導電性に実装される。接続導体２１、２２は電気的に相互に絶縁されており、これらは例えばラテラル方向に相互に間隔が空けられている。

担体１０はさらに、接続層１１を含んでいる。この接続層は、例えば、電気的接続導体２１、２２を機械的に相互に接続する。しかし電気的には接続しない。

半導体チップ５０は、例えば、発光ダイオードチップである。これは例えば、エピタキシャル半導体層列を有している。この半導体層列は、アクティブ層を含んでいる。このアクティブ層は殊に、殊に種々異なる材料組成も有している複数の部分層がまとまって、構成される。

半導体層列は例えばＩＩＩ／Ｖ−化合物半導体材料を有している。ＩＩＩ／Ｖ−化合物半導体材料は、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ等の第３の主要群からの少なくとも１つの元素、およびＮ、Ｐ、Ａｓ等の第５の主要群からの元素を含んでいる。殊に概念「ＩＩＩ／Ｖ−化合物半導体材料」は、二成分から成る化合物、三成分から成る化合物、または四成分から成る化合物の郡を含んでいる。これは第３の主要群からの少なくとも１つの元素、および第５の主要群からの少なく１つの元素を含んでいる。これは例えば、窒化物化合物半導体および燐火物化合物半導体である。このような二成分、三成分または四成分の化合物はさらに例えば１つまたは複数のドーピング物質並びに付加的な構成成分を含むことができる。

アクティブ層は有利にはｐｎ接合部、二重ヘテロ構造、単一量子井戸（ＳＱＷ：Single Quantum Well）または特に有利には多重量子井戸（ＭＱＷ：Multi quantum well）をビーム生成のために含んでいる。名称「量子井戸構造」とはここで、量子化の次元に関する意味を展開しない。この名称は殊に量子箱、量子細線および量子点並びにこれらの構造の各組み合わせを含んでいる。ＭＱＷ構造の例は当業者には既知である。

図示された実施例では、チップ取り付け領域５はそれぞれ、第１の担体１０の導体層１２の外面上に構成されている。接続層１１が、チップ取り付け領域５の面上で導体層１２に続く。これによって、半導体チップ５０はそれぞれ少なくとも部分的にラテラル方向で、担体１０の材料に包囲される。換言すれば、半導体チップ５０は、担体１０の凹部内に配置される。

チップ取り付け領域５および半導体チップ５０の面では、担体１０および半導体チップ５０に、半導体コンポーネントのカプセル封入用質量体９が設けられる。カプセル封入用質量体９は、半導体チップ５０をカプセル封入し、担体１０に接して成形される。チップ取り付け領域５に対向している、担体１０の面には、カプセル封入用質量体並びにその他の電気的に絶縁性の材料は設けられていない。担体１０の外面のこの領域は、例えば、第１の接続導体２１の領域において、第１の外部電気コンタクト面８１として用いられ、第２の接続導体２２の領域において、半導体コンポーネントの第２の外部電気コンタクト面として用いられる。

電気的接続導体２１、２２の間には、それぞれ、導体層１２の貫通部４が設けられている。ここでこの貫通部は、電気的な接続導体を相互に分断する。図３、５および６に示された実施例では、貫通部４には、導体層の薄くされた部分１２３、１２４が接している。従って、貫通部の横断面は接続層１１へ向かって小さくなる。さらに、電気的接続導体２１、２２の間の間隔は、接続層の近傍におけるよりも大きくなる。これによって、半導体コンポーネントの電気的取り付け時の短絡を防止することができる。しかも、担体１０の安定性が顕著に損なわれることはない。図４では、導体層１２の貫通部全体４は、例えば一定の横断面を有する。

図３、５および６に示されている実施例では、チップ取り付け領域５は、導体層１２の薄い領域１２２の外面上に構成されている。

チップ取り付け領域５が、導体層１２の薄い領域１２２の外面に構成されている場合、チップ取り付け領域５と外部の電気的な接続面８１との間の間隔は有利には、特に小さく実現される。これによって、半導体チップ５０と電気的接続面８１との間の熱抵抗が非常に小さくなる。これは、半導体コンポーネントの作動、出力および安定性にポジティブに作用する。

しかし、特に小さい熱抵抗は通常、次のような場合に実現される。すなわち、チップ取り付け領域５が、導体層の外面に（すなわち、主要放射方向と反対側の層の下方に）構成される場合である。これは、チップ取り付け領域が薄くない領域内に構成されているのか、または薄くされている領域内に構成されているのかに関係無い。例えば導体層が実質的に銅から成る場合には、導体層の厚さは、熱抵抗に僅かな影響しか及ぼさない。

図４に示された半導体コンポーネントの実施例では、チップ取り付け領域５は、導体層１２の部分の外面に構成されている。この部分の厚さは、導体層の最大厚２３に相応する。

図４に示された半導体コンポーネントは例えば、担体１０の導体層１２を有している。この導体層１２は、薄い領域を有していない。この場合には、導体層１２は例えば、実質的に一定の厚さを備えた金属プレートから成る。図５に示された実施例の接続層１１は、例えば同じように、薄い領域を有していない。従ってこのような実施例では、２つの層のうちの片方だけに薄い領域が設けられており、これによって、製造が容易になる。

図３、４および５に示された実施例ではそれぞれ、内部に半導体チップ５０が配置されている凹部が定着部材として構成されている。ここでは接続層１１の部分と、接続層がラテラル方向で張り出ている、導体層１２の部分との間に、すき間が設けられている。このすき間はカプセル封入用質量体９によって充填される。

これとは異なり、図６に示された模範的な半導体部材は、縁部を伴う凹部を有している。ここでこれらの縁部は、反射体として機能する。図６に示された実施例では、チップ取り付け領域５は、凹部の少なくとも２つの内壁によって取り囲まれている。この凹部の主要延在面５１は、担体１０の主要延在面に対して傾斜して経過しており、担体１０の主要延在面と比較して、チップ取り付け領域５の方へと傾いている。

図６では、複数の矩形の階段から構成されているように内壁が図示されている。しかし実際にこれは通常、矩形の階段ではなく、部分的に湾曲され、丸められた面である。例えば、貫通部４、接続層の薄い領域１１２，１１３および導体層１２１の薄い領域１２２を、実質的に一定の厚さを有する金属プレート内に、エッチングによって構成する場合に、凹状の湾曲が生じる。内壁の階段のこのような凹状の湾曲の例示された概略図は、図７に示された部分内にある。

これらの内壁が他の方法で構成されてもよい。このために、内壁を平らにする付加的な措置がとられる。図７では、破線によって、平らにされた内壁の経過または形状がどのように見えるのかが例として示されている。エッジを平らにするまたは除去することは例えば、電解研磨または類似の方法で行われる。内壁は主に次のように形成される。すなわち、内部で、半導体チップ５０の電磁ビームが、半導体コンポーネントの放射方向へ偏向されるように形成される。

図６および７に例示されているように、接続導体１０の内壁が反射器として構成される場合には、チップ取り付け領域５０が上部に構成されている凹部の底面ができるだけ深いのが有利であり、これによって「反射器」はできるだけ高くチップ５上に達する。例えば導体層１２の薄い領域１２２は、導体層の最大厚よりも少なくとも６０％、少なくとも７０％、または少なくとも８０％だけ薄い。付加的または択一的に全体担体１０は例えば、少なくとも０．５ｍｍの総体的な厚さ、または少なくとも０．７５ｍｍの総体的な厚さまたは少なくとも１ｍｍの総体的な厚さを有している。担体１０の総体的な厚さは、全体として、例えば最大で１ｍｍの厚さである。

カプセル封入用質量体９は例えばシリコーンを有している、または少なくとも大部分で、シリコーンから成る。カプセル封入用質量体９の部分は例えばレンズ９１に形成される。カプセル封入用質量体９は例えば担体１０と、第２の電気的接続導体２０をそれぞれラテラル方向に完全に取り囲んでおり、図４に示されているように、接続導体１０、２０を側面から完全に覆う。

択一的にカプセル封入用質量体９は、図３に示されているように、導体層１２をラテラル方向で覆わない、または図５および６に示されているように、これを部分的にのみラテラル方向で覆う。これらの例では、カプセル封入用質量体９は、例えば、垂直に、外部接続面８１、８２と間隔が空けられている。

カプセル封入用質量体９は例えば、図示とは異なって、半導体チップ５０とは反対側の担体面を一部で同じように覆うことができる。しかし電気的接続導体２１、２２の外部接続面８１、８２の一部は、この場合にも、カプセル封入用質量体９を有していないままであり、第１の接続導体のケースでは電気的な接続面８１を形成し、第２の電気的な接続導体２２の場合には電気的な接続面８２を形成する。

半導体チップ５０は、例えば、ボンディングワイヤー６によって、第２の電気的な接続導体２２の内部の電気的接続面７と導電性に接続されている。この内部の電気的な接続面７に対向する面で、第２の電気的接続導体は、外部の電気的接続面８２を有している。ここには、絶縁材料は設けられていない。ボンディングワイヤー６の代わりに、基本的には別の電気的な接続手段も、第２の電気的接続導体２２と半導体チップ５０の導電性接続のために使用することができる。

担体は、全ての実施例において、縁部でそれぞれ、接続層１１の１つの部分１１１、１３１、１１６、１３４を有している。これは、導体層１２の部分１２１、１２５、１４１、１４２にラテラル方向で張り出している。ここで各部分の間にはすき間が設けられており、このすき間は担体の材料を有していない。図３、５および６に示された例では、導体層の部分１２１、１２５は、担体１０の縁部で、すき間の領域において、例えば部分的のみ、接続層１１によってラテラル方向に張り出されている。接続層１２の別の、外側の部分は、これとは異なり、接続層１１に対してラテラル方向にシフトされている。

第２の接続導体２２の領域では、接続層１１はそれぞれ貫通部４を有している。これによって、内部のコンタクト面７は、接続層１１の側面から接触接続可能になる。図５および図６に示された実施例では、この貫通部４は例えば、それぞれ、一定の横断面を有している。これは平面図で見て取れる。

しかし図３および４に示された実施例では、この凹部は、第１の接続導体２１の領域における凹部と同様に、定着部材として、またはカプセル封入用質量体９用の定着部材とともに構成される。この場合には、貫通部４の断面は、導体層へ向かって拡大される。接続層１１の部分１１４、１１５は、導体層１２の部分にラテラル方向で張り出しており、これらの部分の間にはそれぞれ、すき間が設けられている。このすき間には、担体の材料は用いられていない。

図８は、図３に示された半導体コンポーネントの平面図の第１の実施例である。この実施例では、半導体チップ５０は、ラテラル方向に完全に接続層１１によって、および場合によっては、導体層１２の部分によって包囲されている。換言すれば、担体１０の凹部が設けられており、この凹部には、全ての面で内壁を有している、半導体チップ５０が配置されている。このような凹部は例えば、第２の接続導体２２の領域内にも設けられる。

これとは異なり、図９に示された平面図では、内部に半導体チップ５０が配置されている凹部は、２つの対向する面で開放されている穴である。相応することが、例えば、第２の接続導体２２の領域内の凹部に対して当てはまる。このような実施例では、図３に示された断面図は、択一的に、半導体コンポーネントの側方平面図である。なぜなら、この凹部は２つの側で開放されているからである。この凹部は、択一的に、１つの側でのみ開放されている。

全ての実施形態では、種々異なる材料、メタライゼーション、材料焼き入れ、および／または表面粗面性を有する導体層および接続層が構成される。例えば、接続層の表面は少なくとも部分領域において、導体層の表面よりも、少なくとも５０％、少なくとも１００％、または少なくとも１５０％大きい粗面性を有している。

導体層は例えば、金属コーティングを有している。これは例えば、種々異なる金属層を備えた層列である。この層列は例えば、導体層の基体に基づいて、この順番で、ニッケル層、パラジウム層および金層を有している。ここで各層が付加的に、ニッケル、パラジウムおよび金の他に別の層を有していてもよい。殊に合金が可能である。このような金属コーティングは例えば、はんだ付けおよび接着のため並びにボンディングワイヤーのボンディングのための良好な適性を有している。

導体層は例えば、基体を有している。この基体は銅を有している、または銅から成る。付加的または択一的に接続層は、大部分で銅を有している、または銅から成り、接続層は完全に銅から成る。銅の表面は迅速に酸化し、酸化された状態において、カプセル封入用質量体への良好な接着性を有している。これは例えば、シリコーンを有している、またはシリコーンから成るカプセル封入用質量体である。しかし接続層が、導体層の上述した金属コーティングと同じように、金属コーティングを有することが可能である。

図１０および１１に示されている実施例では、半導体コンポーネントはそれぞれ複数の半導体チップ５０、５１、５２、５３、５４を有している。この半導体コンポーネントは例えば次のように構成されている。すなわち、少なくとも幾つかの半導体チップまたは全ての半導体チップが、外部から相互に依存しないで駆動制御可能であるように構成されている。

これは例えば次のことによって実現される。すなわち、導体層１２が少なくとも３つの電気的に相互に絶縁された部分２１、２２１、２２２を有していることによって実現される。これは図１０に示されている。導体層１２の第１の部分２１は例えば、第１の接続導体として用いられる。この上には、半導体チップ５０が機械的に接続側で導電性に、第１の電気的接続導体２１の接続面５と接続されている。半導体チップ５０は例えば第１の接続導体２１上にはんだ付けされている。

導体層１２の第２の部分２２１は例えば、第２の電気的接続導体として用いられ、導体層１２の第３の部分２２２は例えば、担体およびコンポーネントの第３の電気的接続導体として用いられる。半導体チップ５０の１つは例えば導電性に、第２の接続導体２２１と導電性接続される。これは例えば、ボンディングワイヤー６または別の電気的接続手段によって接続される。第２の半導体チップ５０は、例えば導電性に、第３の接続導体２２２と導電性接続される。これは例えば同じように、ボンディングワイヤー６によって、または別の電気的接続手段によって行われる。

導体層１２の全ての部分は例えば機械的に、接続層１１によって相互に接続される。

少なくとも幾つかの半導体チップは基本的に、間接的にも、接続層を介して導電性に、担体の電気的接続導体と接続される。例えば、少なくとも１つの半導体チップは、導電性に接続層と接続され、接続層は導電性に、相応する接続導体と接続される。

これに対する例は、図１１に示されている。半導体コンポーネントは例えば、４つの半導体チップ５１、５２、５３、５４を有している。これらは全て、導体層１２の第１の接続導体２１上に取り付けられている。導体層１２は例えば５つの、電気的に相互に絶縁された電気的接続導体２１、２２１、２２２、２２３、２２４を有している。接続層は例えば２つの、電気的に相互に絶縁された部分および導電性の部分２５、２６を有している。接続層のこれら２つの部分２５、２６は、接続導体２１、２２１、２２２、２２３、２２４を機械的に相互に接続させる。第１の接続導体２１は、接続層の２つの部分２５、２６を機械的に相互に接続させる。これによって、コンポーネントの担体が、１つのつながった部分になる。

第１の半導体チップ５１は間接的に、接続層１１を介して、導体層１２の第２の接続導体２２１と導電性接続されている。接続層は例えば、ボンディングワイヤー６によって、第２の接続導体２２１の内側接続面７１と電気的に接続される。択一的に接続層１１と第２の接続導体２２１との間に、導電性の接続手段が配置される。これは接続層１１のこの部分２５と接続導体２２４を相互に導電性に接続させる。同じことが、接続層の第２の部分２６および導体層１２の第５の接続導体２２４に当てはまる。ここでこの第２の部分は電気的に第１の部分２５に対して絶縁されている。第４の半導体チップ５４は間接的に、接続層１１の第２の部分２６を介して導電性に、第５の接続導体２２４と接続されている。

第２の半導体チップ５２は直接的に、ボンディングワイヤー６等の接続手段によって、電気的に、第３の電気的な接続導体２２２と接続されている。第３の半導体チップ５３は直接的に、ボンディングワイヤー６等の接続手段によって、電気的に、導体層の第４の電気的な接続導体２２３と接続されている。

第２の半導体チップ５２はオプショナルで、付加的に導電性に第２の接続導体と接続される。これは例えば、間接的に、接続層１１の第１の部分２５を介して行われる。これによって、第１の接続導体２１と第２の接続導体２２１との間に、電圧が印加されると、第１の半導体チップ５１も第２の半導体チップ５２も作動状態になる。これとは無関係に、第２の半導体チップのみが、第１および第３の接続導体２１、２２１を介して作動状態になることも可能である。

電気的接続に関しては、上述した特徴の任意の組み合わせが可能である。半導体チップおよび接続導体の数は制限されていない。接続層が２つより多くの、電気的に相互に絶縁された部分を有することも可能である。

担体および半導体コンポーネントの全ての実施形態は基本的に、薄い領域を有していない導体層と接続層によっても実現可能である。

本発明は、実施例に基づく本発明の上述した説明に制限されない。むしろ、本発明は新たな特徴並びに特徴の組み合わせを含む。殊に本発明は、それらの特徴または組み合わせ自体が明確に特許請求の範囲または実施例に記載されていなくても、特許請求の範囲における特徴の組み合わせを含む。

Claims (14)

1. 半導体コンポーネント用の担体であって、
   導電性導体層と接続層とを有しており、
   当該導体層と接続層は、向かい合っている主要面を介して相互に接続されており、
   前記接続層が完全に導電性であり、少なくとも前記導体層の部分に対して電気的に絶縁されているか、
   または、
   前記接続層が少なくとも部分的に電気的に絶縁性であり、
   前記導体層および前記接続層はそれぞれ少なくとも１つの薄い領域を有しており、当該薄い領域において、各層の層厚は自身の最大層厚よりも薄く、
   前記担体および前記導体層および前記接続層は、自己支持形の部材であり、
   前記担体は第１の面を有しており、当該第１の面ではカプセル封入用質量体が、導体層および接続層に一体成形され、当該カプセル封入用質量体はシリコーンを含んでおり、
   前記導体層の前記薄い領域は、ラテラル方向で、前記接続層の薄い領域と重なっており、
   前記重なっている導体層の薄い領域と接続層の薄い領域との間にすき間があり、当該すき間は前記カプセル封入用質量体によって充填されている、
   ことを特徴とする半導体コンポーネント用の担体。
2. 前記シリコーンは、屈折率が１．４１〜１．５７の場合、Ａ＝２０〜Ｄ＝９０のショア硬さを有している、請求項１記載の担体。
3. 第２の面を有しており、当該第２の面は前記第１の面に対向しており、
   前記第１の面でカプセル封入用質量体が導体層に一体成形されている領域において、前記導体層は当該第２の面で少なくとも部分的にカプセル封入用質量体および電気的絶縁性材料を有していない、請求項１または２記載の担体。
4. 前記導体層は少なくとも２つの、電気的に相互に絶縁されている部分を有しており、当該２つの部分は半導体コンポーネント用の第１の接続導体および第２の接続導体を形成し、接続層の少なくとも１つの部分によって相互に機械的に接続されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の担体。
5. 前記導体層は第１のリードフレームの部分であり、前記接続層は第２のリードフレームの部分であり、当該２つのリードフレームは電気的に絶縁して相互に接続されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の担体。
6. 前記接続層および／または導体層は貫通部および薄い領域を有しており、当該薄い領域は前記貫通部に接している、請求項１から５までのいずれか１項記載の担体。
7. 前記接続層は貫通部を有しており、前記導体層は薄い領域を有しており、前記貫通部はラテラル方向で、前記導体層の薄い領域と重なっている、請求項１から６までのいずれか１項記載の担体。
8. 前記接続層は貫通部と、当該貫通部に接している部分とを有しており、当該部分は、導体層の部分にラテラル方向で張り出しており、
   これらの領域の間の領域には、担体の材料は設けられていない、請求項１から７までのいずれか１項記載の担体。
9. １つの縁部に接続層の部分が設けられており、当該部分は導体層の部分にラテラル方向で張り出しており、これらの部分の間の領域には担体の材料は設けられていない、請求項１から８までのいずれか１項記載の担体。
10. チップ取り付け領域が、導体層部分上に設けられており、当該チップ取り付け領域の面において接続層は導体層の後方に配置されており、
    殊に、少なくとも１つの内壁が設けられており、当該内壁の主要延在面は、前記担体または電気的接続導体の接続層の主要延在面に対して傾斜して延在しており、当該主要延在面と比較して、チップ取り付け領域の方に傾いている、請求項１から９までのいずれか１項記載の担体。
11. 前記導体層および接続層は接続手段によって相互接続されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の担体。
12. 請求項１から１１までのいずれか１項に記載された担体を備えた半導体コンポーネントであって、
    前記導体層には、第１の面で、半導体チップおよび前記カプセル封入用質量体が設けられており、前記カプセル封入用質量体は前記半導体チップを取り囲んでおり、前記担体に一体成形されている、
    ことを特徴とする半導体コンポーネント。
13. 前記導体層は、前記第１の面に対向している第２の面で、ラテラル方向で、カプセル封入用質量体および／またはカプセル封入用質量体および半導体チップと重なっている領域において、カプセル封入用質量体および電気的絶縁性材料を有していない、請求項１２記載の半導体コンポーネント。
14. 担体の製造方法であって：
    それぞれ、相互に反している２つの主要面を有している導体層と接続層とを供給するステップと；
    前記導体層と接続層を自身の２つの主要面を介して、当該主要面が向かい合うように接続するステップとを有し、ここで
    前記接続層は導電性であり、前記導体層に対して電気的に絶縁されているか、
    または、
    前記接続層は電気的に絶縁性であり；
    少なくとも１つの薄い領域を、前記導体層および前記接続層内に形成し、当該薄い領域において、各層の層厚は、自身の最大層厚よりも薄く、ここで前記担体および前記導体層および前記接続層は自己支持形の部材であり、前記導体層の前記薄い領域は、ラテラル方向で、前記接続層の薄い領域と重なっており、
    カプセル封入用質量体を、前記担体の第１の面に一体成形し、ここで当該カプセル封入用質量体を、前記導体層および接続層に一体成形し、当該カプセル封入用質量体はシリコーンを含んでおり、前記重なっている、前記導体層の薄い領域と前記接続層の薄い領域との間にすき間があり、当該すき間を前記カプセル封入用質量体によって充填する、
    ことを特徴とする、担体を製造する方法。

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