WO2013092387A1 - Verfahren zur herstellung von optoelektronischen halbleiterbauteilen, leiterrahmenverbund und optoelektronisches halbleiterbauteil - Google Patents

Verfahren zur herstellung von optoelektronischen halbleiterbauteilen, leiterrahmenverbund und optoelektronisches halbleiterbauteil Download PDF

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composite
lead
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Michael Zitzlsperger
Jürgen Holz
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Osram Opto Semiconductors GmbH
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Definitions

  • An object to be solved is to specify a method for producing optoelectronic semiconductor components, wherein a high yield can be achieved with the method.
  • this includes the step of providing one
  • the lead frame assembly includes a plurality of lead frames. Preferably, each of the lead frames
  • Leadframe of the ladder frame assembly for one of
  • the leadframe composite is a one-piece workpiece. All
  • Leadframe composite then hang together in one piece.
  • the individual lead frames and other components of the lead frame composite are formed by punching or cutting from a metallic sheet.
  • each of the leadframes has at least two or exactly two or at least three or exactly three leadframe parts.
  • the optoelectronic semiconductor device for which the
  • the lead frames and / or the lead frame parts are at least partially over
  • Connecting webs of the lead frame composite electrically and at least temporarily mechanically interconnected are preferably formed of the same material as the lead frames and the lead frame parts.
  • connecting webs are made in one piece with the lead frame and lead frame parts from the same metal sheet.
  • the connecting bridges have finished in the
  • the method includes the step of attaching additional electrical
  • Liaison means are for example
  • the connecting means are different from the ladder frame assembly and not manufactured in one piece therewith.
  • the connecting means are preferably adapted to span connecting webs, wherein the connecting means of the to be spanned
  • Connecting webs are electrically isolated.
  • the connecting means are not formed of the same material as the lead frame composite.
  • this includes the step of creating a
  • the potting body via an injection molding, transfer molding, casting or a
  • the potting body is produced by means of so-called transfer molding. It is also possible to create the potting body, for example by means of injection molding, liquid transfer molding or compression molding.
  • Lead frame parts then mechanically over the housing body, in particular exclusively via the housing body,
  • Method is the step of removing and / or interrupting at least a part of the connecting webs.
  • the removal and / or interruption of the connecting webs is preferably carried out by a removal of material of the lead frame composite.
  • the interruption is done by punching, bending, breaking, tearing, etching, sawing, grinding and / or by radiation laser ablation or laser cutting. It is possible that all connecting bridges are interrupted or
  • Semiconductor devices remain mechanically coherent, but may be located between semiconductor components predetermined breaking points. About predetermined breaking points are semiconductor devices
  • the method is used for the production of optoelectronic semiconductor components such as light-emitting diodes, laser diodes, photodiodes or
  • lead frame composite with a plurality of lead frames, wherein the lead frames are each provided for one of the semiconductor devices and at least two
  • the manufactured optoelectronic semiconductor component is a QFN component, wherein QFN stands for Quad Fiat No Leads.
  • QFN stands for Quad Fiat No Leads.
  • Such components are surface mountable.
  • Optoelectronic semiconductor chips such as light-emitting diode chips mounted on the individual lead frame and electrically
  • connection means are interconnected, separate connection means are used and the connecting webs are subsequently at least partially interrupted or removed, adjacent lead frames for the individual semiconductor components are electrically isolated from each other and thus,
  • a matrix circuit can be generated in the form of individual rows and columns.
  • thermography in particular for controlling the step of attaching the LED chips, without individual needle contact
  • the step of creating the potting body takes place after the
  • Step of attaching the electrical connection means In particular, the electrical connection means are embedded in a material of the potting body. After the step of creating the potting body then the electrical connection means are preferably no longer freely accessible.
  • the step of removing and / or breaking at least a part of the connecting webs takes place after the creation of the
  • Connecting webs are interrupted only after the Lead frame composite is mechanically stabilized by the potting body.
  • connection means are partially or completely removed when singulated to the semiconductor components. If the separation is done by a saw, at least a part of the connection means are partially or completely removed.
  • Sawing compound or the connecting means are completely in a sawing track and be
  • the method includes the step of attaching protection diodes to electrostatic discharge damage, ESD protection diodes for short. This step is preferred before creating the
  • the protective diodes are preferably covered by the potting body during the creation of the potting body and / or in a material of the potting body
  • the protective diodes are no longer freely accessible after the creation of the potting body.
  • the method comprises the step of applying optoelectronic
  • Semiconductor chips such as light-emitting diode chips each on one of
  • Lead frame parts or each on more of the lead frame parts of one of the lead frame are connected to Lead frame parts or each on more of the lead frame parts of one of the lead frame.
  • the lead frame parts or each on more of the lead frame parts of one of the lead frame.
  • the semiconductor chips may be so-called flip-chips.
  • An electrical connection between the two Ladder frame parts are then preferably via the semiconductor chip itself.
  • the step of attaching the semiconductor chips takes place after
  • the semiconductor chips are mounted in preferably frusto-conical or truncated pyramid-shaped recesses of the potting body.
  • the ladder frame parts within a leadframe are no longer in direct electrical contact with each other. This may mean that there is no one-piece, electrically conductive material connection between the individual lead frame parts.
  • the ladder frame parts are within the same
  • Lead frame each electrically connected only indirectly via electrical components such as the optoelectronic semiconductor chips.
  • electrical components such as the optoelectronic semiconductor chips.
  • first of the leadframe parts are electrically connected to columns and second of the leadframe parts are electrically connected to rows.
  • the optoelectronic semiconductor chips are each mounted on the first lead frame parts.
  • the protective diodes may be mounted on the second lead frame parts.
  • each of the leadframes is exactly one of the columns and exactly one of the rows is uniquely assigned. Adjacent lines are preferred from each other electrically isolated, as well as adjacent columns. By contacting one of the rows and one of the columns, a semiconductor chip is then electrically operable at a crossing point between that row and this column.
  • first of the connecting webs are located between two adjacent first ladder frame parts and along the gaps. If the semiconductor chips are not flip-chips, then the semiconductor chips are on the first lead frame parts
  • the first connecting webs preferably run parallel to a connecting line between the
  • the first connecting webs are separated during singulation
  • the first connecting webs are at
  • the first connecting webs are arranged along the columns over the
  • Connecting means alternately follow one another and
  • this has the step of testing the not yet isolated
  • LED chips checked are the LED chips or the protective diodes preferably row by row and column by column individually and independently
  • the testing can be a
  • each of the columns and rows is preferably located both at a beginning and at an end
  • those of the connecting webs which come from the step of removing or interrupting a part of the
  • At least the connecting webs which are affected by the removal or interruption, have a smaller average thickness than the leadframe parts.
  • the average thickness of these connecting webs is between
  • the leadframe composite is etched from two main sides.
  • the main sides are formed in particular by the underside and by an underside opposite the top. The etching is preferably carried out before the step of attaching the connecting means and before the step of creating the potting body and before the step of removing or
  • Breaking the connecting webs By a possible further etching from the underside at least a portion of the connecting webs can be removed or interrupted.
  • the etching is carried out from the bottom after the creation of the
  • the etching is carried out by the
  • a ladder frame composite is specified.
  • the leadframe composite is used in a process as in connection with at least one of the above
  • Leadframe composite are therefore also disclosed for the process and vice versa.
  • Leadframe composite on a variety of individual lead frame.
  • the lead frame composite is integrally molded and the lead frames are arranged in a matrix-like manner in the lead frame composite.
  • Each of the ladder frames is for one Semiconductor component provided.
  • the lead frames each comprise at least a first lead frame part and at least a second lead frame part. At least the first
  • Leadframe parts are intended to be mounted on an optoelectronic semiconductor chip such as a light-emitting diode chip.
  • Lead frame parts are at least partially electrical
  • first connecting webs are first connecting webs.
  • the first connecting webs are preferably each arranged parallel to a connecting line between the first and second leadframe parts of the leadframe.
  • the connecting webs are not ladder frame parts.
  • an optoelectronic semiconductor device is provided, which is produced by a method as described in connection with one or more of the above-mentioned embodiments, from a specified lead frame composite.
  • Leadframe composite are also disclosed for the semiconductor device and vice versa.
  • the semiconductor device includes one or more optoelectronic semiconductor chips such as light-emitting diode chips.
  • the semiconductor chip is mechanically fastened at least on the first lead frame part.
  • a housing body connects the
  • Lead frame parts mechanically together and has a
  • the semiconductor component comprises at least one electrical connection means in the form of a bonding wire.
  • the electric Connecting means is at most in indirect electrical contact with the semiconductor chip.
  • the semiconductor chip and the connection means are not in direct contact with each other and do not touch.
  • this has a mounting side, which is used for mounting the
  • the ladder frame parts are only accessible on the mounting side for assembly.
  • the semiconductor devices protrude only at the
  • connection means is connected to one or more,
  • Housing body freely accessible.
  • at least one side surface of a material of the bonding agent is exposed and is not covered by a material of the housing body.
  • the exposed connecting means is surrounded all around by a material of the housing body.
  • the connection means is not on an edge but within the side surface.
  • FIGS 1 to 5 and 7 to 9 are schematic representations of
  • Figure 6 is a schematic representation of a
  • Figure 10 is a schematic representation of the
  • FIGS. 1 to 5 illustrate a production method for an optoelectronic semiconductor component 1.
  • FIG. 1 shows a first method step according to which a leadframe composite 2 having a plurality of leadframes 3 is provided, see the perspective plan view in FIG. 1A, the perspective bottom view in FIG. 1B and the enlarged section from FIG. 1A according to FIG.
  • the individual lead frames 3 each have a first
  • Lead frame part 38 and a second lead frame part 34 are provided so that an optoelectronic semiconductor chip, such as a light-emitting diode chip, is mechanically fastened thereon and electrically
  • the lead frame composite 2 further comprises connecting webs 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f.
  • the connecting webs are, like the lead frame parts 34, 38, in one piece and from the same
  • the connecting webs 6 are different from the ladder frame parts 34, 38. I'm done
  • the individual lead frames 3 are in the lead frame composite 2 along rows R and along perpendicular thereto aligned columns C matrix-like and regular
  • Lead frame 3 via two connecting webs 6b connected to each other.
  • Lead frame 3 are along the rows R over the
  • the ladder frame assembly 2 has connecting webs 6d which connect the ladder frame parts 34, 38 of adjacent ladder frames 3 in a diagonal direction. Between the first lead frame parts 38 of adjacent lead frames 3 are the connecting webs 6a, which extend along the gaps C.
  • Connecting means 4 between adjacent lead frame 3 and connecting webs 6 a are attached.
  • the connecting means 4 are formed by bonding wires.
  • the connecting means 4 are formed by bonding wires.
  • the connecting webs and the lead frame parts 34, 38 have different average thicknesses from each other.
  • the connecting webs may have a smaller average thickness than the
  • Lead frame parts 34, 38 For example, run on an upper surface 25 of the lead frame 2, the connecting webs 6a, 6e, 6f flush with the lead frame parts 34, 38, see
  • Lead frame parts 6b, 6c, 6d are flush with a
  • the lead frame composite 2 is for example from a
  • the lead frame composite 2 Copper sheet or a sheet formed from a copper alloy.
  • the lead frame composite 2 is a copper sheet formed from a copper alloy.
  • the lead frame composite 2 may be coated on the upper side 25 and / or on the underside 20 partially or completely with nickel, palladium, gold and / or silver, even in multiple layers.
  • a thickness of the lead frame composite 2, perpendicular to the top 25, is preferably between 150 ⁇ and 400 ⁇ , in particular at about 200 ⁇ .
  • the average thickness of the connecting webs is preferably between
  • Lead frame parts 34, 38 A middle period length and / or middle lateral
  • the connecting means 4 may be gold bonding wires with a mean diameter in the range of several tens of microns.
  • FIGS. 2A to 2C illustrate a further method step according to which a potting body 50 for housing body 5 of the individual semiconductor components 1 is attached.
  • the potting body 50 is generated in particular via a transfer molding.
  • the potting body 50 rises above the upper side 25 and terminates flush with the lower side 20.
  • about the potting body 50 are the individual
  • Lead frame parts 34, 38 mechanically interconnected, see Figure 2A.
  • FIG. 2B in a perspective view, one of the housing body 5 and a light-emitting diode chip 8 with an electrical
  • FIG. 3 shows a further method step, the removal and interruption of at least part of the connecting webs, in a perspective top view in FIG. 3A, in a perspective bottom view in FIG. 3B and in a detailed detail from FIG. 3A in FIG. 3C.
  • the LED chips 8 are attached to the tops 25 of the first lead frame parts 38.
  • the light-emitting diode chips 8 are electrically connected via bonding wires 9 to the second lead frame parts 34. Since the rows R and the columns C are independently electrically controllable, the individual
  • the resulting semiconductor devices 1 are in one
  • Lead frame parts 34, 38 are each of a round
  • the semiconductor device 1 is surface mountable.
  • the light-emitting diode chip 8 is preferably located centrally in the recess 58. Differently than shown, side walls of the recess 58 may be covered with a reflective material and / or with a material of the lead frame parts 34, 38.
  • the connecting means 4 is exposed and is surrounded all around by a material of the housing body 5, in plan view of the
  • the connecting means 4 is
  • Semiconductor devices 1 via the connecting means 4 no more electrical or mechanical function.
  • notches are visible, which extend to the side surface 54. These notches are cavities that were filled before removal from the connecting webs 6b, 6c, 6d.
  • FIG. 7A Another embodiment of the method is shown in Figure 7 in schematic sectional views along one of the columns C.
  • the leadframe composite 2 is provided.
  • the lead frame composite is partially etched from the top side 25 ago ago, so that in particular the
  • Lead frame parts 34, 38 to be separated from each other within a lead frame 3.
  • the potting body 50 is created. About the potting body 50, the lead frame parts 34, 38 and adjacent lead frame 3 mechanically interconnected. Other than shown in FIG. 7B, it is possible that a thickness of the potting body 50 between the lead frame parts 34, 38 within a lead frame 3 of the thickness of the
  • Lead frame parts 34, 38 corresponds.
  • FIG. 7C it is shown that the leadframe composite 2 is etched from the lower side 20. This will be
  • Casting body 50 protrude at the bottom 20. In other words, then the lead frame parts 34, 38th
  • FIG. 7D shows the attachment of the light-emitting diode chips 8 and the contacting of the light-emitting diode chips 8 via the bonding wires 9.
  • a wavelength conversion element 82 is mounted on the light-emitting diode chip 8 in each case. Via the wavelength conversion element 82, a radiation generated by the light-emitting diode chips 8 is partially or
  • the recess 58 is optionally filled with a filling 85 partially or completely.
  • a filling 85 optical properties of the semiconductor device 1 can be adjustable.
  • the filling comprises 85 scattering particles.
  • the filling 85 may also be shaped like a lens, for example in the form of a condenser lens, a Fresnel lens or in the form of microlenses. Likewise, the filling 85 may also be shaped like a lens, for example in the form of a condenser lens, a Fresnel lens or in the form of microlenses. Likewise, the filling 85 may also be shaped like a lens, for example in the form of a condenser lens, a Fresnel lens or in the form of microlenses. Likewise, the
  • Fill 85 have a roughening for light extraction.
  • Such wavelength conversion elements 82 and / or Fillings 85 can also be used in all others
  • the separating regions 10 are located between adjacent semiconductor components 1. Singulation takes place
  • test tool 90 attached to the bottom 20.
  • the test tool 90 may be a needle or a so-called pogo pin. Other than shown, it is possible that at the beginning as well as at the end of the line R one of the test tool 90.
  • Test tools 90 is located. About the individual rows and also not shown columns, the LED chips 8 are energized independently of each other and thus testable.
  • a test contact 29 is led out laterally next to the semiconductor components 1.
  • test tool 90 This makes it possible for the test tool 90 to contact the test contact 29 on the upper side 25. It is possible that such testing via the test tools 90 from the underside 20 or the top 25 also applies in all other embodiments of the method.
  • FIG. 9A Another embodiment of the lead frame 2 is shown in schematic plan views in Figures 9A and 9B.
  • the leadframe composite 2 is provided.
  • Adjacent ladder frames 3 are connected to each other via the connecting webs 6b, 6c, 6e.
  • FIG. 9B shows the leadframe composite 2, wherein the connecting webs 6e and 6c and the connecting webs 6b are each interrupted and the leadframe composite 2 is mechanically interrupted by the potting body 50, not shown
  • each one is one of the ladder frame parts 34 .
  • the connecting means 4b are
  • a separating tool 15 in the form of a bit or a cutting edge is brought to the connecting web 6.
  • the connecting web 6 in this case already have a Vorkerbung and / or be thinner than

Landscapes

  • Led Device Packages (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)

Abstract

In mindestens einer Ausführungsform dient das Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterbauteilen (1) und beinhaltet die Schritte: - Bereitstellen eines Leiterrahmenverbunds (2) mit einer Vielzahl von Leiterrahmen (3), wobei die Leiterrahmen je mindestens zwei Leiterrahmenteile (34, 38) umfassen und über Verbindungsstege (6) mindestens zum Teil miteinander verbunden sind, - Anbringen von elektrischen Verbindungsmitteln (4) zwischen benachbarten Leiterrahmen (3), - Erstellen eines Vergusskörpers (50), wobei der Vergusskörper (50) die Leiterrahmen (3) und die Leiterrahmenteile (34, 38) mechanisch miteinander verbindet, - Entfernen und/oder Unterbrechen mindestens eines Teils der Verbindungsstege (6), und - Vereinzeln zu den Halbleiterbauteilen (1).

Description

Beschreibung
Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen
Halbleiterbauteilen, Leiterrahmenverbund und
optoelektronisches Halbleiterbauteil
Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines
optoelektronischen Halbleiterbauteils angegeben. Darüber hinaus wird ein Leiterrahmenverbund sowie ein
optoelektronisches Halbleiterbauteil angegeben.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung optoelektronischer Halbleiterbauteile anzugeben, wobei mit dem Verfahren eine hohe Ausbeute erzielbar ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens
beinhaltet dieses den Schritt des Bereitstellens eines
Leiterrahmenverbunds. Der Leiterrahmenverbund beinhaltet eine Vielzahl von Leiterrahmen. Bevorzugt ist jeder der
Leiterrahmen des Leiterrahmenverbunds für eines der
herzustellenden Halbleiterbauteile vorgesehen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Leiterrahmenverbund um ein einstückiges Werkstück. Alle
Leiterrahmen sowie weitere Komponenten des
Leiterrahmenverbunds hängen dann einstückig zusammen.
Beispielsweise sind die einzelnen Leiterrahmen und weiteren Bestandteile des Leiterrahmenverbunds durch ein Stanzen oder ein Schneiden aus einem metallischen Blech geformt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist jeder der Leiterrahmen mindestens zwei oder genau zwei oder mindestens drei oder genau drei Leiterrahmenteile auf. Über die einzelnen Leiterrahmenteile des Leiterrahmens ist das optoelektronische Halbleiterbauteil, für das der
entsprechende Leiterrahmen bestimmt ist, elektrisch
kontaktierbar und verschaltbar .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Leiterrahmen und/oder die Leiterrahmenteile mindestens zum Teil über
Verbindungsstege des Leiterrahmenverbunds elektrisch und zumindest zeitweise mechanisch miteinander verbunden. Die Verbindungsstege sind bevorzugt aus dem gleichen Material gebildet wie die Leiterrahmen und die Leiterrahmenteile.
Insbesondere sind die Verbindungsstege einstückig mit den Leiterrahmen und Leiterrahmenteilen aus demselben Metallblech gefertigt. Die Verbindungsstege haben in dem fertig
hergestellten Halbleiterbauteil bevorzugt keine elektrische und mechanische Funktion mehr.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Verfahren den Schritt des Anbringens von zusätzlichen elektrischen
Verbindungsmitteln zwischen benachbarten Leiterrahmen
und/oder zwischen benachbarten Leiterrahmenteilen und/oder zwischen benachbarten Verbindungsstegen auf. Bei den
Verbindungsmitteln handelt es sich beispielsweise um
elektrisch leitende Bänder, elektrisch leitende Brücken oder, besonders bevorzugt, um Bonddrähte. Die Verbindungsmittel sind von dem Leiterrahmenverbund verschieden und nicht einstückig mit diesem hergestellt. Die Verbindungsmittel sind bevorzugt dazu eingerichtet, Verbindungsstege zu überspannen, wobei die Verbindungsmittel von den zu überspannenden
Verbindungsstegen elektrisch isoliert sind. Insbesondere sind die Verbindungsmittel nicht aus demselben Werkstoff geformt wie der Leiterrahmenverbund. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens
beinhaltet dieses den Schritt des Erstellens eines
Vergusskörpers für Gehäusekörper der einzelnen
Halbleiterbauteile. Insbesondere wird der Vergusskörper über ein Spritzgießen, ein Spritzpressen, ein Gießen oder ein
Pressen hergestellt. Insbesondere wird der Vergusskörper über so genanntes Transfer Molding erzeugt. Auch ist ein Erstellen des Vergusskörpers beispielsweise mittels Injection Molding, Liquid Transfer Molding oder Compression Molding möglich.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform verbindet der
Vergusskörper die einzelnen Leiterrahmenteile eines
Leiterrahmens mechanisch miteinander. Ist der
Leiterrahmenverbund sowie der Vergusskörper sodann zu den einzelnen Halbleiterbauteilen vereinzelt, so sind die
Leiterrahmenteile dann mechanisch über den Gehäusekörper, insbesondere ausschließlich über den Gehäusekörper,
mechanisch miteinander fest verbunden. Mit anderen Worten kann es sich bei dem Gehäusekörper um die das
Halbleiterbauteil mechanisch stützende, tragende und
zusammenhaltende Komponente handeln.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform beinhaltet das
Verfahren den Schritt des Entfernens und/oder Unterbrechens mindestens eines Teils der Verbindungsstege. Das Entfernen und/oder Unterbrechen der Verbindungsstege erfolgt bevorzugt durch eine Wegnahme von Material des Leiterrahmenverbunds. Beispielsweise geschieht das Unterbrechen durch Stanzen, Biegen, Brechen, Abreißen, Ätzen, Sägen, Schleifen und/oder durch Strahlung mit Laserablation oder Laserschneiden. Es ist möglich, dass alle Verbindungsstege unterbrochen oder
entfernt werden. Bevorzugt wird jedoch lediglich ein Teil der Verbindungsstege unterbrochen oder entfernt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform beinhaltet das
Verfahren den Schritt des Vereinzeins des
Leiterrahmenverbunds und/oder des Vergusskörpers zu den
Halbleiterbauteilen. Es ist hierbei möglich, dass das
Vereinzeln nur ein Vorvereinzeln ist, sodass mehrere
Halbleiterbauteile mechanisch zusammenhängend bleiben, sich jedoch zwischen Halbleiterbauteilen Sollbruchstellen befinden können. Über Sollbruchstellen sind Halbleiterbauteile
insbesondere ohne Werkzeugeinsatz und bezüglich ihrer
Funktion zerstörungsfrei voneinander separierbar.
In mindestens einer Ausführungsform dient das Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterbauteilen wie Leuchtdioden, Laserdioden, Photodioden oder
Superlumineszenzdioden. Das Verfahren beinhaltet mindestens die folgenden Schritte:
- Bereitstellen eines Leiterrahmenverbunds mit einer Vielzahl von Leiterrahmen, wobei die Leiterrahmen je für eines der Halbleiterbauteile vorgesehen sind und je mindestens zwei
Leiterrahmenteile umfassen, und wobei die Leiterrahmen über Verbindungsstege mindestens zum Teil elektrisch miteinander verbunden sind,
- Anbringen von zusätzlichen elektrischen Verbindungsmitteln, insbesondere von Bonddrähten, zwischen benachbarten
Leiterrahmen,
- Erstellen eines Vergusskörpers für Gehäusekörper der einzelnen Halbleiterbauteile, wobei der Vergusskörper die Leiterrahmen und die Leiterrahmenteile mechanisch miteinander verbindet,
- Entfernen und/oder Unterbrechen mindestens eines Teils der Verbindungsstege, und
- Vereinzeln zu den Halbleiterbauteilen. Bevorzugt werden die einzelnen Verfahrensschritte in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt. Eine hiervon
abweichende Reihenfolge ist alternativ ebenso möglich.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei dem hergestellten optoelektronischen Halbleiterbauteil um ein QFN-Bauteil, wobei QFN für Quad Fiat No Leads steht. Solche Bauteile sind oberflächenmontierbar .
Bei QFN-Halbleiterbauteilen wie QFN-LEDs wird oft ein halb geätzter Leiterrahmen oder Leiterrahmenverbund verwendet. Im Leiterrahmenverbund sind die Leiterrahmen für die
Halbleiterbauteile mit ihrem jeweiligen Nachbarn elektrisch leitend über Verbindungsstege verbunden. Nachdem
optoelektronische Halbleiterchips wie Leuchtdiodenchips an den einzelnen Leiterrahmen montiert und elektrisch
kontaktiert sind, sind diese dann kurzgeschlossen. Ein
Funktionstest oder eine Verschaltung der Bauteile vor einem Vereinzeln ist daher nicht möglich.
Dadurch, dass benachbarte Leiterrahmen und/oder
Leiterrahmenteile durch Verbindungsstege elektrisch
miteinander verbunden sind, separate Verbindungsmittel eingesetzt werden und die Verbindungsstege nachfolgend mindestens zum Teil unterbrochen oder entfernt werden, sind benachbarte Leiterrahmen für die einzelnen Halbleiterbauteile elektrisch voneinander isolierbar und somit auch,
insbesondere von einer Rückseite her, unabhängig voneinander elektrisch messbar. Insbesondere ist eine Matrixschaltung in Form von einzelnen Zeilen und Spalten erzeugbar. Durch einen solchen Leiterrahmenverbund und durch ein solches Herstellungsverfahren sind die herzustellenden Bauteile bereits vor dem Vereinzeln elektrisch kontaktierbar und der Leiterrahmenverbund kann als Ganzes elektrisch und somit auch optisch charakterisiert werden. Da das Testen und die
Charakterisierung im Leiterrahmenverbund erfolgt, ist eine Handhabung der Einzelbauteile nicht nötig. Ebenso ist ein Funktionstest von Schutzdioden gegen Schäden vor
elektrostatischen Entladungen bereits vor dem Vereinzeln möglich. Auch lässt sich eine Helligkeit der einzelnen
Halbleiterbauteile und deren Farbort bereits im
Leiterrahmenverbund messen. Hierdurch kann ein Farbort der emittierten Strahlung nachträglich noch, im
Leiterrahmenverbund oder auch nach dem Vereinzeln, korrigiert und/oder modifiziert werden. Ebenso ist eine Thermografie, insbesondere zur Kontrolle des Schritts eines Anbringens der Leuchtdiodenchips, ohne Nadelkontaktierung einzelner
Leuchtdiodenchips möglich. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt der Schritt des Erstellens des Vergusskörpers nach dem
Schritt des Anbringens der elektrischen Verbindungsmittel. Insbesondere werden die elektrischen Verbindungsmittel in ein Material des Vergusskörpers eingebettet. Nach dem Schritt des Erstellens des Vergusskörpers sind dann die elektrischen Verbindungsmittel bevorzugt nicht mehr frei zugänglich.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt der Schritt des Entfernens und/oder Unterbrechens mindestens eines Teils der Verbindungsstege nach dem Erstellen des
Vergusskörpers. Es ist also möglich, dass die
Verbindungsstege erst unterbrochen werden, nachdem der Leiterrahmenverbund durch den Vergusskörper mechanisch stabilisiert ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein Teil der Verbindungsmittel oder werden alle Verbindungsmittel beim Vereinzeln zu den Halbleiterbauteilen jeweils teilweise oder vollständig entfernt. Geschieht das Vereinzeln etwa durch ein Sägen, so wird mindestens ein Teil der
Verbindungsmittel durchsägt oder die Verbindungsmittel befinden sich komplett in einer Sägespur und werden
vollständig entfernt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt des Anbringens von Schutzdioden gegen Schäden durch elektrostatische Entladungen, kurz ESD-Schutzdioden . Bevorzugt wird dieser Schritt vor dem Erstellen des
Vergusskörpers durchgeführt. Die Schutzdioden werden beim Erstellen des Vergusskörpers bevorzugt von dem Vergusskörper überdeckt und/oder in ein Material des Vergusskörpers
eingebettet. Insbesondere sind die Schutzdioden nach dem Erstellen des Vergusskörpers nicht mehr frei zugänglich.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt des Anbringens von optoelektronischen
Halbleiterchips wie Leuchtdiodenchips je auf einem der
Leiterrahmenteile oder je auf mehreren der Leiterrahmenteile von einem der Leiterrahmen. Beispielsweise werden die
Halbleiterchips auf ein erstes der Leiterrahmenteile
aufgeklebt oder aufgelötet und dann insbesondere mit Hilfe eines Bonddrahts elektrisch mit einem zweiten der
Leiterrahmenteile verbunden. Alternativ hierzu kann es sich bei den Halbleiterchips um so genannte Flip-Chips handeln. Eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Leiterrahmenteilen erfolgt dann bevorzugt über den Halbleiterchip selbst.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt der Schritt des Anbringens der Halbleiterchips nach dem
Erstellen des Vergusskörpers und vor dem Vereinzeln zu den Halbleiterbauteilen. Insbesondere werden die Halbleiterchips in bevorzugt kegelstumpfförmige oder pyramidenstumpfförmige Ausnehmungen des Vergusskörpers montiert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens stehen, nach dem Schritt des Entfernens oder Unterbrechens mindestens eines Teils der Verbindungsstege, die Leiterrahmenteile innerhalb eines Leiterrahmens nicht mehr in unmittelbarem elektrischen Kontakt miteinander. Dies kann bedeuten, dass zwischen den einzelnen Leiterrahmenteilen keine einstückige, elektrisch leitende Materialverbindung besteht.
Beispielsweise sind die Leiterrahmenteile innerhalb der
Leiterrahmen jeweils nur über elektrische Bauteile wie die optoelektronischen Halbleiterchips mittelbar elektrisch miteinander verbunden. Insbesondere ist entlang einer
Stromflussrichtung zwischen den Leiterrahmenteilen innerhalb eines Leiterrahmens mindestens ein pn-Übergang angeordnet. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens sind erste der Leiterrahmenteile elektrisch zu Spalten und zweite der Leiterrahmenteile elektrisch zu Zeilen verschaltet.
Beispielsweise sind die optoelektronischen Halbleiterchips jeweils auf den ersten Leiterrahmenteilen angebracht. Die Schutzdioden können auf den zweiten Leiterrahmenteilen angebracht sein. Bevorzugt ist jeder der Leiterrahmen genau einer der Spalten und genau einer der Zeilen eineindeutig zugeordnet. Benachbarte Zeilen sind bevorzugt voneinander elektrisch isoliert, ebenso wie benachbarte Spalten. Durch Kontaktieren einer der Zeilen und einer der Spalten ist dann ein Halbleiterchip an einem Kreuzungspunkt zwischen dieser Zeile und dieser Spalte elektrisch betreibbar.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens befinden sich zwischen zwei benachbarten ersten Leiterrahmenteilen und längs der Spalten jeweils erste der Verbindungsstege. Handelt es sich bei den Halbleiterchips um keine Flip-Chips, so sind die Halbleiterchips auf den ersten Leiterrahmenteilen
angebracht. Die ersten Verbindungsstege verlaufen bevorzugt parallel zu einer Verbindungslinie zwischen den
Leiterrahmenteilen von den jeweiligen Leiterrahmen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden die ersten Verbindungsstege beim Vereinzeln zu den
Halbleiterbauteilen teilweise oder vollständig entfernt.
Beispielsweise liegen die ersten Verbindungsstege beim
Vereinzeln vollständig oder teilweise in einer Sägespur.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens sind die ersten Verbindungsstege längs der Spalten über die
elektrischen Verbindungsmittel leitfähig miteinander
verbunden. Es ist also dann möglich, dass längs der Spalten die ersten Verbindungsstege und mindestens ein Teil der
Verbindungsmittel abwechselnd aufeinander folgen und
elektrisch in Serie geschaltet sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist dieses den Schritt des Testens der noch nicht vereinzelten
Halbleiterbauteile auf. Bei dem Testen wird insbesondere eine Funktionstüchtigkeit der Schutzdioden und/oder der
Leuchtdiodenchips überprüft. Hierbei sind die Leuchtdiodenchips oder die Schutzdioden bevorzugt zeilenweise und spaltenweise einzeln und unabhängig voneinander
bestrombar. Bei dem Testen kann es sich um eine
Vierleitermessung handeln, englisch four-terminal sensing. In diesem Fall befindet sich bevorzugt sowohl an einem Anfang und an einem Ende jeder der Spalten und Zeilen ein
Testkontakt .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens kommen diejenigen der Verbindungsstege, die von dem Schritt des Entfernens oder des Unterbrechens eines Teils der
Verbindungsstege nicht betroffen sind, an einer den
Verbindungsmitteln abgewandten Unterseite des
Leiterrahmenverbunds mit einem Material des Vergusskörpers in Berührung. Mit anderen Worten sind diese nicht entfernten und nicht unterbrochenen Verbindungsstege von der Unterseite des Leiterrahmenverbunds zurückgesetzt. Die Unterseite ist hierbei diejenige Seite, die zur Montage der vereinzelten Halbleiterbauteile vorgesehen ist. Es ist insbesondere möglich, dass, in einer Ebene senkrecht zur Unterseite, die nicht unterbrochenen und nicht entfernten Verbindungsstege ringsum von dem Material des Vergusskörpers umgeben werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weisen zumindest die Verbindungsstege, die von dem Entfernen oder Unterbrechen betroffen sind, eine geringere mittlere Dicke auf als die Leiterrahmenteile. Beispielsweise liegt die mittlere Dicke dieser Verbindungsstege zwischen
einschließlich 20 % und 80 % der Dicke der Leiterrahmenteile.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens
schließen die von dem Entfernen oder Unterbrechen betroffenen Verbindungsstege bündig mit der Unterseite der Leiterrahmenteile ab. Die Bereiche der Unterseite, die durch die Leiterrahmenteile sowie durch diese Verbindungsstege gebildet sind, liegen bevorzugt in einer gemeinsamen Ebene. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Leiterrahmenverbund von zwei Hauptseiten her geätzt. Die Hauptseiten sind insbesondere durch die Unterseite und durch eine der Unterseite gegenüberliegende Oberseite gebildet. Das Ätzen erfolgt bevorzugt vor dem Schritt des Anbringens der Verbindungsmittel sowie vor dem Schritt des Erstellens des Vergusskörpers und vor dem Schritt des Entfernens oder
Unterbrechens der Verbindungsstege. Durch ein mögliches weiteres Ätzen von der Unterseite her kann mindestens ein Teil der Verbindungsstege entfernt oder unterbrochen werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Ätzen von der Unterseite her nach dem Erstellen des
Vergusskörpers. Bevorzugt erfolgt das Ätzen von der
Unterseite her vor einem Anbringen der optoelektronischen Halbleiterchips wie der Leuchtdiodenchips.
Darüber hinaus wird ein Leiterrahmenverbund angegeben. Der Leiterrahmenverbund wird in einem Verfahren eingesetzt, wie in Verbindung mit mindestens einer der oben genannten
Ausführungsformen angegeben. Merkmale des
Leiterrahmenverbunds sind daher auch für das Verfahren offenbart und umgekehrt.
In mindestens einer Ausführungsform weist der
Leiterrahmenverbund eine Vielzahl von einzelnen Leiterrahmen auf. Der Leiterrahmenverbund ist einstückig geformt und die Leiterrahmen sind matrixartig in dem Leiterrahmenverbund angeordnet. Jeder der Leiterrahmen ist für ein Halbleiterbauteil vorgesehen. Die Leiterrahmen umfassen je mindestens ein erstes Leiterrahmenteil und mindestens ein zweites Leiterrahmenteil. Mindestens die ersten
Leiterrahmenteile sind dazu vorgesehen, dass darauf ein optoelektronischer Halbleiterchip wie ein Leuchtdiodenchip angebracht wird. Die einzelnen Leiterrahmen und/oder
Leiterrahmenteile sind mindestens zum Teil elektrisch
miteinander über Verbindungsstege verbunden. Zwischen
benachbarten ersten Leiterrahmenteilen befinden sich erste Verbindungsstege. Die ersten Verbindungsstege sind bevorzugt je parallel zu einer Verbindungslinie zwischen den ersten und zweiten Leiterrahmenteilen der Leiterrahmen angeordnet. Die Verbindungsstegen sind keine Leiterrahmenteile. Darüber hinaus wird ein optoelektronisches Halbleiterbauteil angegeben, das mit einem Verfahren, wie in Verbindung mit einer oder mehrerer der oben genannten Ausführungsformen beschrieben, aus einem angegebenen Leiterrahmenverbund hergestellt ist. Merkmale des Verfahrens und des
Leiterrahmenverbunds sind auch für das Halbleiterbauteil offenbart und umgekehrt.
In mindestens einer Ausführungsform weist das
Halbleiterbauteil einen Leiterrahmen mit mindestens einem ersten und mit mindestens einem zweiten Leiterrahmenteil auf. Ebenso beinhaltet das Halbleiterbauteil einen oder mehrere optoelektronische Halbleiterchips wie Leuchtdiodenchips. Der Halbleiterchip ist wenigstens auf dem ersten Leiterrahmenteil mechanisch befestigt. Ein Gehäusekörper verbindet die
Leiterrahmenteile mechanisch miteinander und weist eine
Ausnehmung auf, in der der Halbleiterchip angebracht ist. Es umfasst das Halbleiterbauteil mindestens ein elektrisches Verbindungsmittel in Form eines Bonddrahts. Das elektrische Verbindungsmittel steht mit dem Halbleiterchip höchstens in mittelbarem elektrischen Kontakt. Insbesondere stehen der Halbleiterchip und das Verbindungsmittel nicht in einem unmittelbaren Kontakt zueinander und berühren sich nicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils weist dieses eine Montageseite auf, die zur Montage des
Halbleiterbauteils vorgesehen ist. Die Leiterrahmenteile sind ausschließlich an der Montageseite zur Montage zugänglich. Insbesondere ragen die Halbleiterbauteile nur an der
Montageseite aus dem Gehäusekörper heraus oder schließen nur an der Montageseite bündig mit dem Gehäusekörper ab.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils ist das Verbindungsmittel an einer oder an mehreren,
insbesondere gegenüberliegenden Seitenflächen des
Gehäusekörpers frei zugänglich. Bevorzugt liegt an mindestens einer Seitenfläche ein Material des Verbindungsmittels frei und ist nicht von einem Material des Gehäusekörpers bedeckt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist, in Draufsicht auf die Seitenfläche gesehen, das freiliegende Verbindungsmittel ringsum von einem Material des Gehäusekörpers umgeben. Mit anderen Worten befindet sich das Verbindungsmittel nicht an einem Rand sondern innerhalb der Seitenfläche.
Nachfolgend wird ein hier beschriebenes Verfahren sowie ein hier beschriebener Leiterrahmenverbund und ein hier
beschriebenes Halbleiterbauteil unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
Es zeigen:
Figuren 1 bis 5 und 7 bis 9 schematische Darstellungen von
Ausführungsbeispielen von Verfahren zur Herstellung von hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauteilen mit hier beschriebenen Leiterrahmenverbünden,
Figur 6 eine schematische Darstellung eines
Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauteils, und
Figur 10 eine schematische Darstellung des
Verfahrensschritts des Unterbrechens eines hier beschriebenen Leiterrahmenverbunds .
In den Figuren 1 bis 5 ist ein Herstellungsverfahren für ein optoelektronisches Halbleiterbauteil 1 illustriert. In Figur 1 ist ein erster Verfahrensschritt dargestellt, gemäß dem ein Leiterrahmenverbund 2 mit einer Vielzahl von Leiterrahmen 3 bereitgestellt wird, siehe die perspektivische Draufsicht in Figur 1A, die perspektivische Unteransicht in Figur 1B sowie den vergrößerten Ausschnitt aus Figur 1A gemäß Figur IC.
Die einzelnen Leiterrahmen 3 weisen jeweils ein erstes
Leiterrahmenteil 38 und ein zweites Leiterrahmenteil 34 auf. Das größere erste Leiterrahmenteil 38 ist dazu vorgesehen, dass darauf ein optoelektronischer Halbleiterchip wie ein Leuchtdiodenchip mechanisch befestigt und elektrisch
kontaktiert wird. Der Leiterrahmenverbund 2 weist ferner Verbindungsstege 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f auf. Die Verbindungsstege sind, wie die Leiterrahmenteile 34, 38, einstückig und aus demselben
Rohmaterial geformt. Die Verbindungsstege 6 sind von den Leiterrahmenteilen 34, 38 verschieden. Im fertig
hergestellten Halbleiterbauteil erfüllen die Verbindungsstege keine mechanische oder elektrische Funktion mehr. Die einzelnen Leiterrahmen 3 sind in dem Leiterrahmenverbund 2 entlang von Zeilen R und entlang von senkrecht hierzu ausgerichteten Spalten C matrixartig und regelmäßig
angeordnet. Entlang der Spalten C sind benachbarte
Leiterrahmen 3 über zwei Verbindungsstege 6b miteinander verbunden. Die ersten Leiterrahmenteile 38 benachbarter
Leiterrahmen 3 sind entlang der Zeilen R über die
Verbindungsstege 6c, 6f miteinander verbunden, die zweiten Leiterrahmenteile 34 über die Verbindungsstege 6e . Optional weist der Leiterrahmenverbund 2 Verbindungsstege 6d auf, die in einer diagonalen Richtung die Leiterrahmenteile 34, 38 benachbarter Leiterrahmen 3 miteinander verbinden. Zwischen den ersten Leiterrahmenteilen 38 benachbarter Leiterrahmen 3 befinden sich die Verbindungsstege 6a, die sich entlang der Spalten C erstrecken.
Neben dem Schritt des Bereitstellens des Leiterrahmenverbunds 2 ist in Figur 1 ein weiterer Schritt des Verfahrens
dargestellt, gemäß dem zusätzliche elektrische
Verbindungsmittel 4 zwischen benachbarten Leiterrahmen 3 und Verbindungsstegen 6a angebracht werden. Die Verbindungsmittel 4 sind durch Bonddrähte gebildet. Entlang der Spalten C verbinden die Verbindungsmittel 4 benachbarte und voneinander beabstandete Verbindungsstege 6a. Optional ist es möglich, dass die Verbindungsstege sowie die Leiterrahmenteile 34, 38 voneinander verschiedene mittlere Dicken aufweisen. Insbesondere können die Verbindungsstege eine geringere mittlere Dicke aufweisen als die
Leiterrahmenteile 34, 38. Beispielsweise verlaufen an einer Oberseite 25 des Leiterrahmens 2 die Verbindungsstege 6a, 6e, 6f bündig mit den Leiterrahmenteilen 34, 38, siehe
insbesondere die Figuren 1A und IC. Hingegen die
Leiterrahmenteile 6b, 6c, 6d verlaufen bündig mit einer
Unterseite 20 der Leiterrahmenteile 34, 38. Abweichend von Figur 1 ist es möglich, dass alle Verbindungsstege gleiche Dicken aufweisen und jeweils bündig mit der Oberseite 25 und mit der Unterseite 20 verlaufen.
Der Leiterrahmenverbund 2 ist beispielsweise aus einem
Kupferblech oder einem Blech aus einer Kupferlegierung geformt. Zum Beispiel weist der Leiterrahmenverbund 2
laterale Abmessungen von ungefähr 70 mm x 250 mm auf. Der Leiterrahmenverbund 2 kann an der Oberseite 25 und/oder an der Unterseite 20 teilweise oder ganzflächig mit Nickel, Palladium, Gold und/oder Silber, auch mehrlagig, beschichtet sein. Eine Dicke des Leiterrahmenverbunds 2, senkrecht zu der Oberseite 25, liegt bevorzugt zwischen einschließlich 150 μιη und 400 μιτι, insbesondere bei ungefähr 200 μιη. Die mittlere Dicke der Verbindungsstege beträgt bevorzugt zwischen
einschließlich 30 % und 70 % der mittleren Dicke der
Leiterrahmenteile 34, 38. Eine mittlere Periodenlänge und/oder mittlere laterale
Abmessungen der einzelnen Leiterrahmen 3 liegen
beispielsweise, wie auch in allen anderen
Ausführungsbeispielen, zwischen einschließlich 1 mm und 6 mm, insbesondere bei ungefähr 2,5 mm. Eine mittlere Breite der einzelnen Verbindungsstege beträgt beispielsweise ungefähr 100 μιη. Bei dem Verbindungsmittel 4 kann es sich um Gold- Bonddrähte mit einem mittleren Durchmesser im Bereich von einigen zehn Mikrometern handeln.
In den Figuren 2A bis 2C ist ein weiterer Verfahrensschritt illustriert, gemäß dem ein Vergusskörper 50 für Gehäusekörper 5 der einzelnen Halbleiterbauteile 1 angebracht wird. Der Vergusskörper 50 wird insbesondere über ein Transfer Molding erzeugt. Bevorzugt erhebt sich der Vergusskörper 50 über die Oberseite 25 und schließt bündig mit der Unterseite 20 ab. Über den Vergusskörper 50 sind die einzelnen
Leiterrahmenteile 34, 38 mechanisch miteinander verbunden, siehe Figur 2A.
Lediglich zur besseren Veranschaulichung ist in Figur 2B in einer perspektivischen Darstellung einer der Gehäusekörper 5 sowie ein Leuchtdiodenchip 8 mit einer elektrischen
Kontaktleitung 9 in Form eines Bonddrahts in einer Ausnehmung 58 des Gehäusekörpers 5 gezeigt. Ebenso lediglich zur
besseren Veranschaulichung ist ein einzelner der
Gehäusekörper 5 in der Draufsicht gemäß Figur 2C dargestellt. In Figur 3 ist ein weiterer Verfahrensschritt, das Entfernen und Unterbrechen mindestens eines Teils der Verbindungsstege, dargestellt, in einer perspektivischen Draufsicht in Figur 3A, in einer perspektivischen Unteransicht in Figur 3B und in einem Detailausschnitt aus Figur 3A in Figur 3C.
Zur Vereinfachung der Darstellung ist der bereits gefertigte Vergusskörper 50 in Figur 3 nicht gezeichnet. In Figur 3 ist zu erkennen, dass lediglich die Verbindungsstege 6a, 6e, 6f verblieben sind. Die Verbindungsstege 6b, 6c, 6d, vergleiche Figur 1, sind entfernt. Durch das Entfernen der
Verbindungsstege 6b, 6c, 6d und durch das vorherige Anbringen der Verbindungsmittel 4 sind die Leiterrahmenteile 38 entlang der Spalten C elektrisch verbunden und die Leiterrahmenteile 34 entlang der Zeilen R. Benachbarte Zeilen R und benachbarte Spalten C sind elektrisch jeweils voneinander isoliert.
In einem weiteren Verfahrensschritt, vergleiche die
Draufsicht gemäß Figur 4, werden die Leuchtdiodenchips 8 an den Oberseiten 25 der ersten Leiterrahmenteile 38 angebracht. Die Leuchtdiodenchips 8 werden über Bonddrähte 9 mit den zweiten Leiterrahmenteilen 34 elektrisch verbunden. Da die Zeilen R und die Spalten C elektrisch unabhängig voneinander ansteuerbar sind, können die einzelnen
Leuchtdiodenchips 8 an Kreuzungspunkten unabhängig
voneinander elektrisch betrieben und somit elektrisch, thermisch und optisch getestet werden, bevor eine
Vereinzelung zu den einzelnen Halbleiterbauteilen 1 erfolgt.
Das Vereinzeln zu den Halbleiterbauteilen 1 ist in Figur 5 als Draufsicht illustriert. Entlang von gerade verlaufenden Vereinzelungsbereichen 10 zwischen benachbarten Leiterrahmen 3 werden benachbarte Halbleiterbauteile 1 voneinander
getrennt, zum Beispiel mittels Sägen.
Die resultierenden Halbleiterbauteile 1 sind in einer
perspektivischen Draufsicht in Figur 6A und in einer
perspektivischen Unteransicht in Figur 6B gezeigt. Die
Leiterrahmenteile 34, 38 sind jeweils ringsum von einem
Material des Gehäusekörpers 5 umgeben. Mit der Unterseite 20 ist das Halbleiterbauteil 1 oberflächenmontierbar . Der Leuchtdiodenchip 8 befindet sich bevorzugt mittig in der Ausnehmung 58. Anders als dargestellt, können Seitenwände der Ausnehmung 58 mit einem reflektierenden Material und/oder mit einem Material der Leiterrahmenteile 34, 38 bedeckt sein.
An einer Seitenfläche 54 des Gehäusekörpers 5 liegt das Verbindungsmittel 4 frei und ist ringsum von einem Material des Gehäusekörpers 5 umgeben, in Draufsicht auf die
Seitenfläche 54 gesehen. Das Verbindungsmittel 4 ist
bevorzugt ein Relikt der Verschaltung zu den Spalten C und zu den Zeilen R während des Testens. In den fertigen
Halbleiterbauteilen 1 über die Verbindungsmittel 4 keine elektrische oder mechanische Funktion mehr aus.
An der Unterseite 20 des Halbleiterbauteils 1 sind mehrere Auskerbungen erkennbar, die an die Seitenfläche 54 reichen. Diese Auskerbungen sind Hohlräume, die vor dem Entfernen von den Verbindungsstegen 6b, 6c, 6d ausgefüllt waren.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens ist in Figur 7 in schematischen Schnittdarstellungen entlang einer der Spalten C gezeigt. Gemäß Figur 7A wird der Leiterrahmenverbund 2 bereitgestellt. Der Leiterrahmenverbund ist von der Oberseite 25 her bereichsweise geätzt, sodass insbesondere die
Verbindungsstege 6b resultieren, vergleiche auch Figur 1. Optional ist es möglich, dass der Leiterrahmen auch von der Unterseite 20 her geätzt wurde, insbesondere um die
Leiterrahmenteile 34, 38 innerhalb eines Leiterrahmens 3 voneinander zu separieren.
Gemäß Figur 7B wird der Vergusskörper 50 erstellt. Über den Vergusskörper 50 sind die Leiterrahmenteile 34, 38 sowie benachbarte Leiterrahmen 3 mechanisch miteinander verbunden. Anders als in Figur 7B dargestellt, ist es möglich, dass eine Dicke des Vergusskörpers 50 zwischen den Leiterrahmenteilen 34, 38 innerhalb eines Leiterrahmens 3 der Dicke der
Leiterrahmenteile 34, 38 entspricht.
In Figur 7C ist gezeigt, dass der Leiterrahmenverbund 2 von der Unterseite 20 her geätzt wird. Hierdurch werden
insbesondere die Verbindungsstege 6B entfernt. Hierdurch ist es möglich, dass die Leiterrahmenteile 34, 38 aus dem
Vergusskörper 50 an der Unterseite 20 herausragen. Mit anderen Worten sind dann die Leiterrahmenteile 34, 38
gegenüber dem Gehäusekörper 50 erhaben. In Figur 7D ist das Anbringen der Leuchtdiodenchips 8 sowie das Kontaktieren der Leuchtdiodenchips 8 über die Bonddrähte 9 dargestellt. Optional wird auf dem Leuchtdiodenchips 8 jeweils ein Wellenlängenkonversionselement 82 angebracht. Über das Wellenlängenkonversionselement 82 ist eine von den Leuchtdiodenchips 8 erzeugte Strahlung teilweise oder
vollständig in eine Strahlung einer anderen Wellenlänge umwandelbar .
Die Ausnehmung 58 ist optional mit einer Füllung 85 teilweise oder vollständig ausgefüllt. Über die Füllung 85 können optische Eigenschaften des Halbleiterbauteils 1 einstellbar sein. Beispielsweise umfasst die Füllung 85 Streupartikel.
Anders als dargestellt kann die Füllung 85 auch linsenförmig, beispielsweise in Form einer Sammellinse, einer Fresnel-Linse oder in Form von Mikrolinsen geformt sein. Ebenso kann die
Füllung 85 eine Aufrauung zur Lichtauskopplung aufweisen.
Derartige Wellenlängenkonversionselemente 82 und/oder Füllungen 85 können auch in allen anderen
Ausführungsbeispielen vorhanden sein.
Zwischen benachbarten Halbleiterbauteilen 1 befinden sich die Vereinzelungsbereiche 10. Das Vereinzeln erfolgt
beispielsweise über ein Sägen.
In den Schnittdarstellungen gemäß Figur 8A und Figur 8B, entlang einer der Zeilen R, sind weitere Ausführungsbeispiele des Leiterrahmenverbunds 2 sowie der Halbleiterbauteile 1 illustriert. Gemäß Figur 8A ist an dem zweiten
Leiterrahmenteil 34 am Ende der Zeile R ein Testwerkzeug 90 an der Unterseite 20 angebracht. Bei dem Testwerkzeug 90 kann es sich um eine Nadel oder um einen so genannten Pogo-Pin handeln. Anders als dargestellt, ist es möglich, dass sich sowohl am Anfang als auch am Ende der Zeile R eines der
Testwerkzeuge 90 befindet. Über die einzelnen Zeilen und auch die nicht gezeichneten Spalten sind die Leuchtdiodenchips 8 unabhängig voneinander bestrombar und somit testbar.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 8B ist ein Testkontakt 29 lateral neben die Halbleiterbauteile 1 herausgeführt.
Hierdurch ist es möglich, dass das Testwerkzeug 90 an der Oberseite 25 den Testkontakt 29 kontaktiert. Es ist möglich, dass ein derartiges Testen über die Testwerkzeuge 90 von der Unterseite 20 oder der Oberseite 25 her auch in allen anderen Ausführungsbeispielen des Verfahrens Anwendung findet.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens mit einem
weiteren Ausführungsbeispiel des Leiterrahmens 2 ist in schematischen Draufsichten in den Figuren 9A und 9B gezeigt. Gemäß Figur 9A wird der Leiterrahmenverbund 2 bereitgestellt. Benachbarte Leiterrahmen 3 sind über die Verbindungsstege 6b, 6c, 6e miteinander verbunden.
In Figur 9B ist der Leiterrahmenverbund 2 zu sehen, wobei die Verbindungsstege 6e und 6c sowie die Verbindungsstege 6b jeweils unterbrochen sind und der Leiterrahmenverbund 2 durch den nicht dargestellten Vergusskörper 50 mechanisch
stabilisiert ist. Über die Verbindungsmittel 4a ist eine elektrisch durchgehende Verbindung entlang der Zeilen R und über die Verbindungsmittel 4b entlang der Spalten C gegeben.
Optional ist an den Leiterrahmenteilen 34 jeweils eine
Schutzdiode 7 gegen Schäden durch elektrostatische
Entladungen angebracht. Die Verbindungsmittel 4b sind
insbesondere nur mittelbar mit dem Leiterrahmenteil 34 verbunden und bevorzugt an einer dem Leiterrahmenteil 34 abgewandten Oberseite der Schutzdiode 7 angebracht.
In Figur 10 ist in schematischen Seitenansichten das
Unterbrechen der Verbindungsstege 6 mittels Biegen
illustriert. Ebenso können auf diese Weise andere Teile des Leiterrahmenverbunds 3 voneinander separiert werden, wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen. Das Unterbrechen der Verbindungsstege 6 kann also auch ohne oder ohne eine
signifikante Materialwegnahme erfolgen.
Gemäß Figur 10A wird ein Vereinzelungswerkzeug 15 in Form eines Meißels oder einer Schneide an den Verbindungssteg 6 gebracht. Optional kann der Verbindungssteg 6 hierbei bereits eine Vorkerbung aufweisen und/oder dünner sein als
angrenzende Teilbereiche des Leiterrahmenverbunds 3. Mit dem Vereinzelungswerkzeug 15 wird dann der Verbindungssteg 6 verbogen und zertrennt. Es verbleiben die verbogenen, abgerissenen und voneinander separierten Bereiche an dem Verbindungssteg 6, siehe Figur 10B. Durch diese Bereiche kann eine verbesserte Verbindung mit dem Vergusskörper 50
realisiert sein.
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 2011 056 700.3, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen
Halbleiterbauteilen (1) mit den Schritten:
- Bereitstellen eines Leiterrahmenverbunds (2) mit einer Vielzahl von Leiterrahmen (3) ,
wobei die Leiterrahmen (3) je für eines der
Halbleiterbauteile (1) vorgesehen sind und je
mindestens zwei Leiterrahmenteile (34, 38) umfassen, und wobei die Leiterrahmen (3) über Verbindungsstege
(6) mindestens zum Teil miteinander verbunden sind,
- Anbringen von zusätzlichen elektrischen
Verbindungsmitteln (4) zwischen benachbarten
Leiterrahmen (3) ,
- Erstellen eines Vergusskörpers (50) für Gehäusekörper
(5) der einzelnen Halbleiterbauteile (1),
wobei der Vergusskörper (50) die Leiterrahmen (3) und die Leiterrahmenteile (34, 38) mechanisch miteinander verbindet,
- Entfernen und/oder Unterbrechen mindestens eines
Teils der Verbindungsstege (6), und
- Vereinzeln zu den Halbleiterbauteilen (1) .
2. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,
bei dem, nach dem Schritt des Entfernens mindestens eines Teils der Verbindungsstege (6), die
Leiterrahmenteile (34, 38) innerhalb der jeweiligen Leiterrahmen (3) nicht in unmittelbarem elektrischem Kontakt zueinander stehen,
wobei erste der Leiterrahmenteile (38) elektrisch zu Spalten (C) und zweite der Leiterrahmenteile (34) elektrisch zu Zeilen (R) verschaltet sind, und wobei benachbarte Zeilen (R) und benachbarte Spalten (C) elektrisch voneinander isoliert sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Schritt des Erstellens des Vergusskörpers
(50) nach dem Schritt des Anbringens der elektrischen Verbindungsmittel (4) und vor dem Schritt des
Entfernens mindestens eines Teils der Verbindungsstege
(6) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem diejenigen Verbindungsstege (6), die beim
Schritt des Entfernens eines Teils der Verbindungsstege (6) entfernt werden, eine geringere mittlere Dicke aufweisen als die Leiterrahmenteile (34, 38) und an der den Verbindungsmitteln (4) abgewandten Unterseite (20) des Leiterrahmenverbunds (2) bündig mit den
Leiterrahmenteilen (34, 38) abschließen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Verbindungsmittel (4) Bonddrähte sind, wobei die Verbindungsmittel (4) beim Vereinzeln
teilweise oder vollständig entfernt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das zusätzlich den folgenden Schritt umfasst:
- Anbringen von Schutzdioden (7) gegen Schäden durch elektrostatische Entladungen,
wobei dieser Schritt vor dem Erstellen des
Vergusskörpers (50) erfolgt und die Schutzdioden (7) nachfolgend von dem Vergusskörper (50) überdeckt werden .
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das zusätzlich den folgenden Schritt umfasst:
- Anbringen von Leuchtdiodenchips (8) je auf einem der Leiterrahmenteile (38) oder je auf zwei der
Leiterrahmenteile (34, 38) von einem der Leiterrahmen
(3) ,
wobei dieser Schritt nach dem Erstellen des
Vergusskörpers (50) und vor dem Vereinzeln erfolgt.
8. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,
wobei sich zwischen zwei benachbarten ersten
Leiterrahmenteilen (38) und längs der Spalten (C) erste der Verbindungsstege (6a) befinden,
wobei die ersten Verbindungsstege (6a) beim Vereinzeln teilweise oder vollständig entfernt werden.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
das zusätzlich den folgenden Schritt umfasst:
- elektrisches Testen der noch nicht vereinzelten
Halbleiterbauteile (1),
wobei bei dem Testen die Leuchtdiodenchips (8) und/oder die Schutzdioden (7) zeilenweise und spaltenweise unabhängig voneinander bestrombar sind.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei diejenigen Verbindungsstege (6), die nach dem Schritt des Entfernens eines Teils der Verbindungsstege (6) verbleiben, an einer den Verbindungsmitteln (4) abgewandten Unterseite (20) des Leiterrahmenverbunds (2) beim Erstellen des Vergusskörpers (50) mit einem Material des Vergusskörpers (50) in Berührung kommen und, in einer Ebene senkrecht zu der Unterseite (20), ringsum von dem Material des Vergusskörpers umgeben werden . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Leiterrahmenverbund (2) von zwei
Hauptseiten (20, 25) her geätzt wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,
bei dem das Ätzen von der Unterseite (20) her sowohl vor als auch nach dem Erstellen des Vergusskörpers (50) erfolgt,
wobei das Ätzen von der der Unterseite (20)
gegenüberliegenden Oberseite (25) her nur vor dem
Anbringen der Verbindungsmittel (4) erfolgt.
Leiterrahmenverbund (2) für optoelektronische
Halbleiterbauteile (1) mit einer Vielzahl von
Leiterrahmen (3) , wobei
- der Leiterrahmenverbund (2) einstückig ist,
- die Leiterrahmen (3) matrixartig in dem
Leiterrahmenverbund (2) angeordnet sind,
- jeder der Leiterrahmen (3) für eines der
Halbleiterbauteile (1) vorgesehen ist,
- die Leiterrahmen (3) je mindestens ein erstes
Leiterrahmenteil (38) und mindestens ein zweites
Leiterrahmenteil (34) umfassen,
- mindestens die ersten Leiterrahmenteile (38) dazu vorgesehen sind, dass darauf ein Leuchtdiodenchip (8) angebracht wird,
- der Leiterrahmenverbund (2) eine Vielzahl von
Verbindungsstegen (6) umfasst,
- die Leiterrahmen (3) mindestens zum Teil elektrisch und mechanisch miteinander über die Verbindungsstege (6) verbunden sind,
- sich zwischen benachbarten ersten Leiterrahmenteilen (38) erste der Verbindungsstege (6a) befinden, - die ersten Verbindungsstege (6a) je parallel zu einer Verbindungslinie zwischen den ersten und zweiten
Leiterrahmenteilen (34, 38) der Leiterrahmen (3) verlaufen, und
- die Verbindungsstege (6, 6a) von den
Leiterrahmenteilen (34, 38) verschieden sind.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) mit
- einem Leitrahmen (3) mit mindestens einem ersten (38) und mindestens einem zweiten Leiterrahmenteil (32),
- mindestens einem Leuchtdiodenchip (8), der wenigstens auf dem ersten Leiterrahmenteil (38) befestigt ist,
- einem Gehäusekörper (5) , der die Leiterrahmenteile (32, 38) mechanisch miteinander verbindet und der eine Ausnehmung (58) aufweist, in der sich der
Leuchtdiodenchip (8) befindet, und
- mindestens einem elektrischen Verbindungsmittel (4), das ein Bonddraht ist,
wobei die Leiterrahmenteile (32, 38) ausschließlich an einer Montageseite (20), die zur Montage des
Halbleiterbauteils (1) vorgesehen ist, aus dem
Gehäusekörper (5) herausragen oder bündig mit dem
Gehäusekörper (5) abschließen, und
das Verbindungsmittel (4) an mindestens einer
Seitenfläche (54) des Gehäusekörpers (5) frei
zugänglich ist und, in Draufsicht auf diese
Seitenfläche (54) gesehen, ringsum von einem Material der Gehäusekörpers (5) umgeben ist.
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