WO2011144385A1 - Optoelektronisches halbleiterbauteil und verfahren zur herstellung einer abdeckschicht - Google Patents

Optoelektronisches halbleiterbauteil und verfahren zur herstellung einer abdeckschicht Download PDF

Info

Publication number
WO2011144385A1
WO2011144385A1 PCT/EP2011/055357 EP2011055357W WO2011144385A1 WO 2011144385 A1 WO2011144385 A1 WO 2011144385A1 EP 2011055357 W EP2011055357 W EP 2011055357W WO 2011144385 A1 WO2011144385 A1 WO 2011144385A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optoelectronic semiconductor
semiconductor chip
cover layer
particles
over
Prior art date
Application number
PCT/EP2011/055357
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Bemmerl
Simon Jerebic
Markus Pindl
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 WO2011144385A1 publication Critical patent/WO2011144385A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0091—Scattering means in or on the semiconductor body or semiconductor body package
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H01L33/54—Encapsulations having a particular shape

Definitions

  • An optoelectronic semiconductor component is specified.
  • Covering layer for an optoelectronic semiconductor device indicated.
  • An object to be solved is to specify an optoelectronic semiconductor component which, when switched off, appears colorually homogeneous to a viewer. Another object to be solved is to provide a method for
  • this comprises a carrier with a carrier top side.
  • the carrier may be a
  • the support comprises or consists of one or more of the following materials: a plastic, a glass, a ceramic, a metal.
  • this comprises at least one
  • the semiconductor chip has a
  • a radiation generated in the semiconductor chip preferably leaves the semiconductor chip predominantly, for example too more than 50% or more than 80%, or completely across the main radiation side.
  • the semiconductor chip is, for example, one in the blue spectral range
  • this comprises a cover layer.
  • the cover layer has a transparent matrix material which preferably does not absorb or only negligibly absorb radiation generated in the semiconductor chip. Furthermore includes the
  • Covering layer Particles embedded in the matrix material.
  • the particles have a scattering and / or reflective effect on the radiation generated by the semiconductor chip.
  • a material of the particles has a reflectance for the radiation generated by the semiconductor chip of at least 70%, in particular of at least 80% or of at least 90%.
  • the particles scatter light due to a high refractive index difference
  • the cover layer is preferably one
  • the cover layer extends
  • the cover layer covers at least 70%, in particular at least 80% or at least 90% of the main radiation side, in plan view of the
  • the cover layer covers the main radiation side, together with
  • radiopaque, electrical Contacting devices such as metal pads for a bonding wire, complete.
  • the cover layer also covers a surrounding area of the semiconductor chip that has been left free from the semiconductor chip
  • Surrounding area is in particular a part of
  • Carrier top which, as seen in plan view of the carrier top, directly adjacent to the semiconductor chip and this preferably completely surrounds ring-like or
  • the cover layer has over the
  • Main radiation side has a lower average thickness than over the surrounding area.
  • Mean thickness means
  • the thickness of the cover layer is averaged over the entire, respective area.
  • the particles have a middle one
  • the mean diameter is, for example, the diameter ds o, measured in Qo.
  • the average diameter is about 400 nm, wherein, for example, particles with a diameter of about 100 nm to about 1.5 ym can occur.
  • a mean is
  • Refractive index difference between the matrix material and a material of the particles at least 0.3, in particular at least 0.5 or at least 1.0.
  • an average weight fraction of the particles on the covering layer is between 1% and 50% or between 1% and 25% inclusive, in particular between 5% and 25% or between
  • the weight fraction is between 5% and 15% inclusive.
  • this has a carrier with a
  • the cover layer extends both over the main radiation side of the
  • the cover layer has over the
  • Radiation main side preferably has a smaller average thickness than over the surrounding area.
  • the embedded in the matrix material particles have a mean diameter between 200 nm and 1 ⁇ inclusive, with a mean refractive index difference between the
  • Matrix material and a material of the particles is at least 0.3.
  • An average weight fraction of the particles on the cover layer is between 1% and 25% inclusive.
  • Such particles embedded in the matrix material have a scattering effect on radiation generated in the semiconductor chip.
  • Semiconductor device achieved a more homogeneous color impression over the entire covering layer away.
  • specular metallic contact surfaces around the semiconductor chip, in the switched-off state of the semiconductor chip can be laminated by the covering layer.
  • a concentration of the particles in the matrix material above the main radiation side is greater than above the surrounding region.
  • the concentration of the particles above the main radiation side is at least a factor of 1.5 or 2 or 3 or 5 greater than above the surrounding area.
  • an optical density of the cover layer caused by the particles is preferably lower over the main radiation side than above
  • Ambient region for example by at least a factor of 2 or by at least a factor of 4, based on an optical density averaged over the entire main radiation side and averaged over the entire environmental region.
  • an average attenuation of the optoelectronic semiconductor component an average attenuation of the
  • Cover layer over the main radiation side not more than 25% or at most 10%, preferably at most 5%.
  • one of the semiconductor chip is in operation emitted light output due to the cover layer by at most one of the above values.
  • the cover layer thus causes no significant reduction in brightness of the semiconductor device.
  • the average thickness of the covering layer lies above the main radiation side between 0.5 ⁇ m and 15 ⁇ m, preferably between 1 ⁇ m and 10 ⁇ m, or between 1 ⁇ m and 5 ⁇ m, inclusive.
  • the average thickness of the covering layer is above the surrounding area between 30 ⁇ and 300 ⁇ , in particular between 30 ⁇ and 200 ⁇ or between 40 ⁇ inclusive and 150 ⁇ .
  • the covering layer projects beyond in the
  • a boundary surface of the cover layer facing away from the carrier is located closer to the carrier in the surrounding area than in the area in which the semiconductor chip is located on the substrate
  • Carrier top is applied.
  • a maximum height, relative to the carrier top, of the cover layer in the surrounding area is smaller than a maximum height of
  • the optoelectronic semiconductor chip these are based on or consist of
  • Matrix material embedded particles from exactly one or at least one of the following materials: a titanium oxide, a zirconium oxide, an aluminum oxide.
  • the matrix material or the matrix material comprises one or more of the following materials: a silicone, an epoxide, a silicone-epoxy hybrid material, a polyurethane, an acrylate.
  • the surrounding region in a lateral direction parallel to the carrier top side and away from the semiconductor chip, has an average extension of between 25 ⁇ and 600 ⁇ , in particular between 100 ⁇ and 300 ⁇ .
  • the surrounding area has, for example, a rectangular, square, round or circular outer peripheral line.
  • the cover layer is in the
  • Seen carrier top the cover layer in a proportion of at least 80% or at least 90% in the
  • Surrounding area has a concave curvature.
  • the cover layer is in the
  • a thickness of the cover layer in a direction away from the semiconductor chip, decreases monotonically or strictly monotonically. In other words, the thickness of the cap layer decreases away from the semiconductor device.
  • a conversion agent is located in places or completely between the covering layer and the main radiation side, which is preferably formed in a layered manner.
  • the conversion means is adapted to absorb a portion of the radiation generated by the semiconductor chip and to convert it into radiation of a different wavelength.
  • the conversion agent converts blue light into yellow light. Furthermore, it is possible that the
  • the conversion agent can in immediate
  • Cover layer at most 250 ⁇ , in particular at most
  • the surrounding area in a lateral direction away from the semiconductor chip, is bounded by a wall. Limited does not exclude that the surrounding area partially extends into a region of the carrier top side covered by the wall.
  • the wall is, for example, a survey of the upper side of the carrier which preferably runs completely round or by a separate material applied to the carrier,
  • the wall preferably has a smaller height than the semiconductor chip.
  • the height of the wall is between 5 ⁇ and 250 ⁇ or between 5 ⁇ inclusive and 50 ⁇ .
  • a width of the wall exceeds its height, for example by at least a factor of 3 or by at least a factor of 5.
  • the cover layer extends from the
  • the cover layer is bounded by the wall. This does not exclude that the cover layer may cover parts of the wall, but the cover layer does not completely cover the wall and does not extend on two different sides of the wall, seen in plan view of the carrier top.
  • the covering layer covers flanks of the semiconductor chip completely or in places. Flanks are Such boundary surfaces of the semiconductor chip, the
  • flanks are lateral boundary surfaces of the semiconductor chip.
  • a maximum thickness of the covering layer above the main radiation side is predetermined at least in places by the particles which are embedded in the matrix material.
  • cover layer is replicated, for example, in places a form of the embedded particles. It corresponds to a thickness of the cover over the
  • Diameter of the particles Approximately can mean with a tolerance of at most 50% or at most 25% of the diameter of the particles. It is possible in this case that the upper side facing away from the main radiation side of the
  • Particle is predetermined, preferably with the above-mentioned tolerances, based on a sum of the diameter of the stacked particles. In this case, on average, at most 10 or at most 5 or at most 2.5 or at most 1.5 particles are stacked on top of one another. In particular, an average thickness of the covering layer is at most 1, 5 or 2 times or 4 times the average diameter of the particles. The thickness of the
  • Cover layer over the main radiation side is then by the concentration of the particles in the matrix material
  • this comprises the following steps:
  • Matrix material having a viscosity between 0.1 Pa-s and 5 Pa-s or between 0.75 Pa-s and 4 Pa-s, in particular between 0.9 Pa-s and 3 Pa-s,
  • Matrix material wherein the particles have a middle
  • Matrix material and a material of the particles is at least 0.3, wherein a proportion by weight of the particles on the
  • Solidifying the liquid mixture to the cover layer wherein, when the liquid mixture is applied over the main radiation side, a part of the mixture of the Down radiation main side down in a surrounding area next to the semiconductor chip pours.
  • a cover layer which has a smaller thickness over the main radiation side than over the surrounding area, can be produced efficiently.
  • Figures 1 to 3 are schematic sectional views of
  • Figure 4 is a schematic representation of a
  • Figure 1 is an embodiment of a
  • Carrier top 20 of a carrier 2 is a
  • the semiconductor chip 3 has a carrier top side 20 facing away
  • Semiconductor chip 3 preferably has a rectangular or a square outline.
  • a lateral extent of the semiconductor chip 3 is less than a lateral extent of the metallic contact layer 10. This facilitates mounting of the semiconductor chip 3 on the contact layer 10, since the semiconductor chip 3 can be applied to the contact layer 10 with a comparatively large tolerance.
  • Both the semiconductor chip 3 and the contact layer 10 are surrounded on all sides by a wall 7 which is annularly shaped in plan view.
  • the wall 7 is formed from a Lötstopplack.
  • Carrier top 20 in direct contact with the
  • Cover layer 4 can stand. Unlike drawn in Figure 1, however, it is also possible that the wall 7 extends up to the contact layer 10 and, for example, flush with this, or that the wall 7 is partially or completely on the contact layer 10, so that the cover layer 4 then in particular not in direct contact with the carrier top 20 stands.
  • a cover layer 4 Via the main radiation side 30 of the semiconductor chip 3 as well as over a surrounding region 5, which extends substantially between the wall 7 and the semiconductor chip 3, is a cover layer 4 applied.
  • the cover layer 4 has a smaller average thickness over the main radiation side 30 than in the surrounding region 5.
  • Covering layer 4 decreases in the surrounding area 5 in a direction away from the semiconductor chip 3 toward the wall 7. Over the semiconductor chip 3, the cover layer 4 may have a decreasing outwardly thickness, so that the
  • Radiation main side 30 has a greater average thickness than at an edge region of the main radiation side 30th
  • a conversion means 6, which is shaped like a layer and the main radiation side 30 predominantly or completely covered. Via the conversion means 6, a radiation component generated by the semiconductor chip 3 is converted into radiation of a different wavelength, so that the semiconductor component 1 emits, for example, white light during operation.
  • the semiconductor component 1 optionally comprises a potting body 9, which is preferably applied directly to the cover layer 4.
  • the potting body 9 may be designed like a lens.
  • a connection region for a bonding wire can be formed on the main radiation side 30, a connection region for a bonding wire, not shown in FIG. 1, can be formed.
  • the covering layer 4 and the optionally present conversion means 6 preferably do not extend completely over the main radiation side 30, but for example only to those regions which are uncovered by a peder for a bonding wire.
  • the outer appearance of the semiconductor device 1 in the switched-off state is homogenized by the covering layer 4 at least over the region in which the covering layer 4 is applied.
  • FIG. 1 Another embodiment of the semiconductor device 1 is illustrated in FIG.
  • the semiconductor chip 3 is connected via a connecting means 11, for example an electrical
  • connection means 11 covered.
  • the remaining parts of the flanks 35 are of the cover layer 4 in particular
  • the covering layer 4 is in direct contact with a part of an upper side of the wall 7 facing away from the carrier 2.
  • the covering layer 4 is concavely curved.
  • An average thickness T2 of the covering layer 4 in the surrounding area 5 is approximately 70 ⁇ m. The thickness T2 is in this case over the entire
  • a mean thickness T1 of the cover layer 4, which can likewise exhibit a wave-like or sinusoidal profile, is preferably between 1 .mu.m and 20 .mu.m, or between 1 .mu.m and 8 .mu.m, respectively.
  • a thickness of the wall 7 is preferably between the height H of the semiconductor chip 3 and a thickness of
  • the conversion agent 6 as a layer on the
  • Radiation main page 30 has a
  • the conversion means 6 can also have a planar upper side facing away from the main radiation side 30.
  • Coating layer 4 on the main radiation side 30 corresponds, for example, between 5 ⁇ and 50 ⁇ , approximately at about 15 ⁇ . It is possible that the layer of the conversion agent 6 is not quite up to the flanks 35
  • a height H of the semiconductor chip 3 is preferably between 3 ⁇ and 400 ⁇ , in particular between
  • the semiconductor chip 3 is configured to have a blue or a red during operation
  • the covering layer 4 comprises a transparent matrix material 40, in particular a silicone.
  • the matrix material 40 particles 45 are embedded.
  • the particles 45 are made of titanium dioxide and have a middle
  • Diameter in particular a diameter D 5 o in Qo
  • the particles 45 may be optically inactive and / or color neutral and / or achromatic. In other words, then done by the particles 45 then no or substantially no change in a spectral composition of the radiation passing through the covering layer 4 and generated in operation in the semiconductor chip.
  • the covering layer 4 then does not act, for example, as a filtering agent and not as a conversion agent, but merely for scattering the radiation passing through the covering layer 4. It is therefore possible for the covering layer 4 to exert no or substantially no influence on the radiation emitted by the semiconductor chip 3 during operation of the semiconductor component 1. However, outside the operation of the semiconductor device 1, the cap layer 4 shapes an appearance of the semiconductor device 1.
  • An upper side of the covering layer 4 remote from the radiation main side 30 is predetermined at least in places by individual particles 45 and forms a shape of the particles 45.
  • Particles 45 can also be stacked on top of one another. In the lateral direction, parallel to the
  • the cover layer 4 is preferably a continuous, uninterrupted layer.
  • the main radiation side 30 is remote
  • Semiconductor chip 3 opposite side of the cover layer 4 may be provided with a roughness due to the particles 45, wherein due to the matrix material 40 no or in the
  • FIG. 4 shows a production method for the
  • the semiconductor chip 3 on whose main radiation side 30 the conversion means 6 is optionally applied, is connected via the
  • Mixture 4 ' is liquid and has the matrix material 40 and the particles 45 mixed therein.
  • it is in the dispensing process, with which the mixture 4 'is applied to a so-called Jetten.
  • the nozzle 12 is not in contact with the conversion means 6 or the semiconductor chip 3. It is the mixture 4 'so, with respect to the nozzle 12, applied without contact.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

In mindestens einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils (1) weist dieses einen optoelektronischen Halbleiterchip (3) auf, der an einer Trägeroberseite (20) angebracht ist und der eine Strahlungshauptseite (30) aufweist. Ferner beinhaltet das Halbleiterbauteil (1) eine Abdeckschicht (4), die ein klarsichtiges Matrixmaterial (40) und darin eingebettete, reflektierende und/oder streuende Partikel (45) umfasst. Die Abdeckschicht (4) erstreckt sich sowohl über die Strahlungshauptseite (30) als auch über einen von dem Halbleiterchip (3) freigelassenen Umgebungsbereich (5) der Trägeroberseite (20) um den Halbleiterchip (3) herum. Die Abdeckschicht (4) weist über der Strahlungshauptseite (30) bevorzugt eine geringere mittlere Dicke (T) auf als über dem Umgebungsbereich (5).

Description

Beschreibung
Optoelektronisches Halbleiterbauteil und Verfahren zur
Herstellung einer Abdeckschicht
In der Druckschrift US 2009/0057699 AI ist eine Leuchtdiode mit Titandioxidpartikeln in einer Vergussmasse angegeben.
Es wird ein optoelektronisches Halbleiterbauteil angegeben. Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung einer
Abdeckschicht für ein optoelektronisches Halbleiterbauteil angegeben .
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein optoelektronisches Halbleiterbauteil anzugeben, das in ausgeschaltetem Zustand für einen Betrachter farblich homogen erscheint. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur
Herstellung einer entsprechenden Abdeckschicht anzugeben. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils umfasst dieses einen Träger mit einer Trägeroberseite. Bei dem Träger kann es sich um eine
Leiterplatte handeln. Zum Beispiel umfasst oder besteht der Träger aus einem oder aus mehreren der folgenden Materialien: einem Kunststoff, einem Glas, einer Keramik, einem Metall.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils umfasst dieses mindestens einen
optoelektronischen Halbleiterchip, der an der Trägeroberseite angebracht ist. Der Halbleiterchip weist eine
Strahlungshauptseite auf, die der Trägeroberseite abgewandt ist. Eine in dem Halbleiterchip erzeugte Strahlung verlässt den Halbleiterchip bevorzugt überwiegend, beispielsweise zu mehr als 50 % oder zu mehr als 80 %, oder vollständig über die Strahlungshauptseite. Bei dem Halbleiterchip handelt es sich beispielsweise um eine im blauen Spektralbereich
emittierende Leuchtdiode auf der Basis von GaN.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils umfasst dieses eine Abdeckschicht . Die Abdeckschicht weist ein klarsichtiges Matrixmaterial auf, das in dem Halbleiterchip erzeugte Strahlung bevorzugt nicht oder nur vernachlässigbar absorbiert. Weiterhin beinhaltet die
Abdeckschicht Partikel, die in das Matrixmaterial eingebettet sind. Die Partikel wirken streuend und/oder reflektierend für die vom Halbleiterchip erzeugte Strahlung. Beispielsweise weist ein Material der Partikel einen Reflexionsgrad für die vom Halbleiterchip erzeugte Strahlung von mindestens 70 %, insbesondere von mindestens 80 % oder von mindestens 90 % auf. Alternativ oder zusätzlich streuen die Partikel Licht aufgrund eines hohen Brechungsindexunterschieds zu dem
Matrixmaterial. Die Abdeckschicht ist bevorzugt eine
zusammenhängende, ununterbrochene Schicht, die, mit Ausnahme von Öffnungen für elektrische Anschlussbereiche, geschlossen und frei von Durchbrüchen ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils erstreckt sich die Abdeckschicht
vollständig oder teilweise über die Strahlungshauptseite des Halbleiterchips. Beispielsweise bedeckt die Abdeckschicht mindestens 70 %, insbesondere mindestens 80 % oder mindestens 90 % der Strahlungshauptseite, in Draufsicht auf die
Strahlungshauptseite gesehen. Weiterhin bevorzugt bedeckt die Abdeckschicht die Strahlungshauptseite, zusammen mit
strahlungsundurchlässigen, elektrischen Kontaktierungseinrichtungen wie zum Beispiel metallischen Pads für einen Bonddraht, vollständig.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils bedeckt die Abdeckschicht auch einen von dem Halbleiterchip freigelassenen Umgebungsbereich der
Trägeroberseite um den Halbleiterchip herum. Der
Umgebungsbereich ist insbesondere ein Teil der
Trägeroberseite, der, in Draufsicht auf die Trägeroberseite gesehen, an den Halbleiterchip unmittelbar angrenzt und diesen bevorzugt vollständig ringartig umgibt oder
umschließt .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils weist die Abdeckschicht über der
Strahlungshauptseite eine geringere mittlere Dicke auf als über dem Umgebungsbereich. Mittlere Dicke bedeutet
insbesondere, dass die Dicke der Abdeckschicht über den gesamten, jeweiligen Bereich gemittelt wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils weisen die Partikel einen mittleren
Durchmesser zwischen einschließlich 200 nm und 1 μιη auf. Der mittlere Durchmesser ist beispielsweise der Durchmesser ds o , gemessen in Qo . Bevorzugt liegt der mittlere Durchmesser bei ungefähr 400 nm, wobei beispielsweise Partikel mit einem Durchmesser von zirka 100 nm bis zu zirka 1,5 ym auftreten können . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils beträgt ein mittlerer
Brechungsindexunterschied zwischen dem Matrixmaterial und einem Material der Partikel mindestens 0,3, insbesondere mindestens 0,5 oder mindestens 1,0.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils beträgt ein mittlerer Gewichtsanteil der Partikel an der Abdeckschicht zwischen einschließlich 1 % und 50 % oder zwischen einschließlich 1 % und 25 %, insbesondere zwischen einschließlich 5 % und 25 % oder zwischen
einschließlich 10 % und 22,5 % oder zwischen einschließlich 12,5 % und 20 %. Besonders bevorzugt liegt der Gewichtsanteil zwischen einschließlich 5 % und 15 %.
In mindestens einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils weist dieses einen Träger mit einer
Trägeroberseite sowie mindestens einen optoelektronischen
Halbleiterchip auf, der an der Trägeroberseite angebracht ist und der eine der Trägeroberseite abgewandte
Strahlungshauptseite aufweist. Ferner beinhaltet das
Halbleiterbauteil eine Abdeckschicht, die ein klarsichtiges Matrixmaterial und darin eingebettete, reflektierende
und/oder streuende Partikel umfasst. Die Abdeckschicht erstreckt sich sowohl über die Strahlungshauptseite des
Halbleiterchips als auch über einen von dem Halbleiterchip freigelassenen Umgebungsbereich der Trägeroberseite um den Halbleiterchip herum. Die Abdeckschicht weist über der
Strahlungshauptseite bevorzugt eine geringere mittlere Dicke auf als über dem Umgebungsbereich. Die in das Matrixmaterial eingebetteten Partikel weisen einen mittleren Durchmesser zwischen einschließlich 200 nm und 1 μιη auf, wobei ein mittlerer Brechungsindexunterschied zwischen dem
Matrixmaterial und einem Material der Partikel mindestens 0,3 beträgt. Ein mittlerer Gewichtsanteil der Partikel an der Abdeckschicht liegt zwischen einschließlich 1 % und 25 %. Derartige, in das Matrixmaterial eingebettete Partikel wirken streuend für in dem Halbleiterchip erzeugte Strahlung.
Dadurch, dass die Abdeckschicht über der Strahlungshauptseite insbesondere eine geringere Dicke aufweist als in dem
Umgebungsbereich, wird einerseits eine hohe
Lichtauskoppeleffizienz des Halbleiterbauteils erreicht und andererseits in ausgeschaltetem Zustand des
Halbleiterbauteils ein homogenerer Farbeindruck über die gesamte Abdeckschicht hinweg erzielt. Insbesondere sind spiegelnde, metallische Kontaktflächen um den Halbleiterchip herum, in ausgeschaltetem Zustand des Halbleiterchips, durch die Abdeckschicht kaschierbar.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils ist eine Konzentration der Partikel in dem Matrixmaterial über der Strahlungshauptseite größer als über dem Umgebungsbereich. Beispielsweise ist die Konzentration der Partikel über der Strahlungshauptseite um mindestens einen Faktor 1,5 oder 2 oder 3 oder 5 größer als über dem Umgebungsbereich. Eine durch die Partikel hervorgerufene optische Dichte der Abdeckschicht ist jedoch bevorzugt über der Strahlungshauptseite geringer als über dem
Umgebungsbereich, beispielsweise um mindestens einen Faktor 2 oder um mindestens einen Faktor 4, bezogen auf eine optische Dichte gemittelt über die gesamte Strahlungshauptseite sowie gemittelt über den gesamten Umgebungsbereich.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils beträgt eine mittlere Dämpfung der
Abdeckschicht über der Strahlungshauptseite höchstens 25 % oder höchstens 10 %, bevorzugt höchstens 5 %. Mit anderen Worten nimmt eine von dem Halbleiterchip im Betrieb emittierte Lichtleistung aufgrund der Abdeckschicht um höchstens einen der genannten Werte ab. Die Abdeckschicht verursacht also keine signifikante Helligkeitsminderung des Halbleiterbauteils .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils liegt die mittlere Dicke der Abdeckschicht über der Strahlungshauptseite zwischen einschließlich 0,5 μιη und 15 μιη, bevorzugt zwischen einschließlich 1 μιη und 10 μιη oder zwischen einschließlich 1 μιη und 5 μιη.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips liegt die mittlere Dicke der Abdeckschicht über dem Umgebungsbereich zwischen einschließlich 30 μιη und 300 μιη, insbesondere zwischen einschließlich 30 μιη und 200 μιη oder zwischen einschließlich 40 μιη und 150 μιη.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips überragt die Abdeckschicht in dem
Umgebungsbereich die Trägeroberseite des Trägers weniger weit als über der Strahlungshauptseite. Mit anderen Worten
befindet sich eine dem Träger abgewandte Begrenzungsfläche der Abdeckschicht in dem Umgebungsbereich näher an dem Träger als in dem Bereich, in dem der Halbleiterchip auf die
Trägeroberseite aufgebracht ist. Insbesondere ist eine größte Höhe, bezogen auf die Trägeroberseite, der Abdeckschicht in dem Umgebungsbereich kleiner als eine größte Höhe der
Abdeckschicht in dem vom Halbleiterchip überdeckten Bereich der Trägeroberseite.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips basieren oder bestehen die in dem
Matrixmaterial eingebetteten Partikel aus genau einem oder mindestens einem der folgenden Materialien: einem Titanoxid, einem Zirkoniumoxid, einem Aluminiumoxid.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils besteht das Matrixmaterial oder weist das Matrixmaterial eines oder mehrere der folgenden Materialien auf: ein Silikon, ein Epoxid, ein Silikon-Epoxid- Hybridmaterial , ein Polyurethan, ein Acrylat.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils weist der Umgebungsbereich, in einer lateralen Richtung parallel zur Trägeroberseite und weg von dem Halbleiterchip, eine mittlere Ausdehnung zwischen einschließlich 25 μιη und 600 μιτι, insbesondere zwischen einschließlich 100 μιη und 300 μιη auf. Der Umgebungsbereich weist beispielsweise eine rechteckige, quadratische, runde oder kreisartige äußere Umfassungslinie auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils ist die Abdeckschicht in dem
Umgebungsbereich vollständig oder stellenweise konkav gekrümmt. Beispielsweise weist, in Draufsicht auf die
Trägeroberseite gesehen, die Abdeckschicht zu einem Anteil von mindestens 80 % oder von mindestens 90 % in dem
Umgebungsbereich eine konkave Krümmung auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils ist die Abdeckschicht in dem
Umgebungsbereich vollständig oder stellenweise konvex gekrümmt oder weist eine kegelartige, im Querschnitt gesehen gerade verlaufende, der Trägeroberseite abgewandte
Begrenzungsfläche auf. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils nimmt eine Dicke der Abdeckschicht , in eine Richtung weg von dem Halbleiterchip, monoton oder streng monoton ab. Mit anderen Worten verringert sich die Dicke der Abdeckschicht in Richtung weg von dem Halbleiterbauteil.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils befindet sich zwischen der Abdeckschicht und der Strahlungshauptseite stellenweise oder vollständig ein Konversionsmittel, das bevorzugt schichtartig geformt ist. Das Konversionsmittel ist dazu eingerichtet, einen Teil der vom Halbleiterchip erzeugten Strahlung zu absorbieren und in eine Strahlung einer anderen Wellenlänge umzuwandeln.
Beispielsweise wandelt das Konversionsmittel blaues Licht in gelbes Licht um. Weiterhin ist es möglich, dass das
Konversionsmittel dazu eingerichtet, dass das
optoelektronische Halbleiterbauteil im Betrieb weißes Licht emittiert. Das Konversionsmittel kann in unmittelbarem
Kontakt zu dem Halbleiterchip und/oder der Abdeckschicht stehen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils beträgt ein mittlerer Abstand zwischen der Strahlungshauptseite des Halbleiterchips und der
Abdeckschicht höchstens 250 μιτι, insbesondere höchstens
100 μιη, bevorzugt höchstens 70 μιη oder höchstens 40 μιη. Mit anderen Worten befindet sich eine dem Halbleiterchip
zugewandte Begrenzungsfläche der Abdeckschicht, in dem
Bereich über der Strahlungshauptseite, über die gesamte
Strahlungshauptseite gemittelt näher als einer der
angegebenen Werte an einem Halbleitermaterial und/oder an strahlungsdurchlässigen, elektrischen Kontaktschichten oder StromaufWeitungsschichten des Halbleiterchips. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils ist der Umgebungsbereich, in einer lateralen Richtung weg von dem Halbleiterchip, durch einen Wall begrenzt. Begrenzt schließt nicht aus, dass sich der Umgebungsbereich teilweise in einen von dem Wall bedeckten Bereich der Trägeroberseite hinein erstreckt. Der Wall ist beispielsweise von einer bevorzugt vollständig ringsum laufenden Erhebung der Trägeroberseite oder durch ein separates, auf den Träger aufgebrachtes Material,
beispielsweise durch einen Ring eines Lötstopplackes, gebildet, der insbesondere eine kreisförmige, ovale,
rechteckige oder quadratische Öffnung aufweist, in der der Halbleiterchip angebracht ist. Der Wall weist bevorzugt eine geringere Höhe auf als der Halbleiterchip. Zum Beispiel beträgt die Höhe des Walls zwischen einschließlich 5 μιη und 250 μιη oder zwischen einschließlich 5 μιη und 50 μιη. Eine Breite des Walls überschreitet dessen Höhe beispielsweise um mindestens einen Faktor 3 oder um mindestens einen Faktor 5.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils reicht die Abdeckschicht von dem
Halbleiterchip durchgängig bis zu dem Wall. Mit anderen Worten wird die Abdeckschicht von dem Wall begrenzt. Dies schließt nicht aus, dass die Abdeckschicht Teile des Walls bedecken kann, wobei die Abdeckschicht jedoch den Wall nicht vollständig überdeckt und sich nicht auf zwei verschiedene Seiten des Walls, in Draufsicht auf die Trägeroberseite gesehen, erstreckt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils bedeckt die Abdeckschicht Flanken des Halbleiterchips vollständig oder stellenweise. Flanken sind solche Begrenzungsflächen des Halbleiterchips, die die
Strahlungshauptseite mit einer dem Träger zugewandten
Begrenzungsfläche des Halbleiterchips verbinden. Mit anderen Worten sind die Flanken laterale Begrenzungsflächen des Halbleiterchips.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterchips ist eine maximale Dicke der Abdeckschicht über der Strahlungshauptseite zumindest stellenweise durch die Partikel, die in das Matrixmaterial eingebettet sind, vorgegeben. Eine der Strahlungshauptseite abgewandte
Oberfläche der Abdeckschicht ist beispielsweise stellenweise einer Form der eingebetteten Partikel nachgebildet. Es entspricht eine Dicke der Abdeckschicht über der
Strahlungshauptseite stellenweise näherungsweise einem
Durchmesser der Partikel. Näherungsweise kann bedeuten, mit einer Toleranz von höchstens 50 % oder höchstens 25 % des Durchmessers der Partikel. Es ist hierbei möglich, dass die der Strahlungshauptseite abgewandte Oberseite der
Abdeckschicht auch durch mehrere aufeinander gestapelte
Partikel vorgegeben ist, bevorzugt mit den oben genannten Toleranzen, bezogen auf eine Summe der Durchmesser der aufeinander gestapelten Partikel. Besonders bevorzugt sind dabei im Mittel höchstens 10 oder höchstens 5 oder höchstens 2,5 oder höchstens 1,5 Partikel aufeinander gestapelt. Eine mittlere Dicke der Abdeckschicht beträgt insbesondere höchstens ein l,5faches oder 2faches oder 4faches des mittleren Durchmessers der Partikel. Die Dicke der
Abdeckschicht über der Strahlungshauptseite ist dann durch die Konzentration der Partikel in dem Matrixmaterial
vorgegeben . Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung einer
Abdeckschicht angegeben. Zum Beispiel wird mittels des
Verfahrens eine Abdeckschicht hergestellt, wie in einer oder in mehreren der oben angegebenen Ausführungsformen des
Halbleiterbauteils beschrieben. Merkmale des Verfahrens sind daher auch für das optoelektronische Halbleiterbauteil offenbart und umgekehrt.
In mindestens einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst dieses die folgenden Schritte:
- Bereitstellen eines flüssigen, klarsichtigen
Matrixmaterials mit einer Viskosität zwischen einschließlich 0,1 Pa-s und 5 Pa-s oder zwischen einschließlich 0,75 Pa-s und 4 Pa-s, insbesondere zwischen einschließlich 0,9 Pa-s und 3 Pa-s,
- Erzeugen einer Mischung durch Einmischen von
reflektierenden und/oder streuenden Partikeln in das
Matrixmaterial, wobei die Partikel einen mittleren
Durchmesser zwischen einschließlich 200 nm und 1 μιη aufweisen und ein mittlerer Brechungsindexunterschied zwischen dem
Matrixmaterial und einem Material der Partikel mindestens 0,3 beträgt, wobei ein Gewichtsanteil der Partikel an der
Mischung ferner zwischen einschließlich 1 % und 50 % liegt,
- Bereitstellen eines auf einer Trägeroberseite eines Trägers angebrachten optoelektronischen Halbleiterchips mit einer der
Trägeroberseite abgewandten Strahlungshauptseite,
- Aufbringen der flüssigen Mischung mittels eines
Dispenserprozesses insbesondere ausschließlich über der
Strahlungshauptseite, und
- Verfestigen der flüssigen Mischung zu der Abdeckschicht, wobei sich beim Aufbringen der flüssigen Mischung über der Strahlungshauptseite ein Teil der Mischung von der Strahlungshauptseite herunter in einen Umgebungsbereich neben den Halbleiterchip ergießt.
Durch ein solches Verfahren ist eine Abdeckschicht , die über der Strahlungshauptseite eine geringere Dicke aufweist als über dem Umgebungsbereich, effizient herstellbar.
Nachfolgend wird ein hier beschriebenes optoelektronisches Halbleiterbauteil sowie ein hier beschriebenes Verfahren unter Bezug 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 3 schematische Schnittdarstellungen von
Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauteilen, und
Figur 4 eine schematische Darstellung eines
Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen
Verfahrens zur Herstellung eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauteils .
In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Halbleiterbauteils 1 in einer
schematischen Schnittdarstellung illustriert. An einer
Trägeroberseite 20 eines Trägers 2 befindet sich eine
reflektierende, metallische Kontaktschicht 10 zur
elektrischen und thermischen Kontaktierung eines optoelektronischen Halbleiterchips 3. Der Halbleiterchip 3 weist eine der Trägeroberseite 20 abgewandte
Strahlungshauptseite 30 sowie Flanken 35 auf. Die Flanken 35 bilden laterale Begrenzungsflächen des Halbleiterchips 3. In Draufsicht auf die Trägeroberseite 20 gesehen weist der
Halbleiterchip 3 bevorzugt einen rechteckigen oder einen quadratischen Grundriss auf.
Eine laterale Ausdehnung des Halbleiterchips 3 ist geringer als eine laterale Ausdehnung der metallischen Kontaktschicht 10. Hierdurch ist eine Montage des Halbleiterchips 3 auf der Kontaktschicht 10 erleichtert, da der Halbleiterchip 3 mit einer vergleichsweise großen Toleranz auf die Kontaktschicht 10 aufbringbar ist. Sowohl der Halbleiterchip 3 als auch die Kontaktschicht 10 sind ringsum von einem in Draufsicht ringartig geformten Wall 7 umgeben. Zum Beispiel ist der Wall 7 aus einem Lötstopplack geformt.
Gemäß Figur 1 reicht der Wall 7 nicht bis zu der
Kontaktschicht 10 heran, so dass ein Spalt zwischen der
Kontaktschicht 10 und dem Wall 7 auftritt, in dem die
Trägeroberseite 20 in unmittelbarem Kontakt mit der
Abdeckschicht 4 stehen kann. Anders als in Figur 1 gezeichnet ist es jedoch ebenso möglich, dass der Wall 7 bis an die Kontaktschicht 10 heranreicht und beispielsweise bündig mit dieser abschließt, oder dass sich der Wall 7 teilweise oder vollständig auf der Kontaktschicht 10 befindet, so dass die Abdeckschicht 4 dann insbesondere nicht in unmittelbarem Kontakt zu der Trägeroberseite 20 steht.
Über die Strahlungshauptseite 30 des Halbleiterchips 3 als auch über einem Umgebungsbereich 5, der sich im Wesentlichen zwischen den Wall 7 und den Halbleiterchip 3 erstreckt, ist eine Abdeckschicht 4 aufgebracht. Die Abdeckschicht 4 weist über der Strahlungshauptseite 30 eine geringere mittlere Dicke auf als in dem Umgebungsbereich 5. Eine Dicke der
Abdeckschicht 4 nimmt in dem Umgebungsbereich 5, in eine Richtung weg von dem Halbleiterchip 3 hin zu dem Wall 7, ab. Über dem Halbleiterchip 3 kann die Abdeckschicht 4 eine nach außen hin abnehmende Dicke aufweisen, sodass die
Abdeckschicht 4 in einem Zentralbereich der
Strahlungshauptseite 30 eine größere mittlere Dicke aufweist als an einem Randbereich der Strahlungshauptseite 30.
Optional befindet sich an der Strahlungshauptseite 30 ein Konversionsmittel 6, das schichtartig geformt ist und die Strahlungshauptseite 30 überwiegend oder vollständig bedeckt. Über das Konversionsmittel 6 wird ein vom Halbleiterchip 3 erzeugter Strahlungsanteil in eine Strahlung einer anderen Wellenlänge umgewandelt, sodass das Halbleiterbauteil 1 im Betrieb zum Beispiel weißes Licht emittiert. Weiterhin optional umfasst das Halbleiterbauteil 1, wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen möglich, einen Vergusskörper 9, der bevorzugt unmittelbar auf die Abdeckschicht 4 aufgebracht ist. Der Vergusskörper 9 kann linsenartig gestaltet sein.
An der Strahlungshauptseite 30 kann ein Anschlussbereich für einen Bonddraht, in Figur 1 nicht dargestellt, ausgebildet sein. In diesem Fall erstreckt sich die Abdeckschicht 4 sowie das optional vorhandene Konversionsmittel 6 bevorzugt nicht vollständig über die Strahlungshauptseite 30, sondern zum Beispiel nur auf solche Bereiche, die von einem Päd für einen Bonddraht unbedeckt sind.
In ausgeschaltetem Zustand des Halbleiterbauteils 1
reflektieren insbesondere die lateral den Halbleiterchip 3 überragenden Bereiche der Kontaktschicht 10 von außen
auffallendes Licht vergleichsweise stark. Speziell hierdurch ist ein hoher Kontrast für einen Betrachter des
Halbleiterbauteils 1 zwischen dem Halbleiterchip 3 und insbesondere der Kontaktschicht 10 gegeben, wie auch durch voneinander verschiedene Farben der Strahlungshauptseite 30, dem Spalt zwischen der Kontaktschicht 10 und dem Wall 7 und/oder dem Verbindungsmittel 11. Dieser oft störende
Kontrast ist durch die Abdeckschicht 4 verringerbar oder beseitigbar. Mit anderen Worten wird durch die Abdeckschicht 4 das äußere Erscheinungsbild des Halbleiterbauteils 1 in ausgeschaltetem Zustand mindestens über den Bereich hinweg, in dem die Abdeckschicht 4 aufgebracht ist, homogenisiert. Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Halbleiterbauteils 1 ist in Figur 2 illustriert. Der Halbleiterchip 3 ist über ein Verbindungsmittel 11, beispielsweise einen elektrisch
leitfähigen Kleber, an dem Träger 2 befestigt. Ein Teil der Flanken 35 des Halbleiterchips 3 ist von dem
Verbindungsmittel 11 bedeckt. Die verbleibenden Teile der Flanken 35 sind von der Abdeckschicht 4 insbesondere
unmittelbar bedeckt. Weiterhin steht die Abdeckschicht 4 in unmittelbarem Kontakt zu einem Teil einer dem Träger 2 abgewandten Oberseite des Walls 7. In dem Umgebungsbereich 5 ist die Abdeckschicht 4 konkav gekrümmt. Eine mittlere Dicke T2 der Abdeckschicht 4 in dem Umgebungsbereich 5 beträgt zirka 70 μιη. Die Dicke T2 ist hierbei über den gesamten
Umgebungsbereich 5 gemittelt. Eine mittlere Dicke Tl der Abdeckschicht 4, die ebenfalls einen wellenartigen oder sinusartigen Verlauf aufzeigen kann, liegt bevorzugt zwischen einschließlich 1 μιη und 20 μιη oder zwischen einschließlich 1 μιη und 8 μιη. Eine Dicke des Walls 7 liegt bevorzugt zwischen der Höhe H des Halbleiterchips 3 und einer Dicke der
Verbindungsmittelschicht 11.
Das Konversionsmittel 6, das als Schicht auf die
Strahlungshauptseite 30 aufgebracht ist, weist eine
wellenartig oder sinusartig verlaufende, der
Strahlungshauptseite 30 abgewandte Oberseite auf. Anders als dargestellt, kann das Konversionsmittel 6 auch eine plane, der Strahlungshauptseite 30 abgewandte Oberseite aufweisen. Eine mittlere Dicke des Konversionsmittels 6, die auch einem mittleren Abstand der Strahlungshauptseite 30 von der
Abdeckschicht 4 über der Strahlungshauptseite 30 entspricht, liegt zum Beispiel zwischen einschließlich 5 μιη und 50 μιτι, etwa bei zirka 15 μιη. Es ist möglich, dass die Schicht des Konversionsmittels 6 nicht ganz bis an die Flanken 35
heranreicht, sodass die Strahlungshauptseite 30 in einem Randbereich von dem Konversionsmittel 6 unbedeckt sein kann. Eine Höhe H des Halbleiterchips 3 beträgt bevorzugt zwischen einschließlich 3 μιη und 400 μιτι, insbesondere zwischen
einschließlich 50 μιη und 200 μιη. Der Halbleiterchip 3 ist dazu eingerichtet, im Betrieb eine blaue oder eine rote
Strahlung zu erzeugen.
In Figur 3 ist die Abdeckschicht 4 detaillierter dargestellt. Es weist die Abdeckschicht 4 ein transparentes Matrixmaterial 40 auf, insbesondere ein Silikon. In das Matrixmaterial 40 sind Partikel 45 eingebettet. Beispielsweise bestehen die Partikel 45 aus Titandioxid und weisen einen mittleren
Durchmesser, insbesondere einen Durchmesser D5 o in Qo ,
zwischen einschließlich 300 nm und 500 nm auf. Wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen können die Partikel 45 optisch inaktiv und/oder farbneutral und/oder unbunt sein. Mit anderen Worten erfolgt dann durch die Partikel 45 dann keine oder im Wesentlichen keine Änderung einer spektralen Zusammensetzung der die Abdeckschicht 4 durchlaufende, im Betrieb im Halbleiterchip erzeugten Strahlung. Es wirkt dann die Abdeckschicht 4 zum Beispiel nicht als Filtermittel und nicht als Konversionsmittel, sondern lediglich zur Streuung der die Abdeckschicht 4 durchlaufenden Strahlung. Es ist also möglich, dass die Abdeckschicht 4 keinen oder im Wesentlichen keinen Einfluss auf die vom Halbleiterchip 3 im Betrieb des Halbleiterbauteils 1 emittierte Strahlung ausübt. Außerhalb des Betriebs des Halbleiterbauteils 1 prägt die Abdeckschicht 4 jedoch ein Erscheinungsbild des Halbleiterbauteils 1.
Eine der Strahlungshauptseite 30 abgewandte Oberseite der Abdeckschicht 4 ist zumindest stellenweise durch einzelne der Partikel 45 vorgegeben und bildet eine Form der Partikel 45 nach. Es können auch Partikel 45 übereinander gestapelt auftreten. In lateraler Richtung, parallel zur
Strahlungshauptseite 30, ist die Abdeckschicht 4 bevorzugt eine durchgehende, ununterbrochene Schicht. Mit anderen
Worten liegt die der Strahlungshauptseite 30 abgewandte
Oberseite der Konversionsschicht 6 nicht frei. Die dem
Halbleiterchip 3 abgewandte Seite der Abdeckschicht 4 kann aufgrund der Partikel 45 mit einer Rauheit versehen sein, wobei aufgrund des Matrixmaterials 40 keine oder im
Wesentlichen keine scharfen Kanten an dieser Seite auftreten.
In Figur 4 ist ein Herstellungsverfahren für das
Halbleiterbauteil 1 illustriert. Gemäß Figur 4A wird der Halbleiterchip 3, auf dessen Strahlungshauptseite 30 optional das Konversionsmittel 6 aufgebracht ist, über das
Verbindungsmittel 11 an der Kontaktschicht 10 an dem Träger 2 befestigt . Gemäß Figur 4B wird insbesondere ausschließlich auf die die Strahlungshauptseite 30 bedeckende Schicht des
Konversionsmittels 6 eine Mischung 4' aufgebracht. Die
Mischung 4' ist flüssig und weist das Matrixmaterial 40 sowie die darin eingemischten Partikel 45 auf. Eine Viskosität der Mischung 4 ' liegt bevorzugt zwischen einschließlich 1 Pa-s und 2 Pa-s. Das Aufbringen der Mischung 4' erfolgt zum
Beispiel mit Hilfe einer Düse 12 insbesondere ausschließlich über der Strahlungshauptseite 30. Beispielsweise handelt es sich bei dem Dispenserprozess , mit dem die Mischung 4' aufgebracht wird, um ein so genanntes Jetten. Insbesondere steht die Düse 12 nicht in Kontakt zu dem Konversionsmittel 6 oder dem Halbleiterchip 3. Es wird die Mischung 4' also, bezüglich der Düse 12, berührungslos aufgetragen. Weiterhin besteht beim Aufbringen mittels Jetten bevorzugt keine durchgängige Verbindung zwischen der Düse 12 und dem
Halbleiterchip 3 durch die Mischung 4', anders als in Figur 4B dargestellt. Durch das Aufbringen der Mischung 4' in flüssigem Zustand läuft ein Teil der Mischung 4 ' von dem Konversionsmittel 6 und der Strahlungshauptseite 30 herab in den Umgebungsbereich 5 neben dem Halbleiterchip 3 und wird anschließend
beispielsweise thermisch oder fotochemisch ausgehärtet, sodass sich die Abdeckschicht 4 ausbildet. Beim
Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4C weist die Abdeckschicht 4 über dem Konversionsmittel 6 eine über die gesamte
Strahlungshauptseite 30 hinweg gleichbleibende Dicke auf, von einer eventuell vorhandenen Rauheit aufgrund der Partikel 45 abgesehen. Wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen ist die Kontaktschicht 10 von dem Halbleiterchip 3 und der Abdeckschicht 4, in Draufsicht auf die Trägeroberseite 20 gesehen, vollständig überdeckt. 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 021 011.0, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Claims

Patentansprüche
1. 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, und
- einer Abdeckschicht (4) mit einem klarsichtigen
Matrixmaterial (40) und darin eingebetteten
reflektierenden und/oder streuenden Partikeln (45), wobei
- sich die Abdeckschicht (4) über die
Strahlungshauptseite (30) als auch über einen von dem Halbleiterchip (3) freigelassenen Umgebungsbereich (5) der Trägeroberseite (20) um den Halbleiterchip (3) herum erstreckt,
- die Partikel (45) einen mittleren Durchmesser
zwischen einschließlich 200 nm und 1 ym aufweisen, - ein mittlerer Brechungsindexunterschied zwischen dem
Matrixmaterial (40) und einem Material der Partikel (45) mindestens 0,3 beträgt, und
- ein mittlerer Gewichtsanteil der Partikel (45) an der Abdeckschicht (4) zwischen einschließlich 1 % und 50 % liegt.
2. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach dem
vorhergehenden Anspruch,
bei dem eine Konzentration der Partikel (45) über der Strahlungshauptseite (30) größer ist als über dem
Umgebungsbereich (5), und/oder
die Abdeckschicht (4) über der Strahlungshauptseite (30) eine geringere mittlere Dicke (T) aufweist als über dem Umgebungsbereich (5) .
3. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem die mittlere Dicke (Tl) der Abdeckschicht (4) über der Strahlungshauptseite (30) zwischen
einschließlich 0,5 ym und 15 ym beträgt.
4. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem die mittlere Dicke (T2) der Abdeckschicht (4) über dem Umgebungsbereich (5) zwischen einschließlich 30 ym und 300 ym beträgt,
wobei die Abdeckschicht (4) in dem Umgebungsbereich (5) die Trägeroberseite (20) weniger weit überragt als über der Strahlungshauptseite (30).
5. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem die Partikel (45) eines der folgenden
Materialien umfassen oder aus einem der folgenden
Materialien bestehen: einem Titanoxid, einem
Zirkoniumoxid, einem Aluminiumoxid.
6. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem das Matrixmaterial (40) ein Silikon, ein
Epoxid, ein Silikon-Epoxid-Hybridmaterial , ein
Polyurethan oder ein Acrylat umfasst oder hieraus besteht .
7. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Umgebungsbereich (5) , in dem die
Abdeckschicht (4) die Trägeroberseite (20) neben dem Halbleiterchip (3) überdeckt, eine mittlere laterale Ausdehnung (B) zwischen einschließlich 25 ym und 600 ym aufweist.
8. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem die Abdeckschicht (4) in dem Umgebungsbereich (4) mindestens stellenweise konkav gekrümmt ist.
9. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem sich zwischen der Abdeckschicht (4) und der Strahlungshauptseite (30) ein
Wellenlängenkonversionsmittel (6) befindet.
10. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem ein mittlerer Abstand (D) zwischen der
Strahlungshauptseite (30) und der Abdeckschicht (4) höchstens 250 ym beträgt.
11. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem der Umgebungsbereich (5) von einem Wall (7) begrenzt ist,
wobei die Abdeckschicht (4) von dem Halbleiterchip (3) durchgängig bis zu dem Wall (7) reicht und Flanken (35) des Halbleiterchips (3) mindestens stellenweise
bedeckt .
12. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der eine maximale Dicke (Tmax) der Abdeckschicht (4) über der Strahlungshauptseite (30) stellenweise durch die Partikel (45) vorgegeben ist.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem
- das Matrixmaterial (40) ein Silikon ist,
- die Partikel (45) aus Titandioxid bestehen und einen mittleren Durchmesser zwischen einschließlich 300 nm und 500 nm aufweisen,
- die mittlere Dicke (T) der Abdeckschicht (4) über der Strahlungshauptseite (30) zwischen einschließlich 1 ym und 20 ym liegt,
- die Abdeckschicht (4) in unmittelbarem Kontakt zu einer auf der Strahlungshauptseite (30) aufgebrachten Schicht des Konversionsmittels (6) steht, und
- der Halbleiterchip (3) im Betrieb des
Halbleiterbauteils (1) zur Erzeugung von blauem Licht vorgesehen ist und eine Dicke (H) zwischen
einschließlich 3 ym und 400 ym aufweist.
Verfahren zur Herstellung einer Abdeckschicht (4) mit den Schritten:
- Bereitstellen eines flüssigen, klarsichtigen
Matrixmaterials (40) mit einer Viskosität zwischen einschließlich 0,1 Pa-s und 5 Pa-s,
- Erzeugen einer Mischung durch Einmischen von
reflektierenden Partikeln (45) in das Matrixmaterial (40), wobei die Partikel (45) einen mittleren
Durchmesser zwischen einschließlich 200 nm und 1 ym aufweisen, ein mittlerer Brechungsindexunterschied zwischen dem Matrixmaterial (40) und einem Material der Partikel (45) mindestens 0,3 beträgt und ein
Gewichtsanteil der Partikel (45) zwischen
einschließlich 1 % und 50 % liegt,
- Bereitstellen eines auf einer Trägeroberseite (20) eines Trägers (2) angebrachten optoelektronischen
Halbleiterchips (3) mit einer der Trägeroberseite abgewandten Strahlungshauptseite (30),
- Aufbringen der flüssigen Mischung mittels eines Dispenserprozesses über der Strahlungshauptseite (30), und
- Verfestigen der flüssigen Mischung zu der
Abdeckschicht (4),
wobei sich beim Aufbringen der flüssigen Mischung über der Strahlungshauptseite (30) ein Teil der Mischung von der Strahlungshauptseite (30) herunter in einen
Umgebungsbereich (5) neben den Halbleiterchip (3) ergießt .
PCT/EP2011/055357 2010-05-21 2011-04-06 Optoelektronisches halbleiterbauteil und verfahren zur herstellung einer abdeckschicht WO2011144385A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201010021011 DE102010021011A1 (de) 2010-05-21 2010-05-21 Optoelektronisches Halbleiterbauteil und Verfahren zur Herstellung einer Abdeckschicht
DE102010021011.0 2010-05-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011144385A1 true WO2011144385A1 (de) 2011-11-24

Family

ID=44262817

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2011/055357 WO2011144385A1 (de) 2010-05-21 2011-04-06 Optoelektronisches halbleiterbauteil und verfahren zur herstellung einer abdeckschicht

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE102010021011A1 (de)
TW (1) TW201203614A (de)
WO (1) WO2011144385A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2696377A1 (de) * 2012-08-09 2014-02-12 Nichia Corporation Lichtemittierende Vorrichtung
US10043952B2 (en) 2012-03-30 2018-08-07 Lumileds Llc Light emitting device with wavelength converting side coat
WO2019025451A1 (de) * 2017-08-01 2019-02-07 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelements

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010029368A1 (de) 2010-05-27 2011-12-01 Osram Opto Semiconductors Gmbh Elektronische Anordnung und Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Anordnung
WO2013180365A1 (en) * 2012-05-31 2013-12-05 Lg Innotek Co., Ltd. Member for cotrolling luminous flux, method for fabricating the member, display device, and light emitting device
US9159890B2 (en) 2013-02-15 2015-10-13 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic semiconductor component
DE102013210103A1 (de) * 2013-05-29 2014-12-18 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement
US10797209B2 (en) 2016-02-05 2020-10-06 Maven Optronics Co., Ltd. Light emitting device with beam shaping structure and manufacturing method of the same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030214233A1 (en) * 2002-04-30 2003-11-20 Toyoda Gosei Co., Ltd. Light emitting diode
DE10261908A1 (de) * 2002-12-27 2004-07-08 Osa Opto Light Gmbh Verfahren zur Herstellung eines konversionslichtemittierenden Elementes auf der Basis von Halbleiterlichtquellen und ein danach hergestelltes Element
WO2007085977A1 (en) * 2006-01-24 2007-08-02 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Light-emitting device
WO2008043519A1 (en) * 2006-10-10 2008-04-17 Lexedis Lighting Gmbh Phosphor-converted light emitting diode
US20090057699A1 (en) 2007-09-04 2009-03-05 Philips Lumileds Lighting Company, Llc LED with Particles in Encapsulant for Increased Light Extraction and Non-Yellow Off-State Color

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10245930A1 (de) * 2002-09-30 2004-04-08 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement und Bauelement-Modul
US7687823B2 (en) * 2006-12-26 2010-03-30 Nichia Corporation Light-emitting apparatus and method of producing the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030214233A1 (en) * 2002-04-30 2003-11-20 Toyoda Gosei Co., Ltd. Light emitting diode
DE10261908A1 (de) * 2002-12-27 2004-07-08 Osa Opto Light Gmbh Verfahren zur Herstellung eines konversionslichtemittierenden Elementes auf der Basis von Halbleiterlichtquellen und ein danach hergestelltes Element
WO2007085977A1 (en) * 2006-01-24 2007-08-02 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Light-emitting device
WO2008043519A1 (en) * 2006-10-10 2008-04-17 Lexedis Lighting Gmbh Phosphor-converted light emitting diode
US20090057699A1 (en) 2007-09-04 2009-03-05 Philips Lumileds Lighting Company, Llc LED with Particles in Encapsulant for Increased Light Extraction and Non-Yellow Off-State Color

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10043952B2 (en) 2012-03-30 2018-08-07 Lumileds Llc Light emitting device with wavelength converting side coat
US10224466B2 (en) 2012-03-30 2019-03-05 Lumileds Llc Light emitting device with wavelength converting side coat
US9709223B2 (en) 2012-08-09 2017-07-18 Nichia Corporation Light emitting device
EP2696377A1 (de) * 2012-08-09 2014-02-12 Nichia Corporation Lichtemittierende Vorrichtung
AU2017225120B2 (en) * 2012-08-09 2018-06-28 Nichia Corporation Light emitting device
KR20140020789A (ko) * 2012-08-09 2014-02-19 니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤 발광 장치
US10109777B2 (en) 2012-08-09 2018-10-23 Nichia Corporation Light emitting device
CN108878623A (zh) * 2012-08-09 2018-11-23 日亚化学工业株式会社 发光装置
CN103579466A (zh) * 2012-08-09 2014-02-12 日亚化学工业株式会社 发光装置
KR102135763B1 (ko) * 2012-08-09 2020-07-20 니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤 발광 장치
KR20200089250A (ko) * 2012-08-09 2020-07-24 니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤 발광 장치
KR102218518B1 (ko) * 2012-08-09 2021-02-22 니치아 카가쿠 고교 가부시키가이샤 발광 장치
WO2019025451A1 (de) * 2017-08-01 2019-02-07 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelements
CN111542931A (zh) * 2017-08-01 2020-08-14 欧司朗Oled股份有限公司 用于制造光电子部件的方法
US11211524B2 (en) 2017-08-01 2021-12-28 Osram Oled Gmbh Method of producing an optoelectronic component

Also Published As

Publication number Publication date
DE102010021011A1 (de) 2011-11-24
TW201203614A (en) 2012-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2011144385A1 (de) Optoelektronisches halbleiterbauteil und verfahren zur herstellung einer abdeckschicht
DE102012102114B4 (de) Strahlungsemittierendes Halbleiterbauteil, Beleuchtungsvorrichtung und Anzeigevorrichtung
EP2215657B1 (de) Anordnung mit mindestens zwei lichtemittierenden halbleiterbauelementen und herstellungsverfahren dafür
DE102012212963B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils
DE102009005907A1 (de) Optoelektronisches Halbleiterbauteil
EP2193552A1 (de) Optoelektronisches bauelement
DE102013110114A1 (de) Optoelektronisches Halbleiterbauteil und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils
WO2012110147A1 (de) Verfahren zur herstellung zumindest eines optoelektronischen halbleiterbauelements
WO2016087542A1 (de) Optoelektronisches halbleiterbauteil und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterbauteils
WO2019145422A1 (de) Optoelektronischer halbleiterchip, optoelektronisches bauelement und dessen verfahren zur herstellung
DE102011079403A1 (de) Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements
WO2016124632A1 (de) Konversionselement, optoelektronisches bauelement und entsprechendes herstellungsverfahren
DE102013212247B4 (de) Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102009018088A1 (de) Modul zur Homogenisierung von Licht, das von einer Festkörper-Lichtquelle (z.B. einer LED) emittiert wird
WO2013110540A1 (de) Leuchte und verfahren zur herstellung einer leuchte
DE102009058006A1 (de) Optoelektronisches Halbleiterbauteil
EP2845233A1 (de) Led-modul
WO2020094442A1 (de) Optoelektronisches halbleiterbauelement und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterbauelements
DE112015004123B4 (de) Optoelektronisches Bauteil und Verfahren zur Herstellung des optoelektronischen Bauteils
DE102004052456A1 (de) Strahlungsemittierendes Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
EP2198464B1 (de) Strahlungsemittierendes bauelement
WO2015067612A1 (de) Optoelektronisches bauelement, optoelektronische anordnung, verfahren zum herstellen eines optischen elements und verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelements
DE102012203180A1 (de) Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements
WO2021043901A1 (de) Optoelektronisches bauelement und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauelements
WO2019121020A1 (de) Verfahren zur herstellung eines konversionselements und konversionselement

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11713755

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11713755

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1