WO2014019861A1 - Optoelektronisches halbleiterbauteil mit saphir-flip-chip - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an optoelectronic semiconductor device according to claim 1 and to a method for producing an optoelectronic semiconductor device according to claim 12.
- a method for producing an optoelectronic semiconductor device is known to be located in the optoelectronic thin-film semiconductor chip on a top side of a support ⁇ .
- the optoelectronic semiconductor chips are formed with an opaque molded body covering all side surfaces of the optoelectronic semiconductor chips.
- the upper and lower sides of the optoelectronic semiconductor chips preferably remain free. After removing the
- the optoelectronic semiconductor chips can be separated. Contact points may be provided on the upper and / or lower sides of each semiconductor chip.
- the shaped body can consist, for example, of a mold material based on an epoxide.
- optoelectronic semiconductor chips designed as sapphire flip chips are known from the prior art which emit radiation not only through only one surface of the chip but as a volume emitter in all directions.
- Such sapphire Flip chips generally have electrical contacts on Kon ⁇ on only one surface thereof.
- An optoelectronic semiconductor device comprises a volu ⁇ menemittierenden sapphire flip-chip having a top and a bottom, which is embedded in an optically transparent molded body having a top and a bottom.
- the molded body can then serve as a compact Ge ⁇ housing of the optoelectronic semiconductor component and is transparent to light emitted through the sapphire flip-chip radiation.
- a plurality of volume-emitting sapphire flip-chips can be simultaneously embedded in a common shaped body, which is subsequently subdivided to obtain a plurality of optoelectronic semiconductor components.
- the optoelectronic Halbleiterbau ⁇ part is very inexpensive to produce.
- the underside of the chip is not covered by the molded body.
- the chip can then be electrically contacted to be ⁇ ner bottom.
- converter particles are integrated into the molded body and provided to convert a wavelength of radiation emitted by the chip.
- the shaped body then serves not only as a housing of the optoe ⁇ lektronischen semiconductor device, but gleichzei ⁇ tig fulfills the function of the light conversion. It follows advantageously a particularly economical and Kompak ⁇ tes optoelectronic semiconductor component.
- the optoelectronic semiconductor device is a Reflectors ⁇ animal layer is disposed on the underside of the molding.
- the inflecting layer then reflect radiation emitted by the sapphire flip-chip in the direction of the underside of the molding body in the direction of the top of the molding, whereby the used proportion of the luminous flux of the optoelectronic semiconductor device increases.
- the upper side of the shaped body is convex.
- the molded body serves not only as overall housing of the optoelectronic semiconductor component, but bil ⁇ det simultaneously a primary optics for shaping light and / or color local control.
- the chip has on its underside a plurality of first electrical contacts of a first polarity and a plurality of second electrical contacts of a second polarity.
- the semiconductor device has an electrically conductive redistribution layer, connecting the first contacts conductively to one another and connecting the second contacts lei ⁇ tend each other.
- the Sa ⁇ phir flip-chip can then be formed without own rewiring, whereby the sapphire flip-chip is inexpensive available.
- the redistribution of the optoelectronic semiconductor ⁇ conductor member can be produced advantageously low cost and with little effort, for a variety of optoelectronic semiconductor components simultaneously.
- the semiconductor component has a plurality of chips that are embedded together in the molded body.
- the chips are connected in series through the redistribution layer.
- such a multi-chip arrangement to a particularly favorable ratio between the size of the individual chips, and the total size of the optoe ⁇ lektronischen semiconductor device.
- the sink s Relative space requirement of the rewiring layer with increasing ⁇ the number of chips contained in the optoelectronic semiconductor device.
- the shaped body has an opening, wherein a first contact area that is electrically conductively connected to the first contacts is accessible through the opening.
- the optoelectronic semiconductor component Before ⁇ geous enough, the optoelectronic semiconductor component is then electrically contacted from its upper side. This allows verzich ⁇ be tet the optoelectronic semiconductor component advantageously to the provision of electrical contacts on the underside of the optoelectronic semiconductor device.
- the optoelectronic semiconductor component is designed as an SMD component with two solderable electrical connection surfaces arranged on an underside of the semiconductor component.
- the semiconductor device is then suitable for SMD mounting by means of reflow soldering.
- the shaped body is filled with an inorganic filler.
- the filling level is more than 80%. ⁇ advantage adhesive enough, then, the filling body on a low thermal expansion coefficient which is matched to the thermal expansion coefficient of the sapphire flip-chips.
- a method of manufacturing an optoelectronic semiconductor device comprising the steps of providing a volu ⁇ menemittierenden sapphire flip-chip having a top and a bottom, and to embed the chips in an op ⁇ table transparent molded body having a top and a bottom.
- ⁇ adjustable with this method a low-cost optoelectronic semiconductor device forth, the shaped body as a housing for the mechanical connection of the components of the optoelectronic semiconductor components serves partly and is transparent to emitted by the volume-emitting sapphire flip-chip radiation.
- the underside of the chip on a film ⁇ assigns attached.
- the molded body can then be prepared by fo ⁇ lien-assisted transfer molding.
- the underside of the chip is advantageously not covered by the molded body and can thus serve to electrically contact the chip.
- a further step is performed to remove egg ⁇ nes portion of the mold body at the upper side of the molded body after the embedding of the chip.
- the upper side of the shaped body can be structured in such a way that the shaped body forms a primary optic of the optoelectronic semiconductor component.
- a further step is carried out for applying a reflective layer to the underside of the molded body.
- the set ⁇ brought reflective layer for reflecting emitted by the chip in the direction of the underside of the molded body radiation can be used.
- the optoelectronic semiconductor component obtainable by the method has a higher, effectively usable luminous flux.
- a plurality of sapphire flip chip is embedded simultaneously in a common mold ⁇ body.
- this reduces ⁇ by the required per sapphire flip chip compassionsauf wall ⁇ .
- the common mold ⁇ body In one embodiment of the method, the common
- the method then enables the simultaneous production of a multiplicity of optoelectronic devices. shear semiconductor components, whereby the manufacturing costs per optoelectronic semiconductor device drastically Reduzie ⁇ ren.
- FIG. 1 shows a section through an optoelectronic semiconducting ⁇ terbauteil according to a first embodiment
- Figure 2 is a partially transparent view through the op ⁇ toelektronische semiconductor device of the first embodiment
- FIG. 3 shows a section through an optoelectronic semiconductor component according to a second embodiment
- Figure 4 is a partially transparent view of the optoe ⁇ lectronic semiconductor device of the second embodiment; 5 shows a section through an optoelectronic semiconducting ⁇ terbauteil according to a third embodiment; and
- Figure 6 is a partially transparent view of the optoe ⁇ lectronic semiconductor device of the third embodiment.
- FIG. 1 shows in a highly schematic representation of a section through an optoelectronic semiconductor component 10 ge ⁇ Frankfurtss a first embodiment.
- Figure 2 shows in a highly schematic representation of a top view of the lectronic optoe ⁇ semiconductor device 10. In the representation of fi ⁇ gur 2, for purposes of clarity, some components of the optoelectronic semiconductor component 10 partially transparent. The cut line along which the optoelectronic semiconductor device is cut into the Dar ⁇ position of Figure 1 10 is indicated in FIG. 2
- the optoelectronic semiconductor component 10 may be, for example, an LED package.
- the optoelectronic semiconductor device 10 includes a chip 100.
- the chip 100 has a top surface 101 and one of the upper ⁇ page 101 opposite bottom 102nd A thickness of the chip 100 between the upper side 101 and the lower side 102 may, for example, be between 100 ⁇ m and 200 ⁇ m.
- the chip 100 is designed as a sapphire flip chip with a rewiring integrated in the sapphire flip chip.
- the chip 100 is designed as a volume emitter to emit optical radiation in all spatial directions.
- the chip 100 preferably comprises a contiguous to the upper surface 101 sapphire substrate and an epitaxially grown on the sapphire substrate be ⁇ grown epitaxial layer orie- advantage to the bottom 102 and includes a light generating active layer.
- a first electrical contact 110 ⁇ shear and a second electrical contact 120 are disposed on the bottom side 102 of the chip 100.
- the first electrical contact 110 and the second electrical contact 120 are externally accessible electrical contacts of the internal rewiring of the chip 100. If an electrical voltage is applied between the first electrical contact 110 and the second electrical contact 120, the chip 100 emits electromagnetic radiation, visible at ⁇ play light. The electromagnetic radiation is emitted by the chip 100 in all spatial directions. Toward the bottom 102 of the chip 100 emittier ⁇ te radiation is, however, reflected by the disposed on the underside 102 electrical contacts 110, 120 at least partially towards the top 101 of the chip 100th
- the chip 100 of the optoelectronic semiconductor component 10 is embedded in a molded body 200.
- the molded body 200 has an upper side 201 and a lower side 202.
- the bottom te 102 of the chip 100 is not covered by the molded body 200 ⁇ .
- the bottom 102 of the chip 100 is approximately flush with the bottom 202 of the molding 200 from. All other surfaces of the chip 100 are preferably covered by the molded body 200.
- the molded body 200 is made of a material substantially transparent to the radiation emitted by the chip 100.
- the molded body 200 may consist of a transparent injection molding material (molding material).
- molding material injection molding material
- t is the molded body 200 made of a silicone-Mold-material, such as a silicone resin.
- the material of the molded body 200 preferably has a thermal expansion coefficient, which is adapted to the thermal expansion coefficient of the chip 100, that is approximately equal to this.
- the molded body 200 has ei ⁇ NEN thermal expansion coefficient of at most 8 ppm / K.
- the material of the molded body 200 is filled with inorganic filler materials in ⁇ PM or nanometer scale.
- the material of the molded body 200 may be filled with quartz.
- the degree of filling is preferably more than 80%.
- Ormoceren is conceivable.
- ei ⁇ ne high heat conductivity of the molded body 200 results due to the high degree of filling at the same time.
- the molded body 200 can dissipate heat produced by the chip 100 effectively.
- the material of the molded body 200 is further preferred old ⁇ approximately resistant blue light under the influence of heat.
- converter particles may be integrated, which serve to convert the wavelength of the radiation emitted by the chip 100 radiation.
- the converter particles may, for example, comprise phosphorus. If the shaped body 200 contains such converter particles, the converter particles absorb a part of the through the n
- Chip 100 emitted radiation and emit radiation of different wavelengths.
- a shaped body 200 with such converter particles is nevertheless considered transparent and designated.
- the shaped body 200 is preferably produced by an injection molding or fuel injection molding process (molding process) from a molding compound.
- injection molding or fuel injection molding process molding process
- no top foil molding system is necessary for this because the top side 101 of the chip 100 does not have to be protected but is overmolded by the molding 200.
- the molded body 200 can be produced by a simple and inexpensive process.
- the top side 201 of the molding 200 is planar and parallel to the bottom 202 at the optoelectronic semiconductor device ⁇ rule 10th
- the upper side 201 of the shaped body 200 might have a convex lens shape to affect the spatial distribution of the radiation emitted by the chip 100 radiation.
- the shaped body has 200 built-in converter particles on ⁇ , including a color local control is possible via the design of the top 201 of the mold body ⁇ 200th
- a shaping of the upper side 201 of the molded body 200 can either be carried out be ⁇ already during the production of the molded body 200 by a suitable mold tool or by subsequent processing of the upper side 201 of the molded body 200 arise.
- Subsequent processing of the top 201 of the Formkör ⁇ pers 200 can be done for example by laser ablation or by selective grinding.
- a reflective ⁇ layer 300 is arranged on the underside 202 of the molded body 200.
- the reflective layer 300 may be, for example, a metallic layer, such as a silver layer.
- the reflec ⁇ Rende layer 300 is used by the chip 100 in the direction of the bottom 202 of the molding 200 emitted radiation in the direction of the top side 201 of the molding 200 to reflected animals. Characterized is not lost in the direction of the bottom 202 of the molding 200 emitted radiation when the op ⁇ toelektronische semiconductor device is arranged on a support ⁇ 10th This increases the effective luminous flux of the optoelectronic semiconductor component 10.
- a first dielectric layer 310 is disposed on the reflective layer 300.
- the reflective layer 300 is thus located between the molded body 200 and the first dielectric layer 310.
- Layer 310 may be made of an organic or an inorganic material.
- the reflective layer 300 and the first dielectric layer 310 have a recess.
- the bottom side 102 of the chip 100 is not covered by the reflective layer 300 and the first dielectric layer 310.
- the galvanic layer 400 On the bottom 202 of the molded body 200 and the bottom 102 of the chip 100 is a galvanic layer 400 angeord ⁇ net.
- the galvanic layer 400 consists of an electrically conductive material, such as copper, and is before ⁇ Trains t been applied by electrodeposition.
- the galvanic layer 400 may, for example, have a thickness of 100 ⁇ m.
- the galvanic layer 400 is electrically insulated from the reflecting layer 300 by the first dielectric layer 310.
- the galvanic layer 400 comprises a first electrical soldering contact 410 and a second electrical soldering contact 420.
- the first electrical soldering contact 410 and the second electrical soldering contact 420 are electrically insulated from one another.
- the first electrical solder contact 410 is electrically in ⁇ routing the call to the first electrical contact 110 on the bottom 102 of the chip 100.
- the second electrical Lötkon- Clock 420 is in electrically conductive connection with the second electrical contact 120 on the underside 102 of the chip 100.
- the electrical solder contacts 410, 420 may be used for electrically contacting the optoelectronic semiconductor device 10 by means of a reflow soldering process (reflow soldering).
- the opto-electronic semi-conductor component ⁇ 10 is a SMD-compatible component.
- Waste heat produced by the chip 100 flows out of the chip via the electrical contacts 110, 120 and the electrical solder contacts 410, 420 from the optoelectronic semiconductor component 10. A minor portion of the waste heat produced by the chip 100 from flowing also through the mold body 200, the reflective layer 300 and the first the ⁇ lectric layer 310th
- FIG. 3 shows in a highly schematic representation of a section through an optoelectronic semiconductor device 20 ge ⁇ Wegss a second embodiment.
- FIG. 4 shows a plan view or partially transparent view of the optoelectronic semiconductor component 20.
- FIG. 4 indicates the cutting edge on which the optoelectronic semiconductor component 20 is cut in the illustration of FIG.
- the optoelectronic semiconductor component 20 has correspondences with the optoelectronic semiconductor component of FIGS. 1 and 2. The same and equivalent components are therefore provided with the same reference numerals and will not be described again in detail.
- the optoelectronic semiconductor component 20 has a chip 1100.
- the chip 1100 is also designed as a sapphire flip chip, but has no integrated rewiring. Also, the chip 1100 is a volume emitter, the electromagnetic radiation emitted from all areas of the chip 1100 in all spatial directions.
- the chip 1100 includes a top 1101 and a top 1101 of gegenü ⁇ bertrude bottom 1102. The thickness of the chip 1100 may correspond to that of the chip 100.
- a plurality of electrical contacts 1110 of a first polarity and a plurality of electrical contacts 1120 of a second polarity are arranged on the underside 1102 of the chip 1100.
- the electrical contacts 1110, 1120 are each distributed in a regular arrangement over the entire bottom 1102 of the chip 1100.
- Toggle is placed between the electrical contacts 1110 of first polarity and the electrical contacts 1120 of the second polarity, an electric voltage, the chip emits electromagnetic 1100 Strah ⁇ lung, such as visible light.
- the chip 1100 of the optoelectronic semiconductor component 20 is embedded in a molded body 1200.
- the molded body 1200 has an upper side 1201 and a lower side 1202. The
- Underside 1102 of the chip 1100 is not covered by the shaped body 1200 and includes preferably approximately flush with the Un ⁇ underside 1202 of the molded body 1200 from.
- the remaining Oberflä ⁇ surfaces of the chip 1100 are preferably all covered by the mold body 1200th
- the molded body 1200 is made of the same material as the molded body 200 of the optoelectronic semiconductor device 10 and has the same function.
- converter particles for converting the radiation emitted by the chip 1100 can also be integrated into the molded body 1200.
- the production of the shaped body 1200 can also be carried out analogously to the production of the shaped body 200.
- the upper side 1201 of the shaped body 1200 has a convex portion which is arranged above the upper side 1101 of the chip 1100 and forms a primary optic of the optoelectronic semiconductor component 20. Through the convex top 1201 of the molded body 1200, the angular distribution of the radiation emitted by the chip 1100 is influenced.
- the convex portion of the upper surface 1201 of the mold body 1200 may be ⁇ already generated during the injection molding of the shaped body 1200 with a suitable mold tool or by subsequent Bear ⁇ processing the top surface 1201 of the molding 1200 ⁇ the.
- the upper side 1201 of the shaped body 1200 can also be designed planar.
- an optical lens 600 having an upper side 601 and a lower side 602 is arranged on the upper side 1201 of the molded body 1200.
- the lower surface 602 of the optical lens 600 is in contact with the upper surface 1201 of the molded body 1200.
- the optical lens 600 is made of a material transparent to the radiation emitted by the chip 1100.
- the opti ⁇ cal lens 600 is preferably tonemoldet in the production of the optoelectronic semiconductor device 20 to the molded body 1200.
- the optical lens 600 is used for further
- the upper side 601 of the optical lens 600 is convexly lens-shaped.
- the convex area of the upper side 601 of the optical lens 600 has a larger radius than the convex area of the upper side 1201 of the molded body 1200.
- the kon ⁇ Vexen areas of top 601 of the optical lens 600 and the upper surface 1201 of the molding 1200 can also be designed differently.
- the optical lens 600 can also be dispensed with in a simplified embodiment of the optoelectronic semiconductor component 20.
- a reflective layer 300 and a first dielectric layer 310 are again arranged, which in construction and function coincide with the corresponding layers of the optoelectronic semiconductor component 10.
- a rewiring layer 500 of an electrically conductive material is arranged in the optoelectronic semiconductor component 20.
- the redistribution layer 500 may, for example, be made of copper and have a thickness of 2 ⁇ m. Through the first dielectric layer 310, the redistribution layer 500 is electrically isolated from the reflective layer 300.
- the redistribution layer 500 has a first Caribbeanry ⁇ tion 510 and a second merger 520, each formed by separate lateral portions of the wiring layer in order ⁇ 500th
- the first merging ⁇ guide 510 and the second merge 520 are thereby electrically isolated from each other.
- the first junction 510 is electrically connected to the bottom 1102 of the chip 1100 with all the first polarity electrical contacts 1110.
- the second junction 520 is in electrically conductive communication with all of the second polarity electrical contacts 1120 on the bottom 1102 of the chip 1100.
- the junctions 510, 520 serve to electrically interconnect the electrical contacts 1110, 1120 of a respective polarity.
- the junctions 510, 520 serve to conduct electrically conductive connections to the electrical contacts 1110, 1120 of the chip 1100 in the lateral direction to the outside.
- the second dielectric layer 320 is made of an electrically insulating material, for example of the same material as the first the ⁇ lectric layer 310.
- the second dielectric layer 320 can also consist of a container filled with ceramic particles organic material, for example from the commercially available product Bergquist HPL.
- the second dielectric layer 320 has a particularly good thermal conductivity.
- the optoelectronic semiconductor device 20 also includes egg ⁇ ne galvanic layer 400 which is substantially the gal ⁇ vanischen layer corresponds to 400 of the optoelectronic semiconductor assembly ⁇ part 10 of FIGS.
- the galvanic layer 400 comprises a first electrical solder contact 410, a second electrical solder contact 420 and a thermal solder contact 430.
- the first electrical solder contact 410 is partially disposed on the first junction 510 of the redistribution layer 500 and thereby provides an electrically conductive connection to the electrical contacts 1110 the first polarity of the chip 110 ready.
- the second electrical solder contact 420 is disposed partially on the second to ⁇ reunification 520 of the redistribution layer 500 and thereby provides an electrically conductive connection to the electrical contacts 1120 of the second polarity of the chip 1100..
- the thermal solder contact 430 is arranged on the two ⁇ th dielectric layer 320 and on the first dielectric layer 310 insulated by the second dielektri ⁇ specific layer 320 electrically from the redistribution layer 500th
- the thermal solder contact 430 serves to dissipate waste heat produced by the chip 1100.
- the electrical solder contacts 410, 420 and the thermal solder ⁇ contact 430 are suitable to be contacted by means of a remelting soldering.
- the op ⁇ toelektronische semiconductor device 20 is formed as an SMD component ⁇ out.
- the optoelectronic semiconductor component 20 has a protective diode 530 that is electrically conductively connected to the first junction 510 and to the second junction 520.
- the protection diode 530 is embedded in the molded body 1200 together with the chip 1100.
- the protection diode 530 serves as an ESD protection diode for protecting the chip 1100 from damage caused by static discharges.
- the molded body 1200 of the optoelectronic semiconductor device 20 thus serves as a housing and for the mechanical connection the components of the optoelectronic semiconductor device 20 and optionally for light conversion and for light shaping.
- FIG. 5 shows in a highly schematic representation of a section through an optoelectronic semiconductor component 30 ge ⁇ Mäss a third embodiment.
- Figure 6 shows a plan view and partially transparent review of the opto-electro ⁇ African semiconductor device 30.
- the cut line on which the optoelectronic semiconductor component is cut in the illustration of Figure 5 is 30, indicated in FIG. 6
- the op ⁇ toelektronische semiconductor device 30 has similarities to the optoelectronic semiconductor device 20 of Figures 3 and 4.
- FIG. Identical and equivalent components are therefore provided with the same reference numerals and will not be described again in detail below.
- the optoelectronic semiconductor component 30 comprises a total of nine chips 1100.
- the chips 1100 are arranged in a matrix of 3 ⁇ 3 chips 1100.
- the proportion of the area of the chips is
- the lateral extent of the chips 1100 for example, 1 mm x 1 mm and the lateral extension of the optoelectronic semiconductor device 30 ⁇ ⁇ example 4 mm x 4 mm
- a portion of 56% of the area of the optoelectronic semiconductor device 30 is formed by the tops 1101 of the chips 1100.
- the late ⁇ rale expansion of the optoelectronic semiconductor component of Figures 3 and 4 is 20 x 3 mm, so in the optoelectronic semiconductor device 20, only a share of 11% of the area of the optoelectronic semiconductor device 20 through the top surface 1101 of the chip 1100 gebil ⁇ det.
- the optoelectronic semiconductor component 30 may, in alternative embodiments, also have a different number of chips 1100, for example 2x2 chips 1100 or 3x4 chips 1100.
- the chips 1100 of the optoelectronic semiconductor component 30 are embedded in a common shaped body 2200.
- the molded body 2200 has an upper side 2201 and a lower side 2202.
- the undersides 1102 of the chips 1100 are not covered by the shaped body 2200 and preferably terminate flush with the underside 2202 of the shaped body 2200.
- the composition and the method used to produce the molded body 2200 are the same as those of the molded body 1200 of the optoelectronic semiconductor device 20.
- the upper side 2201 of the shaped body 2200 has, in the dargestell ⁇ th example, a plurality of convex lens-shaped portions, which are respectively angeord ⁇ net over the tops 1101 of the chips 1100.
- the upper surface 2201 of the mold body 2200 may also have only a convex portion which covers all new chips 1100 or the upper surface 2201 of the mold body 2200 may be flat etcbil ⁇ det.
- Other designs of the upper side 2201 of the molded body 2200 are possible.
- a reflective layer ⁇ 300 and a first dielectric layer 310 are arranged, the structure and function of which the same layers of the optoelectronic semiconductor devices 10 and 20 ent ⁇ speak.
- the bottoms of 1102 chips 1100 are not covered by the reflective layer 300 and the first dielektri ⁇ specific layer 310th
- a rewiring layer 1500 made of an electrically conductive material is arranged in the optoelectronic semiconductor component 30.
- the redistribution layer 1500 is electrically separated from the reflective layer 300 by the first dielectric layer 310.
- the redistribution layer 1500 in under ⁇ different union lateral portions comprises a first combining 1510 a second merger 1520 and a plurality of rows ⁇ circuit sections 1530.
- the junctions 1510, 1520 and the series circuit sections 1530 are each laterally spaced from each other and thereby electrically separated from each other.
- the first junction 1510 is electrically connected to the electrical contacts 1110 of the first polarity of a first chip 1100.
- the second junction 1520 is electrically connected to the second polarity electrical contacts 1120 of a last of the chip 1100.
- the row circuit sections 1530 respectively connect the elekt ⁇ step contacts 1120 of the second polarity of the chip 1100 having electrical contacts 1110 of the first polarity of a subsequent die 1100.
- an electric current flow can be excited by all nine chips 1100 of the optoelectronic semiconductor component 30 reasonable, which causes the chips emit 1100 electromag ⁇ -magnetic radiation.
- a second dielectric ⁇ layer 320 is disposed, which electrically isolates the rewiring layer 1500 from the environment of the optoelectronic semiconductor device 30.
- a galvanic layer 400 with a thermal solder contact 430 could be arranged, which serves to dissipate waste heat produced by the chips 1100.
- the galvanic layer 400 is omitted. Therefore, structuring of the second dielectric layer 320 can also be dispensed with in this embodiment.
- the molded body 2200 has a first opening 2210 and a second opening 2220.
- the first aperture 2210 and the second aperture 2220 extend from, respectively Furthermore, recesses are formed in the reflective layer 300 and the first dielectric layer 310 in the area of the openings 2210, 2220.
- the first breakthrough 2210 is laterally above the first merge
- the second aperture 2220 is disposed laterally above ⁇ half of the second merging 1520th
- a first contact surface 1515 of the first junction 1510 can be accessed by the first opening 2210 from the upper side 2201 of the molded body 2200.
- a second contact area 1525 of the second junction 1520 is accessible from the upper side 2201 of the molded body 2200.
- the first contact surface 1515 optoelectronic semiconducting ⁇ terbauteils 30 can be electrically kontak ⁇ advantage, for example, by wire bonding from the top 2201 of the molding 2200 forth.
- the second contact surface 1525 can also be electrically contacted by the second opening 2220 from the upper side 2201 of the molded body 2200.
- the optoelectronic semiconductor component 30 is therefore not an SMD component, but a contactable component from above.
- the production of the optoelectronic semiconductor components 10, 20, 30 is preferably carried out as explained below.
- the chips 100, 1100 are arranged with their lower sides 1102 on a foil.
- the chips 100, 1100 are embedded in the moldings 200, 1200, 2200 by a molding process.
- the tops 201, 1201, 2201 of the moldings 200, 1200, 2200 can be formed flat or can already be provided during the mold process by using suitable mold tools with convex lens sections or differently shaped sections.
- a subsequent processing of the mold process tops 201, 1201, 2201 shaped body 200, 1200, 2200 take place, for example by ⁇ Laserabiation or selective loops.
- additional optical lenses 600 can subsequently be ordered, for example by these lenses 600 are molded on.
- Layer 320 are then applied to the undersides 202, 1202, 2202 of the moldings 200, 1200, 2200 and patterned.
- the electrical contacting of the optoelectronic ⁇ African semiconductor devices 10, 20, 30 may be via solder contacts 410, 420 of a galvanic layer 400 or via openings 2210, 2220 in the moldings 200, 1200, 2200 done. Even a combination of both possibilities is conceivable. If a galvanic layer is present 400, this can also ei ⁇ NEN thermal contact 430 for discharging through the chip 100, 1100 are produced waste heat.
- a protective diode 530 may be integrated into the optoelectronic semiconductor components 10, 20, 30.
- the protection diode 530 is embedded together with the chips 100, 1100 in the moldings 200, 1200, 2200.
- a plurality of optoelectronic semiconducting ⁇ terbaumaschine 10, 20 are particularly preferred, 30 of one type or different Ty ⁇ pen manufactured simultaneously by a plurality of chips 100, 1100 is simultaneously embedded in a common large moldings, for example into a shaped body in the form of a mold wafer , After the deposition and patterning of the further layers 300, 310, 320, 400, the common large shaped body is subdivided into the smaller shaped bodies 200, 1200, 2200 in order to obtain a multiplicity of optoelectronic semiconductor components 10, 20, 30.
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Abstract
Ein optoelektronisches Halbleiterbauteil umfasst einen volumenemittierenden Saphir-Flip-Chip mit einer Oberseite und einer Unterseite. Dabei ist der Chip in einen optisch transparenten Formkörper mit einer Oberseite und einer Unterseite eingebettet.
Description
,
Optoelektronisches Halbleiterbauteil mit Saphir-Flip-Chip
Die vorliegende Erfindung betrifft ein optoelektronisches Halbleiterbauteil gemäß Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterbauteils gemäß Patentanspruch 12.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2012 213 343.7, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Aus der DE 10 2009 036 621 AI ist ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils bekannt, bei dem optoelektronische Dünnfilm-Halbleiterchips an einer Ober¬ seite eines Trägers angeordnet werden. Die optoelektronischen Halbleiterchips werden mit einem opaken Formkörper umformt, der alle Seitenflächen der optoelektronischen Halbleiterchips bedeckt. Ober- und Unterseiten der optoelektronischen Halb- leiterchips bleiben bevorzugt frei. Nach dem Entfernen des
Trägers können die optoelektronischen Halbleiterchips vereinzelt werden. An den Ober- und/oder Unterseiten jedes Halbleiterchips können Kontaktstellen vorgesehen sein. Der Formkörper kann beispielsweise aus einem auf einem Epoxid basieren- den Mold-Material bestehen.
Aus dem Stand der Technik sind ferner als Saphir-Flip-Chips ausgebildete optoelektronische Halbleiterchips bekannt, die Strahlung nicht lediglich durch nur eine Oberfläche des Chips sondern als Volumenemitter in alle Richtungen emittieren.
Solche Saphir-Flip-Chips weisen in der Regel elektrische Kon¬ takte auf nur einer ihrer Oberflächen auf.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes optoelektronisches Halbleiterbauteil bereitzu¬ stellen. Diese Aufgabe wird durch ein optoelektronisches Halbleiterbauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht dar-
in, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterbauteils anzugeben. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen An- Sprüchen angegeben.
Ein optoelektronisches Halbleiterbauteil umfasst einen volu¬ menemittierenden Saphir-Flip-Chip mit einer Oberseite und einer Unterseite, der in einen optisch transparenten Formkörper mit einer Oberseite und einer Unterseite eingebettet ist.
Vorteilhafterweise kann der Formkörper dann als kompaktes Ge¬ häuse des optoelektronischen Halbleiterbauteils dienen und ist für durch den Saphir-Flip-Chip emittierte Strahlung durchlässig. Vorteilhafterweise lassen sich eine Vielzahl vo- lumenemittierender Saphir-Flip-Chips gleichzeitig in einen gemeinsamen Formkörper einbetten, der anschließend unterteilt wird, um eine Vielzahl optoelektronischer Halbleiterbauteile zu erhalten. Dadurch ist das optoelektronische Halbleiterbau¬ teil sehr kostengünstig herstellbar.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils ist die Unterseite des Chips nicht durch den Form¬ körper bedeckt. Vorteilhafterweise kann der Chip dann an sei¬ ner Unterseite elektrisch kontaktiert werden.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils sind Konverterpartikel in den Formkörper integriert und dazu vorgesehen, eine Wellenlänge einer durch den Chip emittierten Strahlung zu konvertieren. Vorteilhafterweise dient der Formkörper dann nicht nur als Gehäuse des optoe¬ lektronischen Halbleiterbauteils, sondern erfüllt gleichzei¬ tig die Funktion der Lichtkonversion. Hieraus ergibt sich vorteilhafterweise ein besonders kostengünstiges und kompak¬ tes optoelektronisches Halbleiterbauteil.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils ist auf der Unterseite des Formkörpers eine reflek¬ tierende Schicht angeordnet. Vorteilhafterweise kann die re-
flektierende Schicht dann durch den Saphir-Flip-Chip in Richtung der Unterseite des Formkörpers emittierte Strahlung in Richtung der Oberseite des Formkörpers reflektieren, wodurch sich der genutzte Anteil des Lichtstroms des optoelektroni- sehen Halbleiterbauteils erhöht.
In einer Weiterbildung des optoelektronischen Halbleiterbauteils ist die Oberseite des Formkörpers konvex geformt. Vor¬ teilhafterweise dient der Formkörper dann nicht nur als Ge- häuse des optoelektronischen Halbleiterbauteils, sondern bil¬ det gleichzeitig eine Primäroptik zur Lichtformung und/oder FarbortSteuerung . Vorteilhafterweise ergibt sich hierdurch ein besonders kostengünstiges und kompaktes optoelektroni¬ sches Halbleiterbauteil.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils weist der Chip an seiner Unterseite eine Mehrzahl erster elektrischer Kontakte einer ersten Polarität und eine Mehrzahl zweiter elektrischer Kontakte einer zweiten Polari- tät auf. Dabei weist das Halbleiterbauteil eine elektrisch leitende Umverdrahtungsschicht auf, die die ersten Kontakte leitend miteinander verbindet und die zweiten Kontakte lei¬ tend miteinander verbindet. Vorteilhafterweise kann der Sa¬ phir-Flip-Chip dann ohne eigene Umverdrahtung ausgebildet sein, wodurch der Saphir-Flip-Chip kostengünstig erhältlich ist. Die Umverdrahtungsschicht des optoelektronischen Halb¬ leiterbauteils lässt sich vorteilhafterweise kostengünstig und mit geringem Aufwand für eine Vielzahl optoelektronischer Halbleiterbauteile gleichzeitig herstellen.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils weist das Halbleiterbauteil eine Mehrzahl von Chips auf, die gemeinsam in den Formkörper eingebettet sind. Dabei sind die Chips durch die Umverdrahtungsschicht in Reihe ge- schaltet. Vorteilhafterweise weist eine derartige Multi-Chip- Anordnung ein besonders günstiges Verhältnis zwischen der Größe der einzelnen Chips und der Gesamtgröße des optoe¬ lektronischen Halbleiterbauteils auf. Insbesondere sinkt der
relative Platzbedarf der Umverdrahtungs-schicht mit zunehmen¬ der Anzahl der im optoelektronischen Halbleiterbauteil enthaltenen Chips . In einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils weist der Formkörper einen Durchbruch auf, wobei durch den Durchbruch eine mit den ersten Kontakten elektrisch leitend verbundene erste Kontaktfläche zugänglich ist. Vor¬ teilhafterweise ist das optoelektronische Halbleiterbauteil dann von seiner Oberseite her elektrisch kontaktierbar . Dadurch kann bei dem optoelektronischen Halbleiterbauteil vorteilhafterweise auf das Vorsehen elektrischer Kontakte an der Unterseite des optoelektronischen Halbleiterbauteils verzich¬ tet werden.
In einer anderen Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils ist dieses als SMD-Bauteil mit zwei an einer Unterseite des Halbleiterbauteils angeordneten lötfähigen elektrischen Anschlussflächen ausgebildet. Vorteilhafterweise eignet sich das Halbleiterbauteil dann für eine SMD-Montage mittels Wiederaufschmelzlöten (Reflow-Löten) .
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils ist der Formkörper mit einem anorganischen Füllstoff gefüllt. Dabei beträgt der Füllgrad mehr als 80%. Vorteil¬ hafterweise weist der Füllkörper dann einen geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten auf, der an den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Saphir-Flip-Chips angepasst ist. Ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterbauteils umfasst Schritte zum Bereitstellen eines volu¬ menemittierenden Saphir-Flip-Chips mit einer Oberseite und einer Unterseite, und zum Einbetten des Chips in einen op¬ tisch transparenten Formkörper mit einer Oberseite und einer Unterseite. Vorteilhafterweise ist mit diesem Verfahren ein kostengünstiges optoelektronisches Halbleiterbauteil her¬ stellbar, dessen Formkörper als Gehäuse zur mechanischen Verbindung der Komponenten des optoelektronischen Halbleiterbau-
teils dient und für durch den volumenemittierenden Saphir- Flip-Chip emittierte Strahlung durchlässig ist.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird vor dem Einbet- ten des Chips die Unterseite des Chips auf einer Folie ange¬ ordnet. Vorteilhafterweise kann der Formkörper dann durch fo¬ lienunterstütztes Transfer-Molding hergestellt werden. Dabei wird die Unterseite des Chips vorteilhafterweise nicht durch den Formkörper bedeckt und kann so zur elektrischen Kontak- tierung des Chips dienen.
In einer Weiterbildung des Verfahrens wird nach dem Einbetten des Chips ein weiterer Schritt durchgeführt zum Entfernen ei¬ nes Teils des Formkörpers an der Oberseite des Formkörpers. Vorteilhafterweise kann die Oberseite des Formkörpers dadurch so strukturiert werden, dass der Formkörper eine Primäroptik des optoelektronischen Halbleiterbauteils bildet.
In einer Weiterbildung des Verfahrens wird nach dem Einbetten des Chips in den Formkörper ein weiterer Schritt durchgeführt zum Aufbringen einer reflektierenden Schicht auf die Unterseite des Formkörpers. Vorteilhafterweise kann die aufge¬ brachte reflektierende Schicht zur Reflexion von durch den Chip in Richtung der Unterseite des Formkörpers emittierter Strahlung dienen. Hierdurch weist das durch das Verfahren erhältliche optoelektronische Halbleiterbauteil einen höheren effektiv nutzbaren Lichtstrom auf.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird eine Mehrzahl von Saphir-Flip-Chips gleichzeitig in einen gemeinsamen Form¬ körper eingebettet. Vorteilhafterweise reduziert sich hier¬ durch der pro Saphir-Flip-Chip erforderliche Herstellungsauf¬ wand . In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der gemeinsame
Formkörper in einem nachfolgenden Verfahrensschritt zerteilt. Vorteilhafterweise ermöglicht das Verfahren dann eine gleich¬ zeitige gemeinsame Herstellung einer Vielzahl optoelektroni-
scher Halbleiterbauteile, wodurch sich die Herstellungskosten pro optoelektronischem Halbleiterbauteil drastisch reduzie¬ ren . Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläu- tert werden. Dabei zeigen in jeweils stark schematisierter Darstellung :
Figur 1 einen Schnitt durch ein optoelektronisches Halblei¬ terbauteil gemäß einer ersten Ausführungsform;
Figur 2 eine teilweise transparente Durchsicht durch das op¬ toelektronische Halbleiterbauteil der ersten Ausführungsform;
Figur 3 einen Schnitt durch ein optoelektronisches Halblei- terbauteil gemäß einer zweiten Ausführungsform;
Figur 4 eine teilweise transparente Sicht auf das optoe¬ lektronische Halbleiterbauteil der zweiten Ausführungsform; Figur 5 einen Schnitt durch ein optoelektronisches Halblei¬ terbauteil gemäß einer dritten Ausführungsform; und
Figur 6 eine teilweise transparente Sicht auf das optoe¬ lektronische Halbleiterbauteil der dritten Ausführungsform.
Figur 1 zeigt in stark schematisierter Darstellung einen Schnitt durch ein optoelektronisches Halbleiterbauteil 10 ge¬ mäß einer ersten Ausführungsform. Figur 2 zeigt in stark schematisierter Darstellung eine Aufsicht auf das optoe¬ lektronische Halbleiterbauteil 10. In der Darstellung der Fi¬ gur 2 sind zum Zweck der besseren Verständlichkeit einige Komponenten des optoelektronischen Halbleiterbauteils 10
teilweise transparent dargestellt. Die Schnittlinie, entlang der das optoelektronische Halbleiterbauteil 10 in der Dar¬ stellung der Figur 1 geschnitten ist, ist in Figur 2 angedeutet. Das optoelektronische Halbleiterbauteil 10 kann bei- spielsweise ein LED-Package sein.
Das optoelektronische Halbleiterbauteil 10 umfasst einen Chip 100. Der Chip 100 weist eine Oberseite 101 und eine der Ober¬ seite 101 gegenüberliegende Unterseite 102 auf. Eine Dicke des Chips 100 zwischen der Oberseite 101 und der Unterseite 102 kann beispielsweise zwischen 100 pm und 200 pm betragen. Der Chip 100 ist als Saphir-Flip-Chip mit einer in den Saphir-Flip-Chip integrierten Umverdrahtung ausgebildet. Der Chip 100 ist als Volumenemitter ausgebildet, optische Strah- lung in alle Raumrichtungen zu emittieren. Der Chip 100 weist bevorzugt ein an die Oberseite 101 angrenzendes Saphir- Substrat und eine auf das Saphir-Substrat epitaktisch aufge¬ wachsene Epitaxieschicht auf, die zur Unterseite 102 orie- tiert ist und eine lichterzeugende aktive Schicht umfasst.
Auf der Unterseite 102 des Chips 100 sind ein erster elektri¬ scher Kontakt 110 und ein zweiter elektrischer Kontakt 120 angeordnet. Der erste elektrische Kontakt 110 und der zweite elektrische Kontakt 120 sind von außen zugängliche elektri- sehe Kontakte der internen Umverdrahtung des Chips 100. Wird zwischen dem ersten elektrischen Kontakt 110 und dem zweiten elektrischen Kontakt 120 eine elektrische Spannung angelegt, so emittiert der Chip 100 elektromagnetische Strahlung, bei¬ spielsweise sichtbares Licht. Die elektromagnetische Strah- lung wird durch den Chip 100 in alle Raumrichtungen emittiert. In Richtung der Unterseite 102 des Chips 100 emittier¬ te Strahlung wird jedoch durch die an der Unterseite 102 angeordneten elektrischen Kontakte 110, 120 zumindest teilweise in Richtung der Oberseite 101 des Chips 100 reflektiert.
Der Chip 100 des optoelektronischen Halbleiterbauteils 10 ist in einen Formkörper 200 eingebettet. Der Formkörper 200 weist eine Oberseite 201 und eine Unterseite 202 auf. Die Untersei-
te 102 des Chips 100 ist nicht durch den Formkörper 200 be¬ deckt. Somit schließt die Unterseite 102 des Chips 100 etwa bündig mit der Unterseite 202 des Formkörpers 200 ab. Alle anderen Oberflächen des Chips 100 sind bevorzugt durch den Formkörper 200 bedeckt.
Der Formkörper 200 besteht aus einem für die durch den Chip 100 emittierte Strahlung im Wesentlichen transparenten Material. Beispielsweise kann der Formkörper 200 aus einem trans- parenten Spritzgußmaterial (Mold-Material ) bestehen. Bevor¬ zugt besteht der Formkörper 200 aus einem Silikon-Mold- Material, etwa einem Silikonharz.
Das Material des Formkörpers 200 weist bevorzugt einen ther- mischen Ausdehnungskoeffizienten auf, der an den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Chips 100 angepasst ist, diesem also etwa entspricht. Bevorzugt weist der Formkörper 200 ei¬ nen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von höchstens 8 ppm/K auf. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das Material des Formkörpers 200 mit anorganischen Füll¬ stoffen im pm- oder nm-Maßstab gefüllt ist. Beispielsweise kann das Material des Formkörpers 200 mit Quarz gefüllt sein. Der Füllgrad beträgt dabei bevorzugt mehr als 80%. Alternativ ist auch eine Verwendung von Ormoceren denkbar. Vorteilhaft- erweise ergibt sich durch den hohen Füllgrad gleichzeitig ei¬ ne hohe Wärmeleitfähigkeit des Formkörpers 200. Dadurch kann der Formkörper 200 durch den Chip 100 produzierte Wärme wirksam abführen. Das Material des Formkörpers 200 ist außerdem bevorzugt alte¬ rungsbeständig für blaues Licht unter Wärmeeinfluss .
In den Formkörper 200 können außerdem Konverterpartikel integriert sein, die dazu dienen, die Wellenlänge der durch den Chip 100 emittierten Strahlung zu konvertieren. Die Konverterpartikel können beispielsweise Phosphor aufweisen. Falls der Formkörper 200 derartige Konverterpartikel enthält, so absorbieren die Konverterpartikel einen Teil der durch den
n
Chip 100 emittierten Strahlung und emittieren dafür Strahlung mit anderer Wellenlänge. Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird ein Formkörper 200 mit solchen Konverterpartikeln dennoch als transparent betrachtet und bezeichnet.
Der Formkörper 200 wird bevorzugt durch einen Spritzguß- oder Sprit zpress-Prozess (Molding-Prozess ) aus einer Formmasse hergestellt. Vorteilhafterweise ist dazu keine Top-Foil- Molding-Anlage notwendig, da die Oberseite 101 des Chips 100 nicht geschützt werden muss, sondern durch den Formkörper 200 überformt wird. Dadurch ist der Formkörper 200 durch einen einfachen und kostengünstigen Prozess herstellbar.
Die Oberseite 201 des Formkörpers 200 ist beim optoelektroni¬ schen Halbleiterbauteil 10 plan und parallel zur Unterseite 202 ausgebildet. Es wäre jedoch auch möglich, die Oberseite 201 des Formkörpers 200 anders als eben auszubilden. Bei¬ spielsweise könnte die Oberseite 201 des Formkörpers 200 eine konvexe Linsenform aufweisen, um die räumliche Verteilung der durch den Chip 100 emittierten Strahlung zu beeinflussen. Falls der Formkörper 200 integrierte Konverterpartikel auf¬ weist, so ist über die Formgebung der Oberseite 201 des Form¬ körpers 200 auch eine FarbortSteuerung möglich. Eine Formgebung der Oberseite 201 des Formkörpers 200 kann entweder be¬ reits während der Herstellung des Formkörpers 200 durch ein geeignetes Mold-Werkzeug erfolgen oder durch nachträgliche Bearbeitung der Oberseite 201 des Formkörpers 200 entstehen. Eine nachträgliche Bearbeitung der Oberseite 201 des Formkör¬ pers 200 kann beispielsweise durch Laserabiation oder durch Selektiv-Schleifen erfolgen.
Auf der Unterseite 202 des Formkörpers 200 ist eine reflek¬ tierende Schicht 300 angeordnet. Bei der reflektierenden Schicht 300 kann es sich beispielsweise um eine metallische Schicht, etwa um eine Silberschicht, handeln. Die reflektie¬ rende Schicht 300 dient dazu, durch den Chip 100 in Richtung der Unterseite 202 des Formkörpers 200 emittierte Strahlung in Richtung der Oberseite 201 des Formkörpers 200 zu reflek-
tieren. Dadurch geht in Richtung der Unterseite 202 des Formkörpers 200 emittierte Strahlung nicht verloren, wenn das op¬ toelektronische Halbleiterbauteil 10 auf einem Träger ange¬ ordnet wird. Hierdurch erhöht sich der effektive Lichtstrom des optoelektronischen Halbleiterbauteils 10.
Auf der reflektierenden Schicht 300 ist eine erste dielektrische Schicht 310 angeordnet. Die reflektierende Schicht 300 befindet sich somit zwischen dem Formkörper 200 und der ers- ten dielektrischen Schicht 310. Die erste dielektrische
Schicht 310 kann aus einem organischen oder einem anorganischen Material bestehen. Beispielsweise kann die erste die¬ lektrische Schicht 310 aus Siliziumdioxid bestehen und eine Dicke von 0,5 pm aufweisen.
Im Bereich der Unterseite 102 des Chips 100 weisen die re¬ flektierende Schicht 300 und die erste dielektrische Schicht 310 eine Aussparung auf. Somit ist die Unterseite 102 des Chips 100 nicht durch die reflektierende Schicht 300 und die erste dielektrische Schicht 310 bedeckt.
Auf der Unterseite 202 des Formkörpers 200 und der Unterseite 102 des Chips 100 ist eine galvanische Schicht 400 angeord¬ net. Die galvanische Schicht 400 besteht aus einem elektrisch leitenden Material, beispielsweise aus Kupfer, und ist bevor¬ zugt durch galvanische Abscheidung aufgebracht worden. Die galvanische Schicht 400 kann beispielsweise eine Dicke von 100 pm aufweisen. Die galvanische Schicht 400 ist durch die erste dielektrische Schicht 310 elektrisch gegen die reflek- tierende Schicht 300 isoliert.
Die galvanische Schicht 400 umfasst einen ersten elektrischen Lötkontakt 410 und einen zweiten elektrischen Lötkontakt 420. Der erste elektrische Lötkontakt 410 und der zweite elektri- sehe Lötkontakt 420 sind elektrisch voneinander isoliert. Der erste elektrische Lötkontakt 410 steht in elektrisch leiten¬ der Verbindung mit dem ersten elektrischen Kontakt 110 an der Unterseite 102 des Chips 100. Der zweite elektrische Lötkon-
takt 420 steht in elektrisch leitender Verbindung mit dem zweiten elektrischen Kontakt 120 an der Unterseite 102 des Chips 100. Die elektrischen Lötkontakte 410, 420 können zum elektrischen Kontaktieren des optoelektronischen Halbleiterbauteils 10 mittels eines Wiederaufschmelz-Lötverfahrens (Reflow- Lötverfahrens ) dienen. Somit ist das optoelektronische Halb¬ leiterbauteil 10 ein SMD-fähiges Bauteil.
Gleichzeitig dienen die elektrischen Lötkontakte 410, 420 da¬ zu, Wärme vom optoelektronischen Halbleiterbauteil 10 abzu¬ führen. Durch den Chip 100 produzierte Abwärme fließt dabei aus dem Chip über die elektrischen Kontakte 110, 120 und die elektrischen Lötkontakte 410, 420 vom optoelektronischen Halbleiterbauteil 10 ab. Ein kleinerer Teil der durch den Chip 100 produzierten Abwärme fließt auch durch den Formkörper 200, die reflektierende Schicht 300 und die erste die¬ lektrische Schicht 310 ab.
Figur 3 zeigt in stark schematisierter Darstellung einen Schnitt durch ein optoelektronisches Halbleiterbauteil 20 ge¬ mäß einer zweiten Ausführungsform. Figur 4 zeigt eine Aufsicht bzw. teilweise transparente Durchsicht des optoelektro- nischen Halbleiterbauteils 20. In Figur 4 ist die Schnittkan¬ te angedeutet, an der das optoelektronische Halbleiterbauteil 20 in der Darstellung der Figur 3 geschnitten ist. Das optoelektronische Halbleiterbauteil 20 weist Übereinstimmungen mit dem optoelektronischen Halbleiterbauteil der Figuren 1 und 2 auf. Gleiche und gleich wirkende Komponenten sind daher mit denselben Bezugszeichen versehen und werden nicht erneut detailliert beschrieben.
Anstelle des Chips 100 des optoelektronischen Halbleiterbau- teils 10 weist das optoelektronische Halbleiterbauteil 20 ei¬ nen Chip 1100 auf. Der Chip 1100 ist ebenfalls als Saphir- Flip-Chip ausgebildet, weist jedoch keine integrierte Um- verdrahtung auf. Auch der Chip 1100 ist ein Volumenemitter,
der elektromagnetische Strahlung aus allen Bereichen des Chips 1100 in alle Raumrichtungen emittiert. Der Chip 1100 weist eine Oberseite 1101 und eine der Oberseite 1101 gegenü¬ berliegende Unterseite 1102 auf. Die Dicke des Chips 1100 kann derjenigen des Chips 100 entsprechen.
An der Unterseite 1102 des Chips 1100 sind eine Mehrzahl elektrischer Kontakte 1110 einer ersten Polarität und eine Mehrzahl elektrischer Kontakte 1120 einer zweiten Polarität angeordnet. Die elektrischen Kontakte 1110, 1120 sind jeweils in regelmäßiger Anordnung über die gesamte Unterseite 1102 des Chips 1100 verteilt. Wird zwischen den elektrischen Kontakten 1110 der ersten Polarität und den elektrischen Kontakten 1120 der zweiten Polarität eine elektrische Spannung an- gelegt, so emittiert der Chip 1100 elektromagnetische Strah¬ lung, beispielsweise sichtbares Licht.
Der Chip 1100 des optoelektronischen Halbleiterbauteils 20 ist in einen Formkörper 1200 eingebettet. Der Formkörper 1200 weist eine Oberseite 1201 und eine Unterseite 1202 auf. Die
Unterseite 1102 des Chips 1100 ist nicht durch den Formkörper 1200 bedeckt und schließt bevorzugt etwa bündig mit der Un¬ terseite 1202 des Formkörpers 1200 ab. Die übrigen Oberflä¬ chen des Chips 1100 sind bevorzugt allesamt durch den Form- körper 1200 bedeckt.
Der Formkörper 1200 besteht aus demselben Material wie der Formkörper 200 des optoelektronischen Halbleiterbauteils 10 und weist dieselbe Funktion auf. Insbesondere können auch in den Formkörper 1200 Konverterpartikel zur Konvertierung der durch den Chip 1100 emittierten Strahlung integriert sein. Auch die Herstellung des Formkörpers 1200 kann analog zur Herstellung des Formkörpers 200 erfolgen. Die Oberseite 1201 des Formkörpers 1200 weist einen konvexen Abschnitt auf, der oberhalb der Oberseite 1101 des Chips 1100 angeordnet ist und eine Primäroptik des optoelektronischen Halbleiterbauteils 20 bildet. Durch die konvexe Oberseite
1201 des Formkörpers 1200 wird die Winkelverteilung der durch den Chip 1100 emittierten Strahlung beeinflusst. Der konvexe Abschnitt der Oberseite 1201 des Formkörpers 1200 kann be¬ reits während des Spritzgießens des Formkörpers 1200 durch ein geeignetes Mold-Werkzeug oder durch nachträgliche Bear¬ beitung der Oberseite 1201 des Formkörpers 1200 erzeugt wer¬ den. In einer vereinfachten Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils 20 kann die Oberseite 1201 des Formkörpers 1200 auch plan ausgebildet werden.
Auf der Oberseite 1201 des Formkörpers 1200 ist eine optische Linse 600 mit einer Oberseite 601 und einer Unterseite 602 angeordnet. Die Unterseite 602 der optischen Linse 600 steht in Kontakt mit der Oberseite 1201 des Formkörpers 1200. Die optische Linse 600 besteht aus einem für die durch den Chip 1100 emittierte Strahlung transparenten Material. Die opti¬ sche Linse 600 wird bei der Herstellung des optoelektronischen Halbleiterbauteils 20 bevorzugt auf den Formkörper 1200 aufgemoldet. Die optische Linse 600 dient zur weiteren
Strahlformung der durch den Chip 1100 emittierten Strahlung. Hierzu ist die Oberseite 601 der optischen Linse 600 konvex linsenförmig ausgebildet. Im in den Figuren 3 und 4 dargestellten Beispiel weist der konvexe Bereich der Oberseite 601 der optischen Linse 600 einen größeren Radius als der konvexe Bereich der Oberseite 1201 des Formkörpers 1200 auf. Die kon¬ vexen Bereiche der Oberseite 601 der optischen Linse 600 und der Oberseite 1201 des Formkörpers 1200 können jedoch auch anders ausgebildet sein. Die optische Linse 600 kann in einer vereinfachten Ausführungsform des optoelektronischen Halblei- terbauteils 20 auch entfallen.
Auf der Unterseite 1202 des Formkörpers 1200 sind wiederum eine reflektierende Schicht 300 und eine erste dielektrische Schicht 310 angeordnet, die in Aufbau und Funktion mit den entsprechenden Schichten des optoelektronischen Halbleiterbauteils 10 übereinstimmen.
Auf der ersten dielektrischen Schicht 310 ist beim optoelektronischen Halbleiterbauteil 20 eine Umverdrahtungsschicht 500 aus einem elektrisch leitenden Material angeordnet. Die Umverdrahtungsschicht 500 kann beispielsweise aus Kupfer be- stehen und eine Dicke von 2 pm aufweisen. Durch die erste dielektrische Schicht 310 ist die Umverdrahtungsschicht 500 elektrisch von der reflektierenden Schicht 300 isoliert.
Die Umverdrahtungsschicht 500 weist eine erste Zusammenfüh¬ rung 510 und eine zweite Zusammenführung 520 auf, die jeweils durch voneinander getrennte laterale Abschnitte der Um¬ verdrahtungsschicht 500 gebildet werden. Die erste Zusammen¬ führung 510 und die zweite Zusammenführung 520 sind dadurch elektrisch gegeneinander isoliert. Die erste Zusammenführung 510 steht an der Unterseite 1102 des Chips 1100 in elektrisch leitender Verbindung mit allen elektrischen Kontakten 1110 der ersten Polarität. Die zweite Zusammenführung 520 steht in elektrisch leitender Verbindung mit allen elektrischen Kontakten 1120 der zweiten Polarität an der Unterseite 1102 des Chips 1100. Die Zusammenführungen 510, 520 dienen dazu, die elektrischen Kontakte 1110, 1120 einer jeweiligen Polarität elektrisch miteinander zu verbinden. Außerdem dienen die Zusammenführungen 510, 520 dazu, elektrisch leitende Verbindungen zu den elektrischen Kontakten 1110, 1120 des Chips 1100 in lateraler Richtung nach außen zu führen.
Teile der Umverdrahtungsschicht 500 sind durch eine zweite dielektrische Schicht 320 bedeckt. Die zweite dielektrische Schicht 320 besteht aus einem elektrisch isolierenden Materi- al, beispielsweise aus demselben Material wie die erste die¬ lektrische Schicht 310. Die zweite dielektrische Schicht 320 kann jedoch auch aus einem mit Keramikpartikeln gefüllten organischen Material bestehen, beispielsweise aus dem kommerziell erhältlichen Produkt Bergquist HPL . In diesem Fall weist die zweite dielektrische Schicht 320 eine besonders gu¬ te Wärmeleitfähigkeit auf.
Das optoelektronische Halbleiterbauteil 20 weist außerdem ei¬ ne galvanische Schicht 400 auf, die im Wesentlichen der gal¬ vanischen Schicht 400 des optoelektronischen Halbleiterbau¬ teils 10 der Figuren 1 und 2 entspricht. Die galvanische Schicht 400 umfasst einen ersten elektrischen Lötkontakt 410, einen zweiten elektrischen Lötkontakt 420 und einen thermischen Lötkontakt 430. Der erste elektrische Lötkontakt 410 ist teilweise auf der ersten Zusammenführung 510 der Umverdrahtungsschicht 500 angeordnet und stellt dadurch eine elektrisch leitende Verbindung zu den elektrischen Kontakten 1110 der ersten Polarität des Chips 110 bereit. Der zweite elektrische Lötkontakt 420 ist teilweise auf der zweiten Zu¬ sammenführung 520 der Umverdrahtungsschicht 500 angeordnet und stellt dadurch eine elektrisch leitende Verbindung zu den elektrischen Kontakten 1120 der zweiten Polarität des Chips 1100 bereit. Der thermische Lötkontakt 430 ist auf der zwei¬ ten dielektrischen Schicht 320 und auf der ersten dielektrischen Schicht 310 angeordnet und durch die zweite dielektri¬ sche Schicht 320 elektrisch gegen die Umverdrahtungsschicht 500 isoliert. Der thermische Lötkontakt 430 dient dazu, durch den Chip 1100 produzierte Abwärme abzuführen.
Die elektrischen Lötkontakte 410, 420 und der thermische Löt¬ kontakt 430 eignen sich dazu, mittels eines Wiederaufschmelz- Lötverfahrens kontaktiert zu werden. Somit ist auch das op¬ toelektronische Halbleiterbauteil 20 als SMD-Bauteil ausge¬ bildet .
Ferner weist das optoelektronische Halbleiterbauteil 20 eine Schutzdiode 530 auf, die elektrisch leitend mit der ersten Zusammenführung 510 und mit der zweiten Zusammenführung 520 verbunden ist. Die Schutzdiode 530 ist gemeinsam mit dem Chip 1100 in den Formkörper 1200 eingebettet. Die Schutzdiode 530 dient als ESD-Schut zdiode zum Schutz des Chips 1100 vor Be- Schädigungen durch statische Entladungen.
Der Formkörper 1200 des optoelektronischen Halbleiterbauteils 20 dient somit als Gehäuse und zur mechanischen Verbindung
der Komponenten des optoelektronischen Halbleiterbauteils 20 und optional zur Lichtkonversion und zur Lichtformung.
Figur 5 zeigt in stark schematisierter Darstellung einen Schnitt durch ein optoelektronisches Halbleiterbauteil 30 ge¬ mäß einer dritten Ausführungsform. Figur 6 zeigt eine Aufsicht bzw. teilweise transparente Durchsicht des optoelektro¬ nischen Halbleiterbauteils 30. Die Schnittlinie, an der das optoelektronische Halbleiterbauteil 30 in der Darstellung der Figur 5 geschnitten ist, ist in Figur 6 angedeutet. Das op¬ toelektronische Halbleiterbauteil 30 weist Übereinstimmungen mit dem optoelektronischen Halbleiterbauteil 20 der Figuren 3 und 4 auf. Gleiche und gleich wirkende Komponenten sind daher mit denselben Bezugszeichen versehen und werden nachfolgend nicht erneut detailliert beschrieben.
Das optoelektronische Halbleiterbauteil 30 umfasst insgesamt neun Chips 1100. Die Chips 1100 sind in einer Matrix von 3x3 Chips 1100 angeordnet. Hierdurch ist bei dem optoelektroni- sehen Halbleiterbauteil 30 der Anteil der Fläche der Chips
1100 an der gesamten lateralen Ausdehnung des optoelektronischen Halbleiterbauteils 30 höher als bei dem optoelektronischen Halbleiterbauteil 20. Falls die laterale Ausdehnung der Chips 1100 beispielsweise 1 mm x 1 mm und die laterale Aus- dehnung des optoelektronischen Halbleiterbauteils 30 bei¬ spielsweise 4 mm x 4 mm beträgt, so wird ein Anteil von 56% der Fläche des optoelektronischen Halbleiterbauteils 30 durch die Oberseiten 1101 der Chips 1100 gebildet. Falls die late¬ rale Ausdehnung des optoelektronischen Halbleiterbauteils 20 der Figuren 3 und 4 beispielsweise 3 mm x 3 mm beträgt, so wird beim optoelektronischen Halbleiterbauteil 20 lediglich ein Anteil von 11% der Fläche des optoelektronischen Halbleiterbauteils 20 durch die Oberseite 1101 des Chips 1100 gebil¬ det. Das optoelektronische Halbleiterbauteil 30 kann in al- ternativen Ausführungsformen auch eine andere Anzahl an Chips 1100 aufweisen, beispielsweise 2x2 Chips 1100 oder 3x4 Chips 1100.
Die Chips 1100 des optoelektronischen Halbleiterbauteils 30 sind in einen gemeinsamen Formkörper 2200 eingebettet. Der Formkörper 2200 weist eine Oberseite 2201 und eine Unterseite 2202 auf. Die Unterseiten 1102 der Chips 1100 werden nicht durch den Formkörper 2200 bedeckt und schließen bevorzugt et¬ wa bündig mit der Unterseite 2202 des Formkörpers 2200 ab. Die Zusammensetzung und das zur Herstellung des Formkörpers 2200 verwendete Verfahren entsprechen denen des Formkörpers 1200 des optoelektronischen Halbleiterbauteils 20.
Die Oberseite 2201 des Formkörpers 2200 weist im dargestell¬ ten Beispiel mehrere konvexe linsenförmige Abschnitte auf, die jeweils über den Oberseiten 1101 der Chips 1100 angeord¬ net sind. In alternativen Ausführungsformen könnte die Ober- seite 2201 des Formkörpers 2200 auch lediglich einen konvexen Bereich aufweisen, der alle neuen Chips 1100 überdeckt, oder die Oberseite 2201 des Formkörpers 2200 könnte plan ausgebil¬ det sein. Auch andere Gestaltungen der Oberseite 2201 des Formkörpers 2200 sind möglich.
An der Unterseite 2202 des Formkörpers 2200 des optoelektro¬ nischen Halbleiterbauteils 30 sind wiederum eine reflektie¬ rende Schicht 300 und eine erste dielektrische Schicht 310 angeordnet, deren Aufbau und Funktion denen derselben Schich- ten der optoelektronischen Halbleiterbauteile 10 und 20 ent¬ sprechen. Die Unterseiten 1102 der Chips 1100 werden nicht durch die reflektierende Schicht 300 und die erste dielektri¬ sche Schicht 310 bedeckt. Auf der ersten dielektrischen Schicht 310 ist beim optoelektronischen Halbleiterbauteil 30 eine Umverdrahtungsschicht 1500 aus einem elektrisch leitenden Material angeordnet. Die Umverdrahtungsschicht 1500 wird durch die erste dielektrische Schicht 310 elektrisch von der reflektierenden Schicht 300 getrennt. Die Umverdrahtungsschicht 1500 umfasst in unter¬ schiedlichen lateralen Abschnitten eine erste Zusammenführung 1510, eine zweite Zusammenführung 1520 und mehrere Reihen¬ schaltungsabschnitte 1530. Die Zusammenführungen 1510, 1520
und die Reihenschaltungsabschnitte 1530 sind jeweils lateral voneinander beabstandet und dadurch elektrisch voneinander getrennt . Die erste Zusammenführung 1510 ist elektrisch leitend mit den elektrischen Kontakten 1110 der ersten Polarität eines ersten Chips 1100 verbunden. Die zweite Zusammenführung 1520 ist elektrisch leitend mit den elektrischen Kontakten 1120 der zweiten Polarität eines letzten der Chips 1100 verbunden. Die Reihenschaltungsabschnitte 1530 verbinden jeweils die elekt¬ rischen Kontakte 1120 der zweiten Polarität eines der Chips 1100 mit den elektrischen Kontakten 1110 der ersten Polarität eines nachfolgenden Chips 1100. Hierdurch werden die neun Chips 1100 des optoelektronischen Halbleiterbauteils 30 durch die Reihenschaltungsabschnitte 1530 elektrisch in Reihe ge¬ schaltet. Durch Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen der ersten Zusammenführung 1510 und der zweiten Zusammenführung 1520 kann ein elektrischer Stromfluss durch alle neun Chips 1100 des optoelektronischen Halbleiterbauteils 30 ange- regt werden, der dazu führt, dass die Chips 1100 elektromag¬ netische Strahlung emittieren.
Auf der Umverdrahtungsschicht 1500 ist eine zweite dielektri¬ sche Schicht 320 angeordnet, die die Umverdrahtungsschicht 1500 elektrisch von der Umgebung des optoelektronischen Halbleiterbauteils 30 isoliert. Auf der zweiten dielektrischen Schicht 320 könnte wiederum eine galvanische Schicht 400 mit einem thermischen Lötkontakt 430 angeordnet sein, der dazu dient, durch die Chips 1100 produzierte Abwärme abzuführen. In der dargestellten Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils 30 entfällt die galvanische Schicht 400. Daher kann in dieser Ausführungsform auch auf eine Strukturierung der zweiten dielektrischen Schicht 320 verzichtet werden .
Der Formkörper 2200 weist einen ersten Durchbruch 2210 und einen zweiten Durchbruch 2220 auf. Der erste Durchbruch 2210 und der zweite Durchbruch 2220 erstrecken sich jeweils von
der Oberseite 2201 bis zur Unterseite 2202 des Formkörpers 2200. Im Bereich der Durchbrüche 2210, 2220 sind außerdem Aussparungen in der reflektierenden Schicht 300 und der ersten dielektrischen Schicht 310 ausgebildet. Der erste Durch- bruch 2210 ist lateral oberhalb der ersten Zusammenführung
1510 angeordnet. Der zweite Durchbruch 2220 ist lateral ober¬ halb der zweiten Zusammenführung 1520 angeordnet. Somit ist durch den ersten Durchbruch 2210 von der Oberseite 2201 des Formkörpers 2200 her eine erste Kontaktfläche 1515 der ersten Zusammenführung 1510 zugänglich. Durch den zweiten Durchbruch 2220 ist von der Oberseite 2201 des Formkörpers 2200 her eine zweite Kontaktfläche 1525 der zweiten Zusammenführung 1520 zugänglich . Die erste Kontaktfläche 1515 des optoelektronischen Halblei¬ terbauteils 30 kann beispielsweise durch Drahtbonden von der Oberseite 2201 des Formkörpers 2200 her elektrisch kontak¬ tiert werden. Entsprechend kann auch die zweite Kontaktfläche 1525 durch den zweiten Durchbruch 2220 von der Oberseite 2201 des Formkörpers 2200 her elektrisch kontaktiert werden. Das optoelektronische Halbleiterbauteil 30 ist also kein SMD- Bauteil, sondern ein von oben kontaktierbares Bauteil.
Die Herstellung der optoelektronischen Halbleiterbauteile 10, 20, 30 erfolgt bevorzugt wie nachfolgend erläutert. Zunächst werden die Chips 100, 1100 mit ihren Unterseiten 1102 auf einer Folie angeordnet. Anschließend werden die Chips 100, 1100 durch einen Mold-Prozess in die Formkörper 200, 1200, 2200 eingebettet. Die Oberseiten 201, 1201, 2201 der Formkörper 200, 1200, 2200 können plan ausgebildet werden oder bereits während des Mold-Prozesses durch Verwendung geeigneter Mold- Werkzeuge mit konvexen Linsenabschnitten oder anders ausgebildeten Abschnitten versehen werden. Alternativ kann auch eine dem Mold-Prozess nachfolgende Bearbeitung der Oberseiten 201, 1201, 2201 Formkörper 200, 1200, 2200 erfolgen, bei¬ spielsweise durch Laserabiation oder selektives Schleifen. Auf den Oberseiten 201, 1201, 2201 der Formkörper 200, 1200, 2200 können anschließend zusätzliche optische Linsen 600 an-
geordnet werden, beispielsweise indem diese Linsen 600 aufge- moldet werden.
Die reflektierende Schicht 300, die erste dielektrische
Schicht 310 und gegebenenfalls die zweite dielektrische
Schicht 320 werden anschließend auf die Unterseiten 202, 1202, 2202 der Formkörper 200, 1200, 2200 aufgebracht und strukturiert. Die elektrische Kontaktierung der optoelektro¬ nischen Halbleiterbauteile 10, 20, 30 kann über Lötkontakte 410, 420 einer galvanischen Schicht 400 oder über Durchbrüche 2210, 2220 in den Formkörpern 200, 1200, 2200 erfolgen. Sogar eine Kombination beider Möglichkeiten ist denkbar. Falls eine galvanische Schicht 400 vorhanden ist, so kann diese auch ei¬ nen thermischen Kontakt 430 zur Ableitung von durch die Chips 100, 1100 produzierter Abwärme dienen.
In die optoelektronischen Halbleiterbauteile 10, 20, 30 kann jeweils eine Schutzdiode 530 integriert sein. Bevorzugt wird die Schutzdiode 530 gemeinsam mit den Chips 100, 1100 in die Formkörper 200, 1200, 2200 eingebettet.
Besonders bevorzugt werden mehrere optoelektronische Halblei¬ terbauteile 10, 20, 30 eines Typs oder unterschiedlicher Ty¬ pen gleichzeitig hergestellt, indem eine Vielzahl von Chips 100, 1100 gleichzeitig in einen gemeinsamen großen Formkörper eingebettet wird, beispielsweise in einen Formkörper in Form eines Mold-Wafers. Nach dem Aufbringen und Strukturieren der weiteren Schichten 300, 310, 320, 400 wird der gemeinsame große Formkörper in die kleineren Formkörper 200, 1200, 2200 unterteilt, um eine Vielzahl optoelektronischer Halbleiterbauteile 10, 20, 30 zu erhalten.
Die Erfindung wurde anhand der bevorzugten Ausführungsbei¬ spiele näher illustriert und beschrieben. Dennoch ist die Er- findung nicht auf die offenbarten Beispiele eingeschränkt.
Vielmehr können hieraus andere Variationen vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .
Claims
1. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (10, 20, 30)
mit einem volumenemittierenden Saphir-Flip-Chip (100, 1100) mit einer Oberseite (101, 1101) und einer Untersei¬ te (102, 1102),
wobei der Chip (100, 1100) in einen optisch transparenten Formkörper (200, 1200, 2200) mit einer Oberseite (201, 1201, 2201) und einer Unterseite (202, 1202, 2202) einge- bettet ist.
2. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (10, 20, 30) gemäß Anspruch 1,
wobei die Unterseite (102, 1102) des Chips (100, 1100) nicht durch den Formkörper (200, 1200, 2200) bedeckt ist.
3. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (10, 20, 30) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei Konverterpartikel in den Formkörper (200, 1200, 2200) integriert und dazu vorgesehen sind, eine Wellen¬ länge einer durch den Chip (100, 1100) emittierten Strahlung zu konvertieren.
4. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (10, 20, 30) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei auf der Unterseite (202, 1202, 2202) des Formkörpers (200, 1200, 2200) eine reflektierende Schicht (300) angeordnet ist.
5. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (20, 30) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Oberseite (1201, 2201) des Formkörpers (1200, 2200) konvex geformt ist.
6. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei auf der Oberseite (1201) des Formkörpers (1200) ei¬ ne optische Linse (600) angeordnet ist.
7. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (20, 30) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Chip (1100) an seiner Unterseite (102, 1102) eine Mehrzahl erster elektrischer Kontakte (1110) einer ersten Polarität und eine Mehrzahl zweiter elektrischer Kontakte (1120) einer zweiten Polarität aufweist, wobei das Halbleiterbauteil (20, 30) eine elektrisch lei¬ tende Umverdrahtungsschicht (500, 1500) aufweist, die die ersten Kontakte (1110) leitend miteinander verbindet und die zweiten Kontakte (1120) leitend miteinander verbindet .
8. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (30) gemäß Anspruch 7,
wobei das Halbleiterbauteil (30) eine Mehrzahl von Chips (1100) aufweist, die gemeinsam in den Formkörper (2200) eingebettet sind,
wobei die Chips (1100) durch die Umverdrahtungsschicht (1500) in Reihe geschaltet sind.
9. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (30) gemäß einem der Ansprüche 7 oder 8,
wobei der Formkörper (2200) einen Durchbruch (2210) auf- weist,
wobei durch den Durchbruch (2210) eine mit den ersten Kontakten (1110) elektrisch leitend verbundene erste Kon¬ taktfläche (1515) zugänglich ist.
10. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (10, 20) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8,
wobei das Halbleiterbauteil (10, 20) als SMD-Bauteil mit zwei an einer Unterseite des Halbleiterbauteil (10, 20) angeordneten lötfähigen elektrischen Anschlussflächen (410, 420) ausgebildet ist.
11. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (10, 20, 30) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Formkörper (200, 1200, 2200) mit einem anorga¬ nischen Füllstoff gefüllt ist, wobei der Füllgrad mehr als 80 % beträgt.
12. Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterbauteils (10, 20, 30),
das die folgenden Schritte umfasst:
- Bereitstellen eines volumenemittierenden Saphir-Flip- Chips (100, 1100) mit einer Oberseite (101, 1101) und ei- ner Unterseite (102, 1102);
- Einbetten des Chips (100, 1100) in einen optisch trans¬ parenten Formkörper (200, 1200, 2200) mit einer Oberseite (201, 1201, 2201) und einer Unterseite (202, 1202, 2202) .
13. Verfahren gemäß Anspruch 12,
wobei vor dem Einbetten des Chips (100, 1100) die Unter¬ seite (102, 1102) des Chips (100, 1100) auf einer Folie angeordnet wird.
14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 oder 13,
wobei nach dem Einbetten des Chips (100, 1100) der fol¬ gende weitere Schritt durchgeführt wird:
- Entfernen eines Teils des Formkörpers (200, 1200, 2200) an der Oberseite (201, 1201, 2201) des Formkörpers (200, 1200, 2200) .
15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14,
wobei nach dem Einbetten des Chips (100, 1100) in den Formkörper (200, 1200, 2200) der folgende weitere Schritt durchgeführt wird:
- Aufbringen einer reflektierenden Schicht (300) auf die Unterseite (202, 1202, 2202) des Formkörpers (200, 1200, 2200) .
16. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 15,
wobei eine Mehrzahl von Saphir-Flip-Chips (100, 1100) gleichzeitig in einen gemeinsamen Formkörper (200, 1200, 2200) eingebettet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 16,
wobei der gemeinsame Formkörper (200, 1200, 2200) nem nachfolgenden Verfahrensschritt zerteilt wird
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