WO2014044638A1 - Optoelektronisches bauelement - Google Patents

Optoelektronisches bauelement Download PDF

Info

Publication number
WO2014044638A1
WO2014044638A1 PCT/EP2013/069165 EP2013069165W WO2014044638A1 WO 2014044638 A1 WO2014044638 A1 WO 2014044638A1 EP 2013069165 W EP2013069165 W EP 2013069165W WO 2014044638 A1 WO2014044638 A1 WO 2014044638A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
semiconductor chip
phosphor
light radiation
conversion element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2013/069165
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen Moosburger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors GmbH filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
Priority to US14/428,667 priority Critical patent/US20150236223A1/en
Priority to DE112013004556.7T priority patent/DE112013004556A5/de
Publication of WO2014044638A1 publication Critical patent/WO2014044638A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80Constructional details
    • H10H20/85Packages
    • H10H20/851Wavelength conversion means
    • H10H20/8511Wavelength conversion means characterised by their material, e.g. binder
    • H10H20/8512Wavelength conversion materials
    • H10H20/8513Wavelength conversion materials having two or more wavelength conversion materials
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/01Manufacture or treatment
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80Constructional details
    • H10H20/85Packages
    • H10H20/851Wavelength conversion means
    • H10H20/8515Wavelength conversion means not being in contact with the bodies
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80Constructional details
    • H10H20/85Packages
    • H10H20/857Interconnections, e.g. lead-frames, bond wires or solder balls
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H29/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one light-emitting semiconductor element covered by group H10H20/00
    • H10H29/10Integrated devices comprising at least one light-emitting semiconductor component covered by group H10H20/00
    • H10H29/14Integrated devices comprising at least one light-emitting semiconductor component covered by group H10H20/00 comprising multiple light-emitting semiconductor components
    • H10H29/142Two-dimensional arrangements, e.g. asymmetric LED layout
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/01Manufacture or treatment
    • H10H20/036Manufacture or treatment of packages
    • H10H20/0361Manufacture or treatment of packages of wavelength conversion means
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/01Manufacture or treatment
    • H10H20/036Manufacture or treatment of packages
    • H10H20/0364Manufacture or treatment of packages of interconnections
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80Constructional details
    • H10H20/85Packages
    • H10H20/851Wavelength conversion means
    • H10H20/8511Wavelength conversion means characterised by their material, e.g. binder
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10HINORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80Constructional details
    • H10H20/85Packages
    • H10H20/851Wavelength conversion means
    • H10H20/8514Wavelength conversion means characterised by their shape, e.g. plate or foil
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W70/00Package substrates; Interposers; Redistribution layers [RDL]
    • H10W70/099Connecting interconnections to insulating or insulated package substrates, interposers or redistribution layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/071Connecting or disconnecting
    • H10W72/073Connecting or disconnecting of die-attach connectors
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/851Dispositions of multiple connectors or interconnections
    • H10W72/874On different surfaces
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/90Bond pads, in general
    • H10W72/941Dispositions of bond pads
    • H10W72/9413Dispositions of bond pads on encapsulations
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00Package configurations
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00Package configurations
    • H10W90/10Configurations of laterally-adjacent chips
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00Package configurations
    • H10W90/701Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
    • H10W90/731Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of die-attach connectors
    • H10W90/734Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of die-attach connectors between a chip and a stacked insulating package substrate, interposer or RDL
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00Package configurations
    • H10W90/701Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
    • H10W90/731Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of die-attach connectors
    • H10W90/736Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of die-attach connectors between a chip and a stacked lead frame, conducting package substrate or heat sink

Definitions

  • Optoelectronic component The invention relates to an optoelectronic component and to a method for producing such a component.
  • the optoelectronic component has an optoelectronic semiconductor chip, and a first and a second phosphor.
  • An optoelectronic device for emitting warm white light may be realized by a combination of a light emitting diode (LED) emitting in the blue spectral region with two types of conversion means ("phosphors"), using a first phosphor containing the blue light partially in red light, and a second
  • Phosphor which converts the blue light partially into yellow-green light white light can be generated by additive mixing of the different spectral colors.
  • Such a component can be constructed in such a way that a conversion element comprising the second (yellow-green emitting) phosphor is adhered to a semiconductor chip by means of a silicone adhesive, wherein the first (red-emitting) phosphor is contained in the silicone adhesive.
  • a relatively small adhesive gap may be present between the conversion element and the semiconductor chip.
  • the silicone adhesive can first be dispensed as drops onto the semiconductor chip, and subsequently the conversion element can be pressed into the drop.
  • the object of the present invention is to give a solution for an improved optoelectronic component on ⁇ .
  • a method for producing an optoelectronic component comprises providing at least one optoelectronic semiconductor chip, and arranging an output layer on the semiconductor chip.
  • the starting layer is in the form of a film and comprises a first
  • a conversion element is arranged on the output layer, wherein the conversion element comprises a second phosphor. Further provided is a curing of the starting layer for forming a bonding layer.
  • the sheet-shaped output layer comprising the first phosphor and is in a (yet) cleanedhär- ended state may be be ⁇ riding provided with a predetermined thickness.
  • the therefromnacge ⁇ rising by curing compound layer to the / the semiconductor chip as part of the curing (s) and is connected ⁇ can be of the conversion element can comprise the predetermined layer thickness in the same way. This allows the output of the opto-electro ⁇ African component in operation light radiation rela ⁇ tively precisely defined color parameters correspond.
  • the lateral dimensions of the starting layer and thus the connecting layer can be reliably Festge ⁇ sets.
  • the first phosphor covered by the starting layer and thus by the connecting layer can be in the form of particles, for example.
  • silicone is an electrically insulating material
  • a film or layer can optionally also be used as a reliable carrier of contact structures. This will be discussed in more detail below.
  • partially cross-linked silicone instead of partially cross-linked silicone, it is also possible to use another insulating and curable material for the continuous film-like starting layer. This may in particular be a partially crosslinked
  • the first phosphor can be contained as a particle filling in the same way.
  • the conversion element is a ceramic conversion element. This can be provided be that the entire or substantially the entire conversion element is formed from the second phosphor.
  • the ceramic conversion element can borrow an efficient michab ⁇ leadership during operation of the optoelectronic component enables. Another possible advantage is that light scattering can be (largely) avoided.
  • the method can be used to designed as a white light source ⁇ optoelectronic component herzustel- len.
  • the semiconductor chip is configured to generate a light radiation in the blue to ultraviolet region.
  • the optoelectronic semiconductor chip may in particular be a light-emitting diode or LED chip.
  • the first comprised of the output and thus the connecting layer light ⁇ material is adapted to convert a portion of the output from the semiconductor chip light radiation in a light radiation in the red spectral range.
  • the second phosphor which is encompassed by the conversion element, is designed to divide a part of the light radiation emitted by the semiconductor chip into one
  • the curing of the sheet-shaped output layer comprises performing a tempera ⁇ turreaes.
  • the temperature process can be carried out, for example, at a temperature in a range of 150 ° C to 160 ° C.
  • an optoelectronic device comprises the Fo ⁇ layer lie a cut or punched Bi-stage silicone.
  • the starting layer may comprise a bi-stage silicone layer.
  • the cut or stamped Bi-Stage silicone film may have traces of material removal on side surfaces of the Bi-Stage silicone layer.
  • the sides ⁇ surfaces of the Bi-stage silicone layer are parallel to the thickness of the Bi-stage silicone layer, wherein the thickness transversely sawn vorzugt perpendicularly, to the lateral dimensions of the output ⁇ layer.
  • the lateral dimensions run parallel to a light exit surface of the optoelectronic semiconductor chips.
  • the Bi-Stage silicone layer can have a temperature of at least -18 ° C. in the partially crosslinked state and can crosslink at room temperature and / or higher temperatures.
  • the optoelectronic component can be realized with different embodiments of semiconductor chips.
  • the semiconductor chip has a front side contact. Matched thereto have the output layer and the conversion element to a Ausspa ⁇ tion for the front contact.
  • Such a semiconductor chip with a front-side contact can have a relatively simple and inexpensive construction.
  • a further embodiment provides in this respect to provide an arrangement of a plurality of optoelectronic ⁇ African semiconductor chips, and to arrange the output ⁇ layer on the plurality of semiconductor chips.
  • a multi-chip module can be realized with semiconductor chips having only rear side contacts. This allows an entire front side of the semiconductor chips for Dispensing a light radiation can be used. Such a configuration can also be considered for a single-chip component.
  • the production of a multi-chip module with a plurality of semiconductor chips, each having two front-side contacts.
  • this off ⁇ guide die further contact structures in the output layer are formed, through which front-side contacts of the semiconductor chip, in particular of adjacent semiconductor chips ⁇ electrically connected to each other.
  • the semiconductor chips can ⁇ example, be connected in series electrically.
  • the insulating layer may, for example, be realized in the form of a layer surrounding the plurality of semiconductor chips.
  • the semiconductor chip or the semiconductor chips are arranged on a carrier. This process step can take place before arranging the output layer on the semiconductor chip (s).
  • the carrier may be, for example, a ceramic carrier. Also possible are other carriers, which can for example take a heat sink ⁇ .
  • the carrier may be formed with electrical connection and contact structures.
  • an optoelectronic device is proposed.
  • Component has a carrier, at least one arranged on the Trä ⁇ ger optoelectronic semiconductor chip and arranged on the semiconductor chip connection layer.
  • the bonding layer comprises a first phosphor.
  • the optoelectronic component further comprises a valve disposed on the Verbin ⁇ dung layer conversion element comprising ei ⁇ NEN second phosphor.
  • the bonding layer is formed by curing a film-like output layer comprising the first phosphor. Thereby, chen a predetermined layer thickness aufwei ⁇ sen, whereby an emitted by the optoelectronic component light radiation predetermined color parameters correspond the connecting layer, and the component a high Farbortgenaumaschinetechnik aufwei ⁇ can sen.
  • the output layer comprises a Bi-Stage silicon layer and on side surfaces of the Bi-Stage silicone layer traces of a material removal are formed.
  • the Soflä ⁇ chen the Bi-stage silicone layer extending in particular transversely to a lateral extension of the output layer, wherein the lateral extent of the output layer is parallel to a light exit surface of the optoelectronic semiconductor chip.
  • the traces of material removal on the side surfaces of the Bi-Stage silicone layer can be attributed to a cutting and / or punching method.
  • the Bi-Stage silicone layer can have a temperature of at least -18 ° C. and can crosslink at room temperature and / or higher temperatures.
  • Figure 1 is a lateral view of an object placed on a carrier optoelectronic semiconductor chip, a silicone film, and a ceramic conversion element before a ⁇ to sammenbau;
  • Figure 2 is an elevational view of the components of Figure 1;
  • FIG. 3 shows a punching out of the silicone foil from a larger foil
  • FIG. 4 shows a side view of an optoelectronic component constructed from the components of FIG. 1;
  • Figure 5 is a side view of a carrier with a plurality of semiconductor chips, a silicone foil and a ceramic conversion element prior to assembly;
  • FIG. 7 shows a side view of an optoelectronic component constructed from the components of FIG. 5;
  • FIG. 8 shows a flowchart for illustrating steps of a method for producing an optoelectronic component
  • FIG. 9 shows a side view of a carrier with a plurality of semiconductor chips, a silicone foil and a ceramic Conversion element before assembly, wherein the semiconductor chips ⁇ each have front side contacts;
  • Figure 10 is an elevational view of the components of Figure 9;
  • Figure 11 is a side view of the carrier with the half ⁇ semiconductor chip and arranged on the semiconductor chip Si ⁇ likonfolie, wherein a further layer surrounding the semiconductor chip and contact structures are formed for contacting the semiconductor chip;
  • FIG. 12 is a perspective view corresponding to FIG. 11;
  • FIG. 13 shows a side view of an optoelectronic component;
  • FIG. 14 shows an embodiment modified from FIG. 11, wherein the silicone film laterally overlaps the semiconductor chips
  • Fig. 15 is a perspective view corresponding to Fig. 14;
  • FIG 17 is a flow diagram illustrating steps of another method for manufacturing a optoelekt ⁇ tronic device.
  • a method for producing optoelectronic devices, which may correspond to predetermined with a high reliability and accuracy inherent color ⁇ properties.
  • the components which can also be referred to as chip modules or packages, can be realized in the form of white light sources, and deliver a white, in particular warm white, light radiation during operation.
  • known processes can be carried out in semiconductor technology and in the manufacture of optoelectronic components, and conventional materials can be used, so that this is only partially discussed.
  • further method ⁇ steps can be carried out, if appropriate, to complete the preparation of the respective components.
  • the devices may include other structures and features.
  • first optoelectronic component 100 which represents a single-chip component 100
  • the method steps carried out in the method are additionally summarized in the flowchart of FIG. 8, to which reference will also be made in the following.
  • an optoelectronic semiconductor chip 110 shown in FIG. 1 from the side and in FIG. 2 in the plan view is provided in a step 201 (see FIG.
  • the semiconductor chip 110 is, in particular, a light-emitting diode or LED chip 110.
  • the semiconductor chip 110 is designed to emit light radiation during operation when an electrical current is applied.
  • the semiconductor chip 110 is designed to emit light radiation in the blue to ultraviolet wavelength range.
  • the semiconductor chip 110 has a carrier substrate and a wear layer or wear layer arrangement arranged on the front side (not shown).
  • the useful layer comprises a semiconductor layer sequence with an active zone suitable for emitting radiation.
  • the front-side contact layer 115 on the face wear ⁇ , and the rear contact is disposed on the carrier substrate. The two contacts are electrically connected to different sides of the semiconductor layer sequence.
  • step 201 it is further provided to arrange the provided semiconductor chip or LED chip 110 on a carrier 120 as shown in FIG.
  • the carrier 120 which may also be referred to as submount, has electrical connection and contact structures for the chip 110 (not shown).
  • the carrier 120 may be formed, for example, in the form of a ceramic carrier 120.
  • the carrier 120 may comprise a metallic heat sink, wherein the Heat sink, and some corresponding contact or Lei ⁇ terbahn Jardin are surrounded by a plastic material (premold carrier).
  • when it is a plate-shaped portion of a continuous sheet 130 of partially crosslinked silicone, and a plate-shaped ceramic conversion element 140.
  • the superposition of the different partial radiations ie in the present case the blue or ultraviolet primary radiation of the Semiconductor chips 110, the red secondary radiation generated with the aid of the phosphor particles of the connecting layer 131, and the yellow-green secondary radiation of the conversion element 140 give a white or warm white light radiation. Since the partially crosslinked silicone film 130 serving as the starting layer and thereby the bonding layer 131 has a predetermined
  • Layer thickness can have color parameters of the optoelectronic component 100, in particular the color location of the emitted light radiation, be set with a high reliability and accuracy.
  • a plurality of optoelectronic semiconductor chips 111 are provided in a step 201 (see FIG.
  • the semiconductor chips 111 in particular represent LED chips 111.
  • the chips 111 are formed for emitting a light radiation in the blue to ultraviolet spectral range.
  • the individual semiconductor chips 111 each have two metallic contacts 116, via which an electrical current can be applied to the chips 111 during operation.
  • the contacts 116 are arranged on the front side (light exit side) opposite back of the chips 111.
  • the backside contacts 116 may be used for
  • the carrier 120 may be for example a kera ⁇ mix carrier, or another carrier such as an act Premold carrier.
  • the carrier 120 has connection and contact structures tuned to the chips 111 (not shown). This includes the backconceptions clocked 116 of the chips 111 corresponding metal counter ⁇ contacts. In arranging the semiconductor chips 111 on the carrier 120, these contacts are electrically and mechanically connected, which can be done in the context of soldering using a solder.
  • step 201 In the context of step 201 (see FIG. 8) are a partially crosslinked silicone film 130 and a ceramic Kon ⁇ version element 140 further provided. As indicated in FIG. 6, these platelet-shaped components 130, 140 each have the same elongated rectangular or strip shape. This shape is adapted to the arrangement of the chips 111 on the carrier 120, both components 130, 140 to position the several ⁇ ren chips 111th
  • the partially crosslinked silicone film 130 can be made in the above beschrie ⁇ enclosed manner, ie by cutting or punching from a (frozen) large-area silicon film (not shown). As a result, the silicone film 130 can be produced relatively accurately with a predetermined shape and thickness.
  • the silicone film 130 includes a first luminous material, by means of which a part of the given of the semiconductor chips 111 from ⁇ primary light can be converted into a secondary light radiation. With regard to the configuration of the component 101 as a white light source, a red light radiation is considered.
  • the first phosphor may be contained in the silicone film 130 in the form of particles.
  • the ceramic conversion element 140 includes a second phosphor, by means of which a part of the output from the half- ⁇ semiconductor chip 111 primary light radiation may also be converted into a secondary light radiation.
  • the configuration of the component 101 as a white ⁇ light source is a yellow or green light radiation in consideration.
  • the entire conversion element 140 may be formed from the second phosphor.
  • a further step 202 (see FIG. 8) are stacked, these components above the other, which means that the Silikonfo ⁇ lie 130 on the semiconductor chips 111 (and their front side For ⁇ th), and the ceramic conversion element 140 on the silicon konfolie is stored 130 (see Figures 5 and 7).
  • the silicon film 130 is preferably located in a GE ⁇ frozen little or thawed state, so that there can be no, or only a negligible cross-linking of the silicone film 130 take place.
  • the silicone film 130 is converted by heating in a through networked Ver ⁇ bond layer 131.
  • the silicone is attached to both the semiconductor chips 111 and the conversion element 140.
  • the Konversionsele ⁇ element 140 is fixedly connected via the cured bonding layer 131 with the semiconductor chips 111 in the example shown in Figure 7 device the one hundred and first Following this, further, not shown Pro ⁇ processes can be performed to complete the optoelectronic device 101 (step 204 in Figure 8). For example, casting of the device 101, placement of a lens, etc. may be considered.
  • the light radiation can reliably correspond to a predetermined color location.
  • the front side contacts 117 are further electrically connected to different sides of the semiconductor layer sequence.
  • the semiconductor chips or LED chips 112 provided are arranged on a carrier 120 as shown in FIG.
  • the chips 112 in the form of a matrix, ie in the form of rows and columns, positioned on the carrier 120 (see Figures 10 and 12).
  • the front-side contacts 117 are a row of chips 112 on each egg ⁇ ner common line, which is selected in view of a herzustel- loin contact with the chips 112th
  • contact structures 151 which extend laterally away from the chip arrangement serve to contact the ends of the series connection.
  • the contact structures 151 may in particular represent printed conductor structures arranged on the layer 160.
  • the structures 151 shown in FIGS. 11 to 13 may be end-side subsections of the conductor track structures.
  • the countersunk configuration may be provided only for the sections 151 shown in FIGS. 11 to 13.
  • Other conductor track sections may be arranged offset upwardly on the layer 160 for this purpose.
  • This process may include, for example, performing a galvanic process.
  • it can be provided a seed layer on the silicon film 130 and the layer elekt ⁇ Roche mixed deposit from ⁇ zutrucken to mask the seed layer outside the fabricated contact structures 151, 152, 153, 154 for example by means ei ⁇ nes photoresist, and subsequently a metal 160th
  • the deposition takes place solely at non-masked sites on the seed layer.
  • Ansch manend the masking can be removed, and the seed ⁇ layer outside the contact structures 151, 152, 153, 154 are removed by etching.
  • the material for the seed layer and the deposited metal for example, copper may be considered.
  • step 205 further, the ceramic Konversi ⁇ onselement 140 disposed on the silicone film 130 (see FIG. ⁇ Fi gur 13).
  • This process, and the processes described above, carried out as part of step 205 are performed so that no, or only a negligible ⁇ bare crosslinking of the silicone film 130 (and the optionally partially crosslinked present layer 160) takes place.
  • step 203 is performed baking, whereby the partially crosslinked Silikonfo ⁇ lie 130 converted in the manner described above in the crosslinked by link layer 131, and thereby in FIG 13 is shown laterally in section component 102 is provided.
  • the optoelectronic component 102 can likewise be embodied as a white light source, wherein a white or warm white light radiation can be generated by superposing the blue or ultraviolet primary radiation of the semiconductor chips 112, the red secondary radiation of the connecting layer 131 and the yellow-green secondary radiation of the conversion element 140. Since the connection layer 131 can have a predetermined layer thickness, the light radiation can reliably correspond to a predetermined color location.
  • the silicone film 130 is arranged on the semiconductor chips 112.
  • the semiconductor chips 112 laterally overlapping the edge Si ⁇ likonfolie 130 is in this case, as shown in Figures 14 and 15, also the sides of the semiconductor chips 112 and partially disposed on the support 120, and therefore has a stepped shape at the edge.
  • This can be realized by appropriately deforming or bending the silicone film 130 after positioning it on the semiconductor chips 112. The deformation can take place in a thawed, and thereby deformable state of the silicone film 130. As shown in FIGS.
  • a further insulating layer 160 is likewise arranged or formed on the carrier 120 for the component 103, which encloses the plurality of semiconductor chips 112 and the silicone foil 130 and which directly adjoins the Silicone foil 130 can adjoin.
  • the layer 160 has a relatively small layer thickness, which may coincide with the thickness of the silicone film 130.
  • Component 102 mentioned for example Ausgestal ⁇ tion as a white silicone layer, forming the layer 160 before or after the placement of the silicone film 130, etc.
  • Step 205 performed forming me ⁇ -metallic contact structures 151, 152, 153, 154 within the silicon film 130 and on the surrounding layer 160.
  • the U-shaped Kon ⁇ clock structures 153 154 like the relatively short contact structures 152, are arranged only in the area of the silicone film 130 (see FIG.
  • the point for contacting the ends of the series connection of the chips 112 superiors provided contact structures 151, as shown in Figure 14, a predetermined by the step shape of the silicone film 130 gradually ⁇ shaped configuration.
  • the contact structures 151 which may represent Lei ⁇ terbahn Designen or end-side sections of such Lei ⁇ terbahn Designen are formed in this case only sunk in egg nem portion of the silicone film 130th
  • step 205 further, the ceramic Konversi ⁇ onselement 140 disposed on the silicone film 130 (see FIG., The side sectional view in Figure 16).
  • a step 203 a baking is carried out, whereby the partially crosslinked silicone film 130 is converted in the manner described above in the through-crosslinked compound layer 131. If the layer 160 is also present as a partially crosslinked silicone layer, this is also completely crosslinked by the annealing.
  • processes for Vervollstän ⁇ ended of the optoelectronic component 103 may be made of Figure 16 (step 204 in Figure 17).
  • the optoelekt ⁇ tronic component 103 may also be implemented as a white light source.
  • the single-chip device 100 as shown in figure 4 have a single ⁇ Lich back contacts 116 semiconductor chip 111 (see FIGS. 5 and 7) set up.
  • the silicone film 130 and the conversion element 140 of such a component having a rectangular shape without recesses 137, 147 can be realized.
  • the device 101 of Figure 7 can be realized with a matrix arrangement of chips 111.
  • the components 102, 103 of FIGS. 13 and 16 can be constructed with chips 112 arranged only in one line, for example, and connected in series by means of contact structures.
  • Other numbers of chips and / or shapes of chip arrangements may have in a corresponding manner, other forms of silicone sheets 130 and conversion elements 140 to the sequence to these components 130 to be able to positio ⁇ kidney on the chips 140th
  • the Kunststoffetu ⁇ ren 151, 153, 154 buried in the insulating layer 160 are formed. This makes it possible to obtain a conversion ⁇ element 140 with larger lateral dimensions than the silicon konfolie 130 to use and possible surface area to this.
  • FIGS. 13 and 16 contemplate that layer 160 does not completely surround the array of chips 112.
  • only part ⁇ portions of the layer 160 may be formed in the region of the produced on the edge of the contact structures Chipan- order.
  • the semiconductor chips 110, 111, 112 with the support substrate ⁇ th (or arranged thereon back contacts or metallic layers) on the carrier 120 is disposed so that the wear layer on a side facing away from the carrier 120 is disposed.
  • other embodiments of light-emitting semiconductor or thin-film chips may also be used.
  • a possible embodiment are so-called flip chips, in which a useful layer comprising a semiconductor layer sequence on a transparent support substrate (in particular Sa ⁇ phirsubstrat) is arranged.
  • Such chips can be arranged with the wear layer or disposed thereon back contacts on the carrier 120 so that the licht micläs ⁇ SiGe carrier substrate over which a light beam can be submitge ⁇ ben, comes to lie on one of the carrier 120 opposite side.
  • Such a configuration in which, in the context of producing a silicone layer 130 is deposited on the light transmissive support ⁇ substrate may come into consideration, for example, for the semiconductor chips 111th
  • the described method as well as its different embodiments are not limited to the production of optoelectronic components in the form of white light sources, but can also be used for the production of other light sources in which generates a light radiation with a different color based on the principle of additive light mixture becomes.
  • the above spectral ranges for the semiconductor chips 110, 111, 112 and for the first and second phosphors may be replaced by other spectral ranges.
  • such components can be realized due to the precisely adjustable thickness of the connecting layer 131 also with a high Farbort ⁇ accuracy.
  • a different sheet-like or related output layer comprising a first phosphor, which can be umgewan ⁇ punched by curing or baking in a solid compound layer 131st
  • a first phosphor which can be umgewan ⁇ punched by curing or baking in a solid compound layer 131st
  • Such an initial layer can be formed of a partially crosslinked insulating material, in particular plastic or polymer material, which can be completely crosslinked by curing.
  • Such an transition layer may also be provided ⁇ riding in a frozen state, and are obtained from a larger (frozen) film by cutting or punching.
  • the possibility is given instead of a ceramic j ⁇ rule conversion element 140 and a phosphor ceramic another, a second phosphor to employ comprehensive conversion ⁇ element.
  • the second phosphor may also be in the form of particles.

Landscapes

  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements (100, 101, 102, 103). Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen wenigstens eines optoelektronischen Halbleiterchips (110, 111, 112), und ein Anordnen einer Ausgangsschicht auf dem wenigstens einen opoelektronischen Halbleiterchip (110, 111, 112). Die Ausgangsschicht liegt in Form einer Folie vor und umfasst einen ersten Leuchtstoff. Bei dem Verfahren erfolgt ferner ein Anordnen eines Konversionselements (140) auf der Ausgangsschicht, wobei das Konversionselement (140) einen zweiten Leuchtstoff umfasst. Weiter vorgesehen ist ein Aushärten der Ausgangsschicht zum Ausbilden einer Verbindungsschicht (131). Die Erfindung betrifft des Weiteren ein optoelektronisches Bauelement (100, 101, 102, 103).

Description

Beschreibung
Optoelektronisches Bauelement Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Bauelements. Das optoelektronische Bauelement weist einen optoelektronischen Halbleiterchip, und einen ersten und einen zweiten Leuchtstoff auf.
Ein optoelektronisches Bauelement zum Abgeben von warmweißem Licht kann durch eine Kombination eines im blauen Spektralbereich emittierenden LED-Chips (Light Emitting Diode) mit zwei Arten von Konversionsmitteln („Phosphoren" ) verwirklicht wer- den. Durch Verwendung eines ersten Leuchtstoffs, welcher das blaue Licht partiell in rotes Licht, und eines zweiten
Leuchtstoffs, welcher das blaue Licht partiell in gelbgrünes Licht umwandelt, kann durch additive Mischung der unterschiedlichen Spektralfarben weißes Licht erzeugt werden.
Ein solches Bauelement kann derart aufgebaut werden, dass ein den zweiten (gelbgrün emittierenden) Leuchtstoff umfassendes Konversionselement mittels eines Silikonklebers auf einen Halbleiterchip aufgeklebt wird, wobei der erste (rot emittie- rende) Leuchtstoff in dem Silikonkleber enthalten ist. Hierdurch kann ein relativ kleiner Kleberspalt zwischen dem Konversionselement und dem Halbleiterchip vorliegen. Im Rahmen der Herstellung kann zunächst der Silikonkleber als Tropfen auf den Halbleiterchip dispensiert, und nachfolgend das Kon- versionselement in den Tropfen gedrückt werden.
Bei dieser Prozessabfolge ist es jedoch schwierig, die Menge des dispensierten Klebertropfens und damit die finale Höhe bzw. Dicke der das Konversionselement mit dem Halbleiterchip verbindenden KlebstoffSchicht mit einer hohen Genauigkeit einzustellen. Da der Farbort der von dem Bauelement abgegebe¬ nen Lichtstrahlung jedoch abhängig ist von der Dicke dieser Verbindungsschicht, ist das oben beschriebene Verfahren nur wenig geeignet, um das Bauelement auf zuverlässige Weise mit vorgegebenen Farbparametern herzustellen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Lösung für ein verbessertes optoelektronisches Bauelement an¬ zugeben .
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Pa¬ tentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen wenigstens eines optoelektronischen Halbleiterchips, und ein Anordnen einer Ausgangsschicht auf dem Halbleiterchip. Die Ausgangsschicht liegt in Form einer Folie vor und umfasst einen ersten
Leuchtstoff. Bei dem Verfahren erfolgt ferner ein Anordnen eines Konversionselements auf der Ausgangsschicht, wobei das Konversionselement einen zweiten Leuchtstoff umfasst. Weiter vorgesehen ist ein Aushärten der Ausgangsschicht zum Ausbilden einer Verbindungsschicht.
Bei dem Verfahren kommt anstelle eines flüssigen bzw. zäh- flüssigen Klebstoffs eine als Folie vorliegende, zusammenhän¬ gende Ausgangsschicht zum Einsatz, welche zwischen dem/den Halbleiterchip ( s ) und dem Konversionselement positioniert wird. Die folienförmige Ausgangsschicht, welche den ersten Leuchtstoff umfasst und sich in einem (noch) nicht ausgehär- teten Zustand befindet, kann mit einer vorgegebenen Dicke be¬ reitgestellt werden. Die durch Aushärten hieraus hervorge¬ hende Verbindungsschicht, welche im Rahmen des Aushärtens an den/die Halbleiterchip ( s ) und an das Konversionselement ange¬ bunden werden kann, kann in gleicher Weise die vorgegebene Schichtdicke aufweisen. Dadurch kann die von dem optoelektro¬ nischen Bauelement im Betrieb abgegebene Lichtstrahlung rela¬ tiv genau vorgegebenen Farbparametern entsprechen. Neben der Dicke können auch die lateralen Abmessungen der Ausgangsschicht und damit der Verbindungsschicht zuverlässig festge¬ legt werden. Der von der Ausgangsschicht und damit von der Verbindungsschicht umfasste erste Leuchtstoff kann zum Bei- spiel in Form von Partikeln vorliegen.
In einer Ausführungsform ist die Ausgangsschicht eine teil¬ vernetzte Silikonfolie, welche den ersten Leuchtstoff um- fasst. Bei dem Aushärten wird die teilvernetzte Silikonfolie vernetzt. Eine solche, aus partiell vernetztem Silikon ausge¬ bildete Folie, welche auch als Bi-Stage-Silikonschicht be¬ zeichnet werden kann, kann mit einer hohen Zuverlässigkeit und Genauigkeit mit einer vorgegebenen Dicke und mit vorgege¬ benen lateralen Abmessungen hergestellt werden. Hierzu kann vorgesehen sein, eine relativ große teilvernetzte Silikonfo¬ lie in einem gefrorenen Zustand bereitzustellen, und hieraus ein Teilstück bzw. ein Plättchen auszuschneiden oder zu stanzen, welches auf die laterale Form des/der Halbleiterchips und/oder des Konversionselements abgestimmt sein kann. Der erste Leuchtstoff kann hierbei, wie oben angedeutet, in Form von Partikeln in der Silikonfolie enthalten sein.
Da Silikon ein elektrisch isolierendes Material ist, kann eine solche Folie bzw. Schicht gegebenenfalls auch als zuver- lässiger Träger von Kontaktstrukturen eingesetzt werden. Hierauf wird weiter unten noch näher eingegangen.
Anstelle von teilvernetztem Silikon kann jedoch auch ein anderes isolierendes und aushärtbares Material für die zusam- menhängende folienartige Ausgangsschicht verwendet werden. Hierbei kann es sich insbesondere um ein teilvernetztes
Kunststoff- bzw. Polymermaterial handeln, welches vergleich¬ bar zu Silikon durch Ausheizen vernetzt werden kann. In einem solchen Material kann in gleicher Weise der erste Leuchtstoff als Partikelfüllung enthalten sein.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Konversionselement ein keramisches Konversionselement. Hierbei kann vorgesehen sein, dass das gesamte oder im Wesentlichen das gesamte Konversionselement aus dem zweiten Leuchtstoff gebildet ist. Das keramische Konversionselement kann eine effiziente Wärmeab¬ führung im Betrieb des optoelektronischen Bauelements ermög- liehen. Ein weiterer möglicher Vorteil besteht darin, dass eine Lichtstreuung (weitgehend) vermieden werden kann.
Das Verfahren kann dazu eingesetzt werden, ein als Weißlicht¬ quelle ausgebildetes optoelektronisches Bauelement herzustel- len. In dieser Hinsicht ist gemäß einer weiteren Ausführungs¬ form vorgesehen, dass der Halbleiterchip ausgebildet ist, eine Lichtstrahlung im blauen bis ultravioletten Spektralbereich zu erzeugen. Bei dem optoelektronischen Halbleiterchip kann es sich insbesondere um einen Leuchtdioden- bzw. LED-Chip handeln.
Für das Erzeugen von weißer Lichtstrahlung ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass der erste, von der Ausgangs- und damit der Verbindungsschicht umfasste Leucht¬ stoff ausgebildet ist, einen Teil der von dem Halbleiterchip abgegebenen Lichtstrahlung in eine Lichtstrahlung im roten Spektralbereich umzuwandeln. Der zweite, von dem Konversionselement umfasste Leuchtstoff ist ausgebildet, einen Teil der von dem Halbleiterchip abgegebenen Lichtstrahlung in eine
Lichtstrahlung im gelben bis grünen Spektralbereich umzuwandeln. Durch additive Farbmischung kann erzielt werden, dass das optoelektronische Bauelement im Betrieb eine weiße, bei¬ spielsweise warmweiße Lichtstrahlung abgibt.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Aushärten der folienförmigen Ausgangsschicht das Durchführen eines Tempera¬ turprozesses. Bei einer Ausgestaltung der Ausgangsschicht als teilvernetzte Silikonschicht kann der Temperaturprozess zum Beispiel bei einer Temperatur in einem Bereich von 150°C bis 160°C durchgeführt werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zum Her¬ stellen eines optoelektronischen Bauelements umfasst die Fo¬ lie eine ausgeschnittene oder ausgestanzte Bi-Stage-Silikon- schicht. Die Ausgangschicht kann eine Bi-Stage-Silikonschicht umfassen. Die ausgeschnittene oder ausgestanzte Bi-Stage Silikonfolie kann an Seitenflächen der Bi-Stage-Silikonschicht Spuren eines Materialabtrags aufweisen. Die Seiten¬ flächen der Bi-Stage-Silikonschicht verlaufen parallel zu der Dicke der Bi-Stage-Silikonschicht, wobei die Dicke quer, be- vorzugt senkrecht, zu den lateralen Abmessungen der Ausgangs¬ schicht verläuft. Die lateralen Abmessungen verlaufen parallel zu einer Lichtaustrittsfläche der optoelektronischen Halbleiterchips. Die Bi-Stage-Silikonschicht kann im partiell vernetzten Zustand eine Temperatur von mindestens -18°C auf- weisen und kann bei Raumtemperatur und/oder höheren Temperaturen vernetzen.
Das optoelektronische Bauelement kann mit unterschiedlichen Ausführungsformen von Halbleiterchips verwirklicht werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Halbleiterchip einen Vorderseitenkontakt aufweist. Hierauf abgestimmt weisen die Ausgangsschicht und das Konversionselement eine Ausspa¬ rung für den Vorderseitenkontakt auf. Ein solcher Halbleiterchip mit einem Vorderseitenkontakt kann einen relativ einfa- chen und kostengünstigen Aufbau aufweisen.
Neben der Möglichkeit, das optoelektronische Bauelement in Form eines Einzelchip-Bauelements auszubilden, kann auch eine Herstellung in Form eines Multichip-Bauelements bzw. Moduls in Betracht kommen. Eine weitere Ausführungsform sieht in dieser Hinsicht vor, eine Anordnung aus mehreren optoelektro¬ nischen Halbleiterchips bereitzustellen, und die Ausgangs¬ schicht auf den mehreren Halbleiterchips anzuordnen. Ein Multichip-Modul kann mit Halbleiterchips verwirklicht werden, welche lediglich Rückseitenkontakte aufweisen. Hierdurch kann eine gesamte Vorderseite der Halbleiterchips zum Abgeben einer Lichtstrahlung genutzt werden. Eine solche Ausgestaltung kann auch für ein Einzelchip-Bauelement in Betracht kommen. In einer alternativen Ausführungsform erfolgt die Herstellung eines Multichip-Moduls mit mehreren Halbleiterchips, welche jeweils zwei Vorderseitenkontakte aufweisen. In dieser Aus¬ führungsform werden des Weiteren Kontaktstrukturen in der Ausgangsschicht ausgebildet, über welche Vorderseitenkontakte von Halbleiterchips, insbesondere benachbarter Halbleiter¬ chips, elektrisch miteinander verbunden sind. Hierdurch ist eine einfache Kontaktierung von Halbleiterchips möglich. Über die Kontaktstrukturen können die Halbleiterchips beispiels¬ weise in Reihe elektrisch miteinander verbunden sein.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine isolierende
Schicht ausgebildet, auf (bzw. in) welcher Kontaktstrukturen zum Kontaktieren der Halbleiterchips angeordnet werden. Hierbei kann es sich insbesondere um Kontaktstrukturen handeln, über welche eine Reihenverbindung von Halbleiterchips an den Enden kontaktierbar ist. Die isolierende Schicht kann zum Beispiel in Form einer die mehreren Halbleiterchips umgebenden Schicht verwirklicht werden. In einer weiteren Ausführungsform wird der Halbleiterchip o- der werden die Halbleiterchips auf einem Träger angeordnet. Dieser Verfahrensschritt kann vor dem Anordnen der Ausgangsschicht auf dem/den Halbleiterchip ( s ) erfolgen. Der Träger kann zum Beispiel ein keramischer Träger sein. Möglich sind auch andere Träger, welche zum Beispiel eine Wärmesenke um¬ fassen können. Der Träger kann mit elektrischen Anschluss- und Kontaktstrukturen ausgebildet sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein optoelekt- ronisches Bauelement vorgeschlagen. Das optoelektronische
Bauelement weist einen Träger, wenigstens einen auf dem Trä¬ ger angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip und eine auf dem Halbleiterchip angeordnete Verbindungsschicht auf. Die Verbindungsschicht umfasst einen ersten Leuchtstoff. Das optoelektronische Bauelement weist ferner ein auf der Verbin¬ dungsschicht angeordnetes Konversionselement auf, welches ei¬ nen zweiten Leuchtstoff umfasst. Die Verbindungsschicht ist durch Aushärten einer folienförmigen und den ersten Leuchtstoff umfassenden Ausgangsschicht ausgebildet. Dadurch kann die Verbindungsschicht eine vorgegebene Schichtdicke aufwei¬ sen, wodurch eine von dem optoelektronischen Bauelement abgegebene Lichtstrahlung vorgegebenen Farbparametern entspre- chen, und das Bauelement eine hohe Farbortgenauigkeit aufwei¬ sen kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements umfasst die Ausgangsschicht eine Bi-Stage Sili- konschicht und an Seitenflächen der Bi-Stage Silikonschicht sind Spuren eines Materialabtrags ausgebildet. Die Seitenflä¬ chen der Bi-Stage Silikonschicht verlaufen insbesondere quer zu einer lateralen Ausdehnung der Ausgangsschicht, wobei die laterale Ausdehnung der Ausgangsschicht parallel zu einer Lichtaustrittsfläche des optoelektronischen Halbleiterchips verläuft. Beispielsweise sind die Spuren des Materialabtrags auf den Seitenflächen der Bi-Stage Silikonschicht auf ein Schnitt- und/oder Stanzverfahren zurückführbar. Die Bi-Stage- Silikonschicht kann im partiell vernetzten Zustand eine Tem- peratur von mindestens -18 °C aufweisen und kann bei Raumtemperatur und/oder höheren Temperaturen vernetzen.
Für das optoelektronische Bauelement können oben zu dem Ver¬ fahren angegebene Ausführungsformen und Aspekte in gleicher Weise in Betracht kommen.
Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen der Erfindung können - außer zum Beispiel in Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen - einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen . 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 von Ausführungsbei- spielen, die im Zusammenhang mit den schematischen Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
Figur 1 eine seitliche Darstellung eines auf einem Träger angeordneten optoelektronischen Halbleiterchips, einer Silikon- folie und eines keramischen Konversionselements vor einem Zu¬ sammenbau;
Figur 2 eine AufSichtsdarstellung der Komponenten von Figur 1;
Figur 3 ein Ausstanzen der Silikonfolie aus einer größeren Folie;
Figur 4 eine seitliche Darstellung eines aus den Komponenten von Figur 1 aufgebauten optoelektronischen Bauelements;
Figur 5 eine seitliche Darstellung eines Trägers mit mehreren Halbleiterchips, einer Silikonfolie und eines keramischen Konversionselements vor einem Zusammenbau;
Figur 6 eine AufSichtsdarstellung der Komponenten von Figur 5;
Figur 7 eine seitliche Darstellung eines aus den Komponenten von Figur 5 aufgebauten optoelektronischen Bauelements;
Figur 8 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung von Schritten eines Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements ;
Figur 9 eine seitliche Darstellung eines Trägers mit mehreren Halbleiterchips, einer Silikonfolie und eines keramischen Konversionselements vor einem Zusammenbau, wobei die Halb¬ leiterchips jeweils Vorderseitenkontakte aufweisen;
Figur 10 eine AufSichtsdarstellung der Komponenten von Figur 9;
Figur 11 eine seitliche Darstellung des Trägers mit den Halb¬ leiterchips und der auf den Halbleiterchips angeordneten Si¬ likonfolie, wobei eine weitere, die Halbleiterchips umgebende Schicht und Kontaktstrukturen zur Kontaktierung der Halbleiterchips ausgebildet sind;
Figur 12 eine Figur 11 entsprechende AufSichtsdarstellung; Figur 13 eine seitliche Darstellung eines optoelektronischen Bauelements ;
Figur 14 eine zu Figur 11 abgewandelte Ausgestaltung, wobei die Silikonfolie die Halbleiterchips seitlich überlappt;
Figur 15 eine Figur 14 entsprechende AufSichtsdarstellung;
Figur 16 eine seitliche Darstellung eines optoelektronischen Bauelements; und
Figur 17 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung von Schritten eines weiteren Verfahrens zum Herstellen eines optoelekt¬ ronischen Bauelements. Auf der Grundlage der folgenden schematischen Figuren werden Ausführungsformen eines Verfahrens zum Herstellen von optoelektronischen Bauelementen beschrieben, welche mit einer hohen Zuverlässigkeit und Genauigkeit vorgegebenen Farbeigen¬ schaften entsprechen können. Die Bauelemente, welche auch als Chipmodule oder Packages bezeichnet werden können, können in Form von Weißlichtquellen verwirklicht sein, und im Betrieb eine weiße, insbesondere warmweiße Lichtstrahlung abgeben. Bei dem Verfahren können in der Halbleitertechnik und in der Fertigung optoelektronischer Bauelemente bekannte Prozesse durchgeführt sowie übliche Materialien zum Einsatz kommen, so dass hierauf nur teilweise eingegangen wird. Es wird ferner darauf hingewiesen, dass neben den dargestellten und beschriebenen Prozessen gegebenenfalls weitere Verfahrens¬ schritte durchgeführt werden können, um die Herstellung der jeweiligen Bauelemente zu vervollständigen. In gleicher Weise können die Bauelemente neben gezeigten und beschriebenen Strukturen weitere Strukturen und Strukturelemente umfassen.
Anhand der schematischen Figuren 1 bis 4 wird die Herstellung eines ersten optoelektronischen Bauelements 100 beschrieben, welches ein Einzelchip-Bauelement 100 darstellt. Bei dem Ver- fahren durchgeführte Verfahrensschritte sind ergänzend in dem Ablaufdiagramm von Figur 8 zusammengefasst , auf welches im Folgenden ebenfalls Bezug genommen wird.
Bei dem Verfahren wird in einem Schritt 201 (vgl. Figur 8) ein in Figur 1 von der Seite und in Figur 2 in der Aufsicht gezeigter optoelektronischer Halbleiterchip 110 bereitgestellt. Bei dem Halbleiterchip 110 handelt es sich insbesondere um einen Leuchtdioden- bzw. LED-Chip 110. Der Halbleiterchip 110 ist dazu ausgebildet, im Betrieb bei Anlegen eines elektrischen Stroms eine Lichtstrahlung abzugeben. Im Hinblick auf eine Ausgestaltung des herzustellenden optoelektronischen Bauelements 100 als Weißlichtquelle ist der Halbleiterchip 110 zum Abgeben einer Lichtstrahlung im blauen bis ultravioletten Wellenlängenbereich ausgebildet.
Für das Anlegen des elektrischen Stroms ist der Halbleiterchip 110 sowohl an einer Vorderseite als auch an einer der Vorderseite entgegen gesetzten Rückseite kontaktierbar . In Bezug auf die Vorderseite weist der Halbleiterchip 110 wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt einen am Rand bzw. an einer Ecke angeordneten metallischen Kontakt 115 auf. Der Vorderseitenkontakt 115 kann zum Beispiel in Form einer zum Drahtbonden geeigneten metallischen Kontaktfläche (Bondpad) ausgebildet sein. Die Vorderseite des Halbleiterchips 110 dient gleich¬ zeitig zum Emittieren der Lichtstrahlung (Lichtaustrittsseite) . An der entgegen gesetzten Rückseite weist der Halbleiterchip 110 einen nicht dargestellten metallischen Rückseitenkontakt auf.
In einer möglichen Ausführungsform weist der Halbleiterchip 110 ein Trägersubstrat und eine vorderseitig angeordnete Nutzschicht bzw. Nutzschichtanordnung auf (nicht darge- stellt) . Die Nutzschicht umfasst eine Halbleiterschichten¬ folge mit einer zur Strahlungsemission geeigneten aktiven Zone. Dabei ist der Vorderseitenkontakt 115 auf der Nutz¬ schicht, und ist der Rückseitenkontakt auf dem Trägersubstrat angeordnet. Die beiden Kontakte sind elektrisch mit unter- schiedlichen Seiten der Halbleiterschichtenfolge verbunden.
Im Rahmen des Schritts 201 (vgl. Figur 8) ist des Weiteren vorgesehen, den bereitgestellten Halbleiterchip bzw. LED-Chip 110 wie in Figur 1 gezeigt auf einem Träger 120 anzuordnen. Der Träger 120, welcher auch als Submount bezeichnet werden kann, weist elektrische Anschluss- und Kontaktstrukturen für den Chip 110 auf (nicht dargestellt) .
Der Träger 120 kann insbesondere einen auf den Rückseitenkon- takt des Halbleiterchips 110 abgestimmten metallischen Gegenkontakt aufweisen. Bei dem Anordnen des Halbleiterchips 110 auf dem Träger 120 werden diese Kontakte elektrisch und me¬ chanisch verbunden. Dies kann durch Löten unter Verwendung eines Lotmittels erfolgen. Der Träger 120 kann ferner einen weiteren Gegenkontakt aufweisen, an welchen ein zum Kontaktieren des Vorderseitenkontakts 115 des Chips 110 vorgesehe¬ ner Bonddraht anschließbar ist.
Der Träger 120 kann zum Beispiel in Form eines keramischen Trägers 120 ausgebildet sein. Alternativ kann eine andere Ausgestaltung in Betracht kommen. Beispielsweise kann der Träger 120 eine metallische Wärmesenke aufweisen, wobei die Wärmesenke, sowie zum Teil entsprechende Kontakt- bzw. Lei¬ terbahnstrukturen, von einem Kunststoffmaterial umgeben sind ( Premold-Träger) . Im Rahmen des Schritts 201 (vgl. Figur 8) werden weitere, in den Figuren 1 und 2 gezeigte Komponenten für die Herstellung des optoelektronischen Bauelements 100 bereitgestellt. Hier¬ bei handelt es sich um ein plättchenförmiges Teilstück einer zusammenhängenden Folie 130 aus partiell vernetztem Silikon und um ein plättchenförmiges keramisches Konversionselement 140. Wie in Figur 2 gezeigt ist, weisen die Silikonfolie 130 und das Konversionselement 140 im Wesentlichen die gleichen lateralen Abmessungen wie der Halbleiterchip 110 auf, und sind am Rand bzw. an einer Ecke jeweils mit einer auf den Vorderseitenkontakt 115 des Halbleiterchips 110 abgestimmten Aussparung 137, 147 ausgebildet.
Die aus teilvernetztem Silikon ausgebildete Silikonfolie 130 wird einerseits zum Befestigen des Konversionselements 140 auf dem Halbleiterchip 110 verwendet, und zu diesem Zweck, wie weiter unten näher beschrieben wird, in eine entsprechende Verbindungsschicht 131 umgewandelt (vgl. Figur 4) . An¬ dererseits dienen die Silikonfolie 130 bzw. die hieraus her¬ vorgehende Verbindungsschicht 131 dazu, einen Teil der Licht- Strahlung des Halbleiterchips 110 zu konvertieren.
In dieser Hinsicht umfasst die Silikonfolie 130 ein erstes Konversionsmaterial bzw. einen ersten Leuchtstoff, mit dessen Hilfe ein Teil der von dem Halbleiterchip 110 über dessen Vorderseite abgegebenen primären Lichtstrahlung in eine sekundäre Lichtstrahlung umgewandelt werden kann. Im Hinblick auf die Ausgestaltung des Bauelements 100 als Weißlichtquelle kommt eine sekundäre Lichtstrahlung im roten Spektralbereich in Betracht. Bei dem ersten Leuchtstoff kann es sich bei- spielsweise um einen nitridbasierten Leuchtstoff handeln. Der erste Leuchtstoff kann in Form von Partikeln in der Silikonfolie 130 enthalten sein. Die Herstellung der für das Bauelement 100 vorgesehenen Silikonfolie 130 kann dadurch erfolgen, dass zunächst, wie in Fi¬ gur 3 gezeigt, eine großflächige Folie 135 aus partiell ver¬ netzten! Silikon erzeugt wird, welche mit Partikeln des ersten Leuchtstoffs gefüllt ist. Zu diesem Zweck kann ein Gießver¬ fahren (Molding) durchgeführt werden. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, die Höhe bzw. Dicke und die Höhenvariation der Silikonfolie 135 mit einer hohen Genauigkeit zu kontrol¬ lieren, wodurch die Silikonfolie 135, und dadurch auch die Teilfolie 130 für das Bauelement 100, mit einer vorgegebenen Schichtdicke hergestellt werden können. Die Silikonfolie 135 mit Leuchtstoffpartikelfüllung kann zum Beispiel eine ein¬ heitliche Dicke aufweisen, welche in einem Bereich zwischen 50ym und 150ym liegt.
Die teilvernetzte Silikonfolie 135 wird in einem gefrorenen Zustand, beispielsweise bei einer Temperatur von -18°C, gela¬ gert, so dass eine weitere Vernetzung des Silikons, wie sie erst in einem späteren Verfahrensstadium vorgesehen ist, ver- mieden werden kann. Eine weitere Vernetzung kann bei Raumtemperatur bzw. (noch) höheren Temperaturen erfolgen. Eine solche, in einem vorvernetzten Zustand befindliche Folie, welche auf gezielte Weise durchvernetzt werden kann, wird auch als Bi-Stage-Silikonfolie bezeichnet .
Wie des Weiteren in Figur 3 angedeutet ist, kann das für das Bauelement 100 vorgesehene Silikonfolien-Plättchen 130 durch Ausschneiden oder Stanzen aus der großflächigen Silikonfolie 135 gewonnen werden. Aufgrund des gefrorenen Zustands ist dies mit einer hohen Genauigkeit möglich. Die Silikonfolie
130 kann somit auf zuverlässige Weise mit einer dem Konversi¬ onselement 140 entsprechenden, und auf den Halbleiterchip 110 abgestimmten lateralen Form erzeugt werden. Entsprechend der Silikonfolie 135 kann die hieraus gewonnene Teilfolie 130 eine vorgegebene Schichtdicke besitzen. Diese vorteilhaften Aspekte, d.h. das Vorliegen einer vorgegebenen genauen Form und Schichtdicke, treffen in gleicher Weise auf die aus der Silikonfolie 130 erzeugte Verbindungsschicht 131 zu. In Bezug auf das Ausschneiden oder Stanzen kann vorgesehen sein, dass eine Mehrzahl an Teilfolien 130 für eine entsprechende Mehrzahl an herzustellenden Bauelementen 100 gleich- zeitig oder nacheinander aus der großflächigen Silikonfolie 135 erzeugt werden.
Das ebenfalls im Rahmen des Schritts 201 bereitgestellte ke¬ ramische Konversionselement 140 umfasst ein zweites Konversi- onsmaterial bzw. einen zweiten Leuchtstoff, mit dessen Hilfe ein Teil der von dem Halbleiterchip 110 abgegebenen primären Lichtstrahlung ebenfalls in eine sekundäre Lichtstrahlung umgewandelt werden kann. Im Hinblick auf die Ausgestaltung des Bauelements 100 als Weißlichtquelle handelt es sich um eine sekundäre Lichtstrahlung im gelben bis grünen Spektralbereich. Es kann vorgesehen sein, dass im Wesentlichen das gesamte Konversionselement 140 aus dem zweiten Leuchtstoff ge¬ bildet ist. In Betracht kommt zum Beispiel eine Ausgestaltung basierend auf YAG (Yttrium-Aluminium-Granat) oder LuAG (Lute- tium-Aluminium-Granat ) . Die Herstellung des keramischen Kon¬ versionselements 140 kann beispielsweise ein Sintern des zu¬ nächst in Pulverform bereitgestellten zweiten Leuchtstoffs umfassen . Die Verwendung des keramischen Konversionselements 140 bietet den Vorteil, eine effiziente Wärmeabführung im Betrieb des optoelektronischen Bauelements 100 zu ermöglichen. Ein weiterer möglicher Vorteil besteht darin, dass keine oder nur eine relativ kleine Lichtstreuung auftritt.
In einem weiteren Schritt 202 (vgl. Figur 8) werden diese Komponenten in Form eines Stapels übereinander angeordnet, d.h. dass die Silikonfolie 130 auf dem Halbleiterchip 110 (bzw. dessen Vorderseite), und das keramische Konversionsele- ment 140 auf der Silikonfolie 130 positioniert werden (vgl.
Figuren 1 und 4) . Das Anordnen dieser Komponenten wird derart durchgeführt, dass keine, oder lediglich eine vernachlässig- bare Vernetzung der Silikonfolie 130 stattfindet. Vorzugs¬ weise befindet sich die Silikonfolie 130 daher weiterhin in einem gefrorenen, oder in einem nur wenig aufgetauten Zustand .
In einem nachfolgenden Schritt 203 (vgl. Figur 8) erfolgt ein Aushärten der Silikonfolie 130, wodurch die Silikonfolie 130 in die Verbindungsschicht 131 umgewandelt, und dadurch das in Figur 4 gezeigte Bauelement 100 bereitgestellt werden kann. Zu diesem Zweck wird ein Temperaturprozess durchgeführt, bei¬ spielsweise mit einer Ausheiztemperatur in einem Temperaturbereich von 150°C bis 160°C. Das Ausheizen hat zur Folge, dass das zunächst in teilvernetzter Form vorliegende Silikon fertig vernetzt bzw. vollständig durchvernetzt wird. Bei dem Vernetzungsschritt findet des Weiteren eine Anbindung des Si¬ likons an den Halbleiterchip 110 und an das Konversionsele¬ ment 140 statt. Auf diese Weise sorgt die aus der Silikonfo¬ lie 130 hervorgegangene ausgehärtete Verbindungsschicht 131 dafür, dass das Konversionselement 140 fest mit dem Halb- leiterchip 110 verbunden ist.
Hieran anschließend können weitere, nicht dargestellte Pro¬ zesse zum Vervollständigen des optoelektronischen Bauelements 100 durchgeführt werden, welche bei dem Ablaufdiagramm von Figur 8 in einem weiteren Schritt 204 zusammengefasst sind. Hierunter fällt zum Beispiel ein Anbringen eines Bonddrahts an den Vorderseitenkontakt 115 des Halbleiterchips 110 und an den dazugehörigen Gegenkontakt des Trägers 120. Aufgrund der Aussparungen 137, 147 der Silikonfolie 130 und des Konversi- onselements 140 ist der Vorderseitenkontakt 115 für diesen Prozess frei zugänglich. Weitere mögliche Prozesse sind zum Beispiel ein Vergießen des Bauelements 100, ein Anordnen ei¬ ner Linse, usw. Das optoelektronische Bauelement 100 kann wie oben angedeutet in Form einer Weißlichtquelle ausgebildet sein. Hierbei kann die Überlagerung der unterschiedlichen Teilstrahlungen, d.h. vorliegend der blauen bzw. ultravioletten Primärstrahlung des Halbleiterchips 110, der mit Hilfe der Leuchtstoffpartikel der Verbindungsschicht 131 erzeugten roten Sekundärstrahlung, und der gelbgrünen Sekundärstrahlung des Konversionselements 140 eine weiße bzw. warmweiße Lichtstrahlung ergeben. Da die als Ausgangsschicht dienende teilvernetzte Silikonfolie 130 und dadurch die Verbindungsschicht 131 eine vorgegebene
Schichtdicke aufweisen können, können Farbparameter des optoelektronischen Bauelements 100, insbesondere der Farbort der emittierten Lichtstrahlung, mit einer hohen Zuverlässigkeit und Genauigkeit festgelegt sein.
Anhand der folgenden Figuren werden weitere optoelektronische Bauelemente bzw. mögliche Verfahren zu deren Herstellung beschrieben. Dabei wird darauf hingewiesen, dass in Bezug auf bereits beschriebene Details, welche sich auf gleichartige o- der übereinstimmende Komponenten und Merkmale, mögliche Vor¬ teile usw. beziehen, auf die vorstehenden Ausführungen Bezug genommen wird. Möglich ist es ferner, dass Merkmale und As¬ pekte, welche im Hinblick auf eine der folgenden Ausführungs- formen genannt werden, auch bei anderen der im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen zur Anwendung kommen können.
Das Verfahren kann nicht nur zur Herstellung von Einzelchip- Bauelementen, sondern in gleicher Weise zur Herstellung von Bauelementen mit mehreren Chips, welche auch als Multichip-
Bauelemente oder Multichip-Module bezeichnet werden, herange¬ zogen werden. Ein mögliches Beispiel ist die in den schemati¬ schen Figuren 5 bis 7 veranschaulichte Herstellung eines optoelektronischen Bauelements 101, welches ein solches Mul- tichip-Bauelement 101 darstellt. Bei dem Verfahren durchge¬ führte Verfahrensschritte sind ebenfalls in dem Ablaufdia¬ gramm von Figur 8 zusammengefasst .
Bei dem Verfahren werden in einem Schritt 201 (vgl. Figur 8) mehrere, beispielsweise wie in den Figuren 5 und 6 gezeigt vier optoelektronische Halbleiterchips 111 bereitgestellt. Die Halbleiterchips 111 stellen insbesondere LED-Chips 111 dar. Im Hinblick auf eine Ausgestaltung des herzustellenden optoelektronischen Bauelements 101 als Weißlichtquelle sind die Chips 111 zum Abgeben einer Lichtstrahlung im blauen bis ultravioletten Spektralbereich ausgebildet. Wie in Figur 5 gezeigt ist, weisen die einzelnen Halbleiterchips 111 jeweils zwei metallische Kontakte 116 auf, über welche im Betrieb ein elektrischer Strom an die Chips 111 angelegt werden kann. Die Kontakte 116 sind an der der Vorderseite (Lichtaustrittsseite) entgegen gesetzten Rückseite der Chips 111 angeordnet. Die Rückseitenkontakte 116 können zum
Beispiel in Form von Kontaktflächen, Drahtkontakten oder Kontakterhebungen (Bumps) verwirklicht sein. Des Weiteren kann vorgesehen sein, die Rückseitenkontakte 116 im Rahmen des Be¬ reitstellens der Halbleiterchips 111 mit einem Lotmittel, beispielsweise in Form von Lotkugeln, zu versehen.
In einer möglichen Ausführungsform weisen die Halbleiterchips 111 ein Trägersubstrat und eine vorderseitig angeordnete Nutzschicht bzw. Nutzschichtanordnung auf (nicht darge- stellt) . Die Nutzschicht umfasst eine Halbleiterschichten¬ folge mit einer zur Strahlungsemission geeigneten aktiven Zone. Hierbei sind die Rückseitenkontakte 116 eines Chips 111 auf dem Trägersubstrat angeordnet, und elektrisch mit unter¬ schiedlichen Seiten der Halbleiterschichtenfolge verbunden.
Im Rahmen des Schritts 201 (vgl. Figur 8) werden die bereit¬ gestellten Halbleiterchips bzw. LED-Chips 111 wie in Figur 5 gezeigt auf einem Träger 120 angeordnet. In der hier gezeig¬ ten Ausgestaltung werden die Chips 111 nebeneinander in Form einer Linie bzw. Zeile auf dem Träger 120 positioniert, wie auch in der AufSichtsdarstellung von Figur 6 angedeutet ist.
Bei dem Träger 120 kann es sich beispielsweise um einen kera¬ mischen Träger, oder um einen anderen Träger wie zum Beispiel einen Premold-Träger handeln. Der Träger 120 weist auf die Chips 111 abgestimmte Anschluss- und Kontaktstrukturen auf (nicht dargestellt) . Hierunter fallen zu den Rückseitenkon- takten 116 der Chips 111 korrespondierende metallische Gegen¬ kontakte. Bei dem Anordnen der Halbleiterchips 111 auf dem Träger 120 werden diese Kontakte elektrisch und mechanisch verbunden, was im Rahmen eines Lötens unter Verwendung eines Lotmittels erfolgen kann.
Im Rahmen des Schritts 201 (vgl. Figur 8) werden des Weiteren eine teilvernetzte Silikonfolie 130 und ein keramisches Kon¬ versionselement 140 bereitgestellt. Wie in Figur 6 angedeutet ist, weisen diese plättchenförmigen Komponenten 130, 140 jeweils die gleiche längliche Rechteck- bzw. Streifenform auf. Diese Form ist auf die Anordnung der Chips 111 auf dem Träger 120 abgestimmt, um beide Komponenten 130, 140 auf den mehre¬ ren Chips 111 positionieren zu können.
Die teilvernetzte Silikonfolie 130 kann in der oben beschrie¬ benen Weise, d.h. durch Ausschneiden oder Stanzen aus einer (gefrorenen) großflächigen Silikonfolie hergestellt werden (nicht dargestellt) . Dadurch kann die Silikonfolie 130 rela- tiv genau mit einer vorgegebenen Form und Dicke erzeugt werden. Die Silikonfolie 130 umfasst einen ersten Leuchtstoff, mit dessen Hilfe ein Teil der von den Halbleiterchips 111 ab¬ gegebenen primären Lichtstrahlung in eine sekundäre Lichtstrahlung umgewandelt werden kann. Im Hinblick auf die Ausge- staltung des Bauelements 101 als Weißlichtquelle kommt eine rote Lichtstrahlung in Betracht. Der erste Leuchtstoff kann in Form von Partikeln in der Silikonfolie 130 enthalten sein.
Das keramische Konversionselement 140 umfasst einen zweiten Leuchtstoff, mit dessen Hilfe ein Teil der von den Halb¬ leiterchips 111 abgegebenen primären Lichtstrahlung ebenfalls in eine sekundäre Lichtstrahlung umgesetzt werden kann. Im Hinblick auf die Ausgestaltung des Bauelements 101 als Wei߬ lichtquelle kommt eine gelbe bzw. grüne Lichtstrahlung in Be- tracht. Im Wesentlichen das gesamte Konversionselement 140 kann aus dem zweiten Leuchtstoff ausgebildet sein. In einem weiteren Schritt 202 (vgl. Figur 8) werden diese Komponenten übereinander gestapelt, d.h. dass die Silikonfo¬ lie 130 auf den Halbleiterchips 111 (bzw. deren Vordersei¬ ten) , und das keramische Konversionselement 140 auf der Sili- konfolie 130 abgelegt wird (vgl. Figuren 5 und 7) . Hierbei befindet sich die Silikonfolie 130 vorzugsweise in einem ge¬ frorenen oder nur wenig aufgetauten Zustand, so dass noch keine, oder lediglich eine vernachlässigbare Vernetzung der Silikonfolie 130 stattfinden kann.
In einem anschließenden Schritt 203 (vgl. Figur 8) wird die Silikonfolie 130 durch Ausheizen in eine durchvernetzte Ver¬ bindungsschicht 131 umgewandelt. Während des Vernetzens wird das Silikon sowohl an die Halbleiterchips 111 als auch an das Konversionselement 140 angebunden. Auf diese Weise ist bei dem in Figur 7 gezeigten Bauelement 101 das Konversionsele¬ ment 140 über die ausgehärtete Verbindungsschicht 131 fest mit den Halbleiterchips 111 verbunden. Hieran anschließend können weitere, nicht dargestellte Pro¬ zesse zum Vervollständigen des optoelektronischen Bauelements 101 durchgeführt werden (Schritt 204 in Figur 8) . In Betracht kommt beispielsweise ein Vergießen des Bauelements 101, ein Anordnen einer Linse, usw.
Auch das optoelektronische Bauelement 101 kann als Weißlicht¬ quelle ausgebildet sein. Dabei kann durch Überlagerung der blauen bzw. ultravioletten Primärstrahlung der Halbleiterchips 111, der roten Sekundärstrahlung der Verbindungsschicht 131 und der gelbgrünen Sekundärstrahlung des Konversionselements 140 eine weiße bzw. warmweiße Lichtstrahlung erzeugt werden. Da die Verbindungsschicht 131 eine definierte
Schichtdicke besitzen kann, kann die Lichtstrahlung auf zuverlässige Weise einem vorgegebenen Farbort entsprechen.
Eine ausgehärtete Verbindungsschicht 131 kann neben den oben beschriebenen Funktionen - Befestigung eines Konversionselements 140 und Strahlungskonversion - auch als Träger von (versenkten) Kontaktstrukturen verwendet werden. Mögliche Ausführungsformen werden im Folgenden näher beschrieben.
Die schematischen Figuren 9 bis 13 veranschaulichen die Her- Stellung eines weiteren Multichip-Bauelements 102. Bei dem Verfahren durchgeführte Verfahrensschritte sind ergänzend in dem Ablaufdiagramm von Figur 17 zusammengefasst , auf welches im Folgenden ebenfalls Bezug genommen wird. Bei dem Verfahren werden in einem Schritt 201 (vgl. Figur 17) mehrere, beispielsweise wie in Figur 10 gezeigt zwölf Halb¬ leiterchips 112 bereitgestellt. Hierbei handelt es sich ins¬ besondere um LED-Chips 112. Im Hinblick auf eine Ausgestal¬ tung des herzustellenden optoelektronischen Bauelements 102 als Weißlichtquelle sind die Chips 112 zum Abgeben einer
Lichtstrahlung im blauen bis ultravioletten Spektralbereich ausgebildet. Wie in den Figuren 9 und 10 gezeigt ist, weisen die einzelnen Chips 112 jeweils zwei metallische Kontakte 117 auf, über welche im Betrieb ein elektrischer Strom an die Chips 112 angelegt werden kann. Die Kontakte 117 sind am Rand bzw. an Ecken der Vorderseite (Lichtaustrittsseite) der Chips 112 angeordnet. Die Vorderseitenkontakte 117 können zum Bei¬ spiel in Form von Kontaktflächen verwirklicht sein. In einer möglichen Ausführungsform weisen die Halbleiterchips 112 ein Trägersubstrat und eine vorderseitig angeordnete Nutzschicht bzw. Nutzschichtanordnung auf (nicht darge¬ stellt) . Die Nutzschicht umfasst eine Halbleiterschichten¬ folge mit einer zur Strahlungsemission geeigneten aktiven Zone. Hierbei sind die Vorderseitenkontakte 117 auf der Nutz¬ schicht angeordnet. Die Vorderseitenkontakte 117 sind ferner elektrisch mit unterschiedlichen Seiten der Halbleiterschichtenfolge verbunden. Im Rahmen des Schritts 201 (vgl. Figur 17) werden die bereitgestellten Halbleiterchips bzw. LED-Chips 112 wie in Figur 9 gezeigt auf einem Träger 120 angeordnet. In der hier gezeig¬ ten Ausgestaltung werden die Chips 112 in Form einer Matrix, d.h. in Form von Zeilen und Spalten, auf dem Träger 120 positioniert (vgl. Figuren 10 und 12) . Dabei liegen die Vorderseitenkontakte 117 einer Zeile aus Chips 112 jeweils auf ei¬ ner gemeinsamen Linie, was im Hinblick auf eine herzustel- lende Kontaktierung der Chips 112 gewählt ist.
Der Träger 120 kann beispielsweise ein keramischer Träger, o- der ein anderer Träger wie zum Beispiel ein eine Wärmesenke umfassender Premold-Träger sein. Bei dem Anordnen werden die Halbleiterchips 112 lediglich mechanisch mit dem Träger 120 verbunden. Dies kann im Rahmen eines Lötens unter Verwendung eines Lotmittels erfolgen. Zum Begünstigen des Herstellens der Lotverbindung können die Halbleiterchips 112 und der Träger 120 aufeinander abgestimmte metallische Schichten aufwei- sen. Bei den Chips 112 können diese Schichten auf der Rückseite (bzw. auf dem Trägersubstrat) vorgesehen sein (nicht dargestellt) .
Im Rahmen des Schritts 201 (vgl. Figur 17) werden des Weite- ren eine teilvernetzte Silikonfolie 130 und ein keramisches Konversionselement 140 bereitgestellt. Wie in Figur 10 ange¬ deutet ist, weisen die beiden plättchenförmigen Komponenten 130, 140 jeweils eine Rechteckform mit übereinstimmenden lateralen Abmessungen auf. Diese Form ist auf die Anordnung der Chips 112 auf dem Träger 120 abgestimmt, um beide Komponenten 130, 140 auf den mehreren Chips 112 zu positionieren. In der gezeigten Ausgestaltung ist ferner vorgesehen, dass die
(nachfolgend) auf den Chips 112 angeordnete Silikonfolie 130 an den Rand der Chips 112 heranreicht (vgl. Figur 12) .
Die teilvernetzte Silikonfolie 130 kann erneut durch Aus¬ schneiden oder Stanzen aus einer (gefrorenen) großflächigen Silikonfolie hergestellt werden (nicht dargestellt) . Dadurch kann die Silikonfolie 130 relativ genau mit einer vorgegebe- nen Form und Dicke erzeugt werden. Die Silikonfolie 130 um- fasst einen ersten Leuchtstoff, mit dessen Hilfe ein Teil der von den Halbleiterchips 112 abgegebenen primären Lichtstrahlung in eine sekundäre Lichtstrahlung umgewandelt werden kann. Im Hinblick auf die Ausgestaltung des Bauelements 102 als Weißlichtquelle kommt eine rote Lichtstrahlung in Be¬ tracht. Der erste Leuchtstoff kann in Form von Partikeln in der Silikonplatte 130 enthalten sein.
Das keramische Konversionselement 140 umfasst einen zweiten Leuchtstoff, mit dessen Hilfe ein Teil der von den Halb¬ leiterchips 112 abgegebenen primären Lichtstrahlung ebenfalls in eine sekundäre Lichtstrahlung umgesetzt werden kann. Im Hinblick auf die Ausgestaltung des Bauelements 102 als Wei߬ lichtquelle kommt eine gelbe bzw. grüne Lichtstrahlung in Be¬ tracht. Im Wesentlichen das gesamte Konversionselement 140 kann aus dem zweiten Leuchtstoff gebildet sein. In einem weiteren Schritt 205 (vgl. Figur 17) erfolgt ein
Ausbilden von metallischen Kontaktstrukturen 151, 152, 153, 154, mit deren Hilfe die Halbleiterchips 112 kontaktiert wer¬ den können (vgl. die schematische seitliche Schnittdarstel¬ lung in Figur 11 und die AufSichtsdarstellung in Figur 12) . Vor dem eigentlichen Herstellen dieser Strukturen 151, 152, 153, 154 wird in dem Schritt 205 zunächst die Silikonfolie 130 auf den Halbleiterchips 112 (bzw. auf deren Vorderseiten) angeordnet. Die Silikonfolie 130 ragt dabei, wie in Figur 12 dargestellt, an den Rand der Chips 112 heran. In Figur 12 sind die Chips 112 sowie deren Vorderseitenkontakte 117 an¬ hand von gestrichelten Linien angedeutet.
Vor dem Ausbilden der Kontaktstrukturen 151, 152, 153, 154 wird darüber hinaus eine weitere Schicht 160 auf dem Träger 120 angeordnet bzw. ausgebildet. Die mehreren Halbleiterchips 112 und die hierauf angeordnete Silikonfolie 130 sind, wie in den Figuren 11 und 12 gezeigt, von dieser Schicht 160 umge¬ ben. Die Schicht 160 kann direkt an die Chips 112 und an die Silikonfolie 130 angrenzen, und vorderseitig (im Wesentli- chen) bündig mit der Silikonfolie 130 abschließen. Die
Schicht 160 weist, vergleichbar zu der Silikonfolie 130 und der hieraus hervorgehenden Verbindungsschicht 131, ein iso¬ lierendes Material auf. Bei der Schicht 160 kann es sich beispielsweise um eine Sili¬ konschicht handeln. In Betracht kommt zum Beispiel die Ver¬ wendung von weißem Silikon, in welchem Titanoxid-Partikel enthalten sind. Das in dem Schritt 205 durchgeführte Anordnen der Schicht 160 auf dem Träger 120 kann vor, oder auch nach einem Ablegen der Silikonfolie 130 auf den Halbleiterchips 112 erfolgen. Eine mögliche Vorgehensweise besteht zum Beispiel darin, die Schicht 160 im Anschluss an das Anordnen der Halbleiterchips 112 auf dem Träger 120, also vor dem Anordnen der Silikonfolie 130 auf den Chips 112, in flüssiger Form auf den Träger 120 aufzubringen und auszuhärten. Alternativ kann in Betracht kommen, die bereits ausgehärtete und eine rahmenförmige bzw. umschließende Form aufweisende Schicht 160 beispielsweise auf den Träger 120 aufzukleben, was vor oder auch nach einem Anordnen der Silikonfolie 130 auf den Chips 112 erfolgen kann. Möglich ist es ferner, dass die Schicht 160 eine (weitere) teilvernetzte Bi-Stage-Silikonschicht (ohne Leuchtstoff) dar¬ stellt, welche zusammen mit der Silikonfolie 130 in einem späteren Verfahrensstadium vernetzt, und dadurch an den Träger 120 angebunden werden kann. Eine weitere mögliche Variante besteht darin, den Träger 120 mit der hierauf angeordne- ten Schicht 160 bereits im Rahmen des Schritts 201 bereitzu¬ stellen, also bevor die Halbleiterchips 112 auf dem Träger 120 angeordnet werden.
Wie des Weiteren in den Figuren 11 und 12 gezeigt ist, werden die nachfolgend erzeugten Kontaktstrukturen 151, 152, 153,
154 innerhalb der Silikonfolie 130 und auf bzw. in der umge¬ benden Schicht 160 ausgebildet. Die Kontaktstrukturen 151, 152, 153, 154, welche die Vorderseitenkontakte 117 der Halb¬ leiterchips 112 kontaktieren, dienen dazu, die Halbleiter- chips 112 in Form einer Reihenschaltung elektrisch miteinander zu verbinden, und ein Kontaktieren der hieraus gebildeten Reihenschaltung an den Enden zu ermöglichen. Vorliegend ist eine S-förmige Reihenverbindung vorgesehen. Anhand von Figur 12 wird deutlich, dass jeweils benachbarte Halbleiterchips 112 einer Zeile über relativ kurze Kontakt¬ strukturen 152 elektrisch miteinander verbunden sind. Am Rand der Chipanordnung liegen in der Aufsicht U-förmige Kontaktstrukturen 153, 154 vor, mit deren Hilfe benachbarte Chips 112 unterschiedlicher Zeilen miteinander verbunden sind. Weitere länglich dargestellte Kontaktstrukturen 151, welche sich von der Chipanordnung seitlich weg erstrecken, dienen zum Kontaktieren der Enden der Reihenschaltung. Die Kontaktstrukturen 151 können insbesondere auf der Schicht 160 angeordnete Leiterbahnstrukturen darstellen. Dabei kann es sich bei den in den Figuren 11 bis 13 gezeigten Strukturen 151 um endsei- tige Teilabschnitte der Leiterbahnstrukturen handeln.
Die Kontaktstrukturen 151, 152, 153, 154 sind ferner, wie in Figur 11 angedeutet ist, in Form von versenkten Strukturen in der Silikonfolie 130 und in der Schicht 160 ausgebildet. Da¬ bei grenzen die Kontaktstrukturen 151, 152, 153, 154 an eine Oberseite der Silikonfolie 130 und der Schicht 160 an, und bilden mit diesen beiden Schichten 130, 160 eine gemeinsame ebene Oberfläche. Die versenkte Ausgestaltung dient dazu, (nachfolgend) ein flächiges Aufliegen des Konversionselements 140 zu ermöglichen.
Hinsichtlich der oben beschriebenen und anhand der Abschnitte 151 angedeuteten Leiterbahnstrukturen kann die versenkte Ausgestaltung lediglich für die in den Figuren 11 bis 13 gezeigten Abschnitte 151 vorgesehen sein. Andere, nicht gezeigte Leiterbahnabschnitte können hierzu nach oben versetzt auf der Schicht 160 angeordnet sein.
Die Kontaktstrukturen 151, 152, 153, 154, welche in Form einer sogenannten CPHF-Metallisierung (Compact Planar High Flux) vorliegen können, ermöglichen ein einfaches elektrisches Kontaktieren der Halbleiterchips 112. Hierdurch kann insbesondere der Träger 120 einen relativ einfachen Aufbau, d.h. ohne Kontaktstrukturen für die Chips 112, aufweisen. Das Herstellen der Kontaktstrukturen 151, 152, 153, 154 kann dadurch erfolgen, dass zunächst die Silikonfolie 130 und die Schicht 160 strukturiert werden, beispielsweise unter Verwen- dung eines Lasers. Hierbei werden an die Vorderseitenkontakte 117 der Halbleiterchips 112 heranreichende Öffnungen, sowie auf die (laterale) Form der herzustellenden Kontaktstrukturen 151, 152, 153, 154 abgestimmte Aussparungen bzw. Gräben erzeugt. Nachfolgend wird ein metallisches Material aufge- bracht, wobei die Öffnungen und Aussparungen metallisch verfüllt werden.
Dieser Vorgang kann zum Beispiel das Durchführen eines Galvanikverfahrens umfassen. Hierzu kann vorgesehen sein, eine Keimschicht auf der Silikonfolie 130 und der Schicht 160 aus¬ zubilden, die Keimschicht außerhalb der herzustellenden Kontaktstrukturen 151, 152, 153, 154 beispielsweise mittels ei¬ nes Fotolacks zu maskieren, und nachfolgend ein Metall elekt¬ rochemisch abzuscheiden. Die Abscheidung findet dabei ledig- lieh an nicht maskierten Stellen auf der Keimschicht statt. Anschießend kann die Maskierung entfernt, und kann die Keim¬ schicht außerhalb der Kontaktstrukturen 151, 152, 153, 154 durch Ätzen abgetragen werden. Als Material für die Keimschicht und das abgeschiedene Metall kann zum Beispiel Kupfer in Betracht kommen.
In dem Schritt 205 wird des Weiteren das keramische Konversi¬ onselement 140 auf der Silikonfolie 130 angeordnet (vgl. Fi¬ gur 13) . Dieser Vorgang, sowie die oben beschriebenen, im Rahmen des Schritts 205 durchgeführten Prozesse werden derart durchgeführt, dass keine, oder lediglich eine vernachlässig¬ bare Vernetzung der Silikonfolie 130 (sowie der gegebenenfalls teilvernetzt vorliegenden Schicht 160) stattfindet. In einem anschließenden Schritt 203 (vgl. Figur 17) wird ein Ausheizen durchgeführt, wodurch die teilvernetzte Silikonfo¬ lie 130 in der oben beschriebenen Weise in die durchvernetzte Verbindungsschicht 131 umgewandelt, und dadurch das in Figur 13 seitlich im Schnitt gezeigte Bauelement 102 bereitgestellt wird. Dabei wird das Silikon an die Halbleiterchips 112, an die Kontaktstrukturen 151, 152, 153, 154, und an das Konversionselement 140 angebunden. Sofern die Schicht 160 ebenfalls anfänglich als teilvernetzte Silikonschicht vorliegt, hat das bei dem Ausheizen stattfindende Vernetzen ein Anbinden an den Träger 120 und an die Kontaktstrukturen 151, 153, 154 zur Folge . Hieran anschließend können weitere, nicht dargestellte Pro¬ zesse zum Vervollständigen des optoelektronischen Bauelements 102 durchgeführt werden (Schritt 204 in Figur 17) . In Betracht kommt beispielsweise ein Vergießen des Bauelements 102, ein Anordnen einer Linse, ein Verbinden der Kontakt- strukturen 151 mit weiteren Kontakt- bzw. Anschlussstruktu¬ ren, usw.
Das optoelektronische Bauelement 102 kann ebenfalls als Wei߬ lichtquelle ausgebildet sein, wobei durch Überlagerung der blauen bzw. ultravioletten Primärstrahlung der Halbleiterchips 112, der roten Sekundärstrahlung der Verbindungsschicht 131 und der gelbgrünen Sekundärstrahlung des Konversionselements 140 eine weiße bzw. warmweiße Lichtstrahlung erzeugt werden kann. Da die Verbindungsschicht 131 eine vorgegebene Schichtdicke aufweisen kann, kann die Lichtstrahlung auf zuverlässige Weise einem vorgegebenen Farbort entsprechen.
Anhand der schematischen Figuren 14 bis 16 wird im Folgenden die Herstellung eines weiteren Multichip-Bauelements 103 be- schrieben, welches im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie das vorstehend beschriebene Bauelement 102 besitzt. Dabei wird ebenfalls auf das Ablaufdiagramm von Figur 17 Bezug ge¬ nommen . Bei dem Verfahren werden in einem Schritt 201 (vgl. Figur 17) mehrere, erneut wie in der Aufsicht in Figur 15 gezeigt zwölf optoelektronische Halbleiterchips bzw. LED-Chips 112 mit je¬ weils zwei Vorderseitenkontakten 117 bereitgestellt. Die Halbleiterchips 112 werden, wie in der seitlichen Schnittdarstellung in Figur 14 und in der AufSichtsdarstellung in Figur 15 gezeigt, in Form einer Matrix auf einem Träger 120 angeordnet .
In dem Schritt 201 (vgl. Figur 17) werden des Weiteren eine rechteckige teilvernetzte Silikonfolie 130, umfassend einen ersten Leuchtstoff, und ein rechteckiges keramisches Konver¬ sionselement 140, umfassend einen zweiten Leuchtstoff, be- reitgestellt. Im Unterschied zu dem oben beschriebenen Bau¬ element 102 weist die für das Bauelement 103 vorgesehene Si¬ likonfolie 130 derartige laterale Abmessungen auf, dass die (nachfolgend) auf den Halbleiterchips 112 angeordnete Sili¬ konfolie 130 seitlich über den Rand der Chips 112 hinausragt (vgl. Figuren 14 und 15) . Auch besitzt die Silikonfolie 130 größere laterale Abmessungen als das Konversionselement 140.
Im Rahmen eines weiteren Schritts 205 (vgl. Figur 17) wird die Silikonfolie 130 auf den Halbleiterchips 112 angeordnet. Die die Halbleiterchips 112 am Rand seitlich überlappende Si¬ likonfolie 130 wird hierbei, wie in den Figuren 14 und 15 dargestellt ist, auch seitlich der Halbleiterchips 112 und zum Teil auf dem Träger 120 angeordnet, und weist daher am Rand eine Stufenform auf. Dies kann durch ein entsprechendes Verformen bzw. Biegen der Silikonfolie 130 nach dem Positionieren derselben auf den Halbleiterchips 112 verwirklicht werden. Das Verformen kann in einem aufgetauten, und dadurch verformbaren Zustand der Silikonfolie 130 erfolgen. Wie in den Figuren 14 und 15 gezeigt ist, wird für das Bau¬ element 103 ebenfalls eine weitere isolierende Schicht 160 auf dem Träger 120 angeordnet bzw. ausgebildet, welche die mehreren Halbleiterchips 112 und die Silikonfolie 130 ein- fasst, und welche direkt an die Silikonfolie 130 angrenzen kann. Die Schicht 160 weist eine relativ kleine Schichtdicke auf, welche mit der Dicke der Silikonfolie 130 übereinstimmen kann. Für die Schicht 160 können oben zur Herstellung des Bauelements 102 genannte Details (beispielsweise Ausgestal¬ tung als weiße Silikonschicht, Ausbilden der Schicht 160 vor oder nach dem Anordnen der Silikonfolie 130, usw.) in analoger Weise zur Anwendung kommen.
Dies gilt in entsprechender Weise für das im Rahmen des
Schritts 205 (vgl. Figur 17) durchgeführte Ausbilden von me¬ tallischen Kontaktstrukturen 151, 152, 153, 154 innerhalb der Silikonfolie 130 und auf der umgebenden Schicht 160. Im Un- terschied zu dem Bauelement 102 werden die U-förmigen Kon¬ taktstrukturen 153, 154 - wie die relativ kurzen Kontaktstrukturen 152 - lediglich im Bereich der Silikonfolie 130 angeordnet (vgl. Figur 15) . Des Weiteren weisen die zum Kontaktieren der Enden der Reihenverbindung der Chips 112 vorge- sehenen Kontaktstrukturen 151, wie in Figur 14 gezeigt, eine durch die Stufenform der Silikonfolie 130 vorgegebene stufen¬ förmige Gestalt auf. Die Kontaktstrukturen 151, welche Lei¬ terbahnstrukturen bzw. endseitige Teilabschnitte solcher Lei¬ terbahnstrukturen darstellen können, sind hierbei nur in ei- nem Teilbereich der Silikonfolie 130 versenkt ausgebildet.
In dem Schritt 205 wird des Weiteren das keramische Konversi¬ onselement 140 auf der Silikonfolie 130 angeordnet (vgl. die seitliche Schnittdarstellung in Figur 16). Nachfolgend wird in einem Schritt 203 (vgl. Figur 17) ein Ausheizen durchgeführt, wodurch die teilvernetzte Silikonfolie 130 in der oben beschriebenen Weise in die durchvernetzte Verbindungsschicht 131 umgewandelt wird. Sofern die Schicht 160 ebenfalls als teilvernetzte Silikonschicht vorliegt, wird diese durch das Ausheizen ebenfalls vollständig vernetzt. Hieran anschließend können weitere, nicht dargestellte Prozesse zum Vervollstän¬ digen des optoelektronischen Bauelements 103 von Figur 16 durchgeführt werden (Schritt 204 in Figur 17) . Das optoelekt¬ ronische Bauelement 103 kann ebenfalls als Weißlichtquelle verwirklicht sein.
Die anhand der Figuren erläuterten Ausführungsformen stellen bevorzugte bzw. beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung dar. Neben den beschriebenen und abgebildeten Ausführungsformen sind weitere Ausführungsformen vorstellbar, welche weitere Abwandlungen bzw. Kombinationen von Merkmalen umfassen können. Beispielsweise können anstelle der oben angegebenen Materialien andere Materialien verwendet werden, und können obige Zahlenangaben zu Schichtdicken, Temperaturen, usw.
durch andere Angaben ersetzt werden.
Eine mögliche Kombination besteht zum Beispiel darin, das in Figur 4 gezeigte Einzelchip-Bauelement 100 mit einem ledig¬ lich Rückseitenkontakte 116 aufweisen Halbleiterchip 111 (vgl. Figuren 5 und 7) aufzubauen. Dadurch können die Silikonfolie 130 und das Konversionselement 140 eines solchen Bauelements mit einer Rechteckform ohne Aussparungen 137, 147 verwirklicht werden.
Des Weiteren ist die Möglichkeit gegeben, Multichip-Module mit einer anderen Anzahl und/oder mit anderen geometrischen Anordnungen von Halbleiterchips auf einem Träger 120 herzu- stellen. Beispielsweise kann das Bauelement 101 von Figur 7 mit einer Matrixanordnung von Chips 111 verwirklicht werden. Ferner können die Bauelemente 102, 103 der Figuren 13 und 16 mit zum Beispiel lediglich auf einer Linie angeordneten, und mittels Kontaktstrukturen in Reihe verbundenen Chips 112 auf- gebaut werden. Andere Anzahlen von Chips und/oder Formen von Chipanordnungen können in entsprechender Weise andere Formen von Silikonfolien 130 und Konversionselementen 140 zur Folge haben, um diese Komponenten 130, 140 auf den Chips positio¬ nieren zu können.
Bei dem Bauelement 102 von Figur 13 sind die Kontaktstruktu¬ ren 151, 153, 154 auch in der isolierenden Schicht 160 versenkt ausgebildet. Dadurch ist es möglich, ein Konversions¬ element 140 mit größeren lateralen Abmessungen als die Sili- konfolie 130 zu verwenden und flächig hierauf aufzulegen.
Eine weitere mögliche Abwandlung des Bauelements 102 von Fi¬ gur 13 besteht darin, die Kontaktstrukturen 151, 153, 154 nur in der Silikonfolie 130 und dadurch in der Verbindungsschicht 131 versenkt auszubilden. Hinsichtlich der isolierenden
Schicht 160 können die Kontaktstrukturen 151, 153, 154 nicht in, sondern lediglich auf der Schicht 160 angeordnet werden. Sofern auch hier die Verwendung eines Konversionselements 140 mit größeren lateralen Abmessungen vorgesehen ist, kann ein flächiges Aufliegen durch ein Erzeugen der Schicht 160 mit einer entsprechend kleineren Dicke ermöglicht werden. Eine weitere mögliche, und für die Bauelemente 102, 103 der
Figuren 13 und 16 in Betracht kommende Abwandlung besteht zum Beispiel darin, dass die Schicht 160 die Anordnung aus Chips 112 nicht vollständig umgibt. Hierbei können lediglich Teil¬ abschnitte der Schicht 160 im Bereich der am Rand der Chipan- Ordnung herzustellenden Kontaktstrukturen ausgebildet werden.
Darüber hinaus wird auf die Möglichkeit hingewiesen, das Aus¬ bilden von Kontaktstrukturen 151, 152, 153, 154 nicht mit Hilfe eines Galvanikverfahrens, sondern basierend auf anderen Verfahren durchzuführen. Beispielsweise kann das Aufbringen bzw. Verfüllen eines Metalls für die Kontaktstrukturen 151, 152, 153, 154 mit Hilfe einer leitfähigen bzw. metallischen Paste oder mit einem Lotmittel durchgeführt werden. In der obigen Beschreibung sind mögliche Ausführungsformen für die optoelektronischen Halbleiterchips 110, 111, 112 genannt, welche jeweils ein Trägersubstrat und eine hierauf an¬ geordnete Nutzschicht bzw. Nutzschichtanordnung mit einer Halbleiterschichtenfolge zur Lichtemission aufweisen. Dabei sind die Halbleiterchips 110, 111, 112 mit den Trägersubstra¬ ten (bzw. hierauf angeordneten Rückseitenkontakten oder metallischen Schichten) auf dem Träger 120 angeordnet, so dass die Nutzschicht auf einer dem Träger 120 abgewandten Seite angeordnet ist. Alternativ können jedoch auch andere Ausfüh- rungsformen von lichtemittierenden Halbleiter- bzw. Dünnfilmchips zur Anwendung kommen. Eine mögliche Ausführungsform sind sogenannte Flip-Chips, bei denen eine Nutzschicht mit einer Halbleiterschichtenfolge auf einem lichtdurchlässigen Trägersubstrat (insbesondere Sa¬ phirsubstrat) angeordnet ist. Derartige Chips können mit der Nutzschicht bzw. hierauf angeordneten Rückseitenkontakten auf dem Träger 120 angeordnet werden, so dass das lichtdurchläs¬ sige Trägersubstrat, über welches eine Lichtstrahlung abgege¬ ben werden kann, auf einer dem Träger 120 abgewandten Seite zu liegen kommt. Eine solche Ausgestaltung, bei welcher im Rahmen der Herstellung eine Silikonschicht 130 auf dem licht¬ durchlässigen Trägersubstrat abgelegt wird, kann zum Beispiel für die Halbleiterchips 111 in Betracht kommen.
Das beschriebene Verfahren sowie dessen unterschiedliche Aus- führungsformen sind nicht nur auf die Herstellung von optoelektronischen Bauelementen in Form von Weißlichtquellen beschränkt, sondern können auch zur Herstellung anderer Lichtquellen herangezogen werden, bei denen basierend auf dem Prinzip der additiven Lichtmischung eine Lichtstrahlung mit einer anderen Farbe erzeugt wird. In dieser Hinsicht können die oben angegebenen Spektralbereiche für die Halbleiterchips 110, 111, 112 und für den ersten und zweiten Leuchtstoff durch andere Spektralbereiche ersetzt werden. Auch derartige Bauelemente können aufgrund der genau einstellbaren Dicke der Verbindungsschicht 131 ebenfalls mit einer hohen Farbort¬ genauigkeit verwirklicht werden.
Des Weiteren wird auf die Möglichkeit hingewiesen, anstelle einer teilvernetzten Bi-Stage-Silikonfolie 130 eine andere folienförmige bzw. zusammenhängende Ausgangsschicht umfassend einen ersten Leuchtstoff zu verwenden, welche durch Aushärten bzw. Ausheizen in eine feste Verbindungsschicht 131 umgewan¬ delt werden kann. Eine solche Ausgangsschicht kann aus einem teilvernetzten isolierenden Material, insbesondere Kunst- Stoff- bzw. Polymermaterial, ausgebildet sein, welches durch Aushärten vollständig vernetzt werden kann. Eine solche Aus- gangsschicht kann ebenfalls in einem gefrorenen Zustand be¬ reitgestellt, und aus einer größeren (gefrorenen) Folie durch Ausschneiden oder Stanzen gewonnen werden. Ferner ist die Möglichkeit gegeben, anstelle eines kerami¬ schen Konversionselements 140 bzw. einer Phosphorkeramik ein anderes, einen zweiten Leuchtstoff umfassendes Konversions¬ element einzusetzen. Ein mögliches Beispiel ist ein aus einem Polymermaterial bzw. Silikon ausgebildetes und den zweiten Leuchtstoff umfassendes Konversionselement. Hierbei kann der zweite Leuchtstoff ebenfalls in Form von Partikeln vorliegen.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte bzw. beispielhafte Ausführungsformen näher illustriert und beschrie- ben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102012216738.2, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Bezugs zeichenliste
100, 101 Bauelement
102, 103 Bauelement
110, 111 Chip
112 Chip
115, 116 Kontakt
117 Kontakt
120 Träger
130 Silikonfolie
131 VerbindungsSchicht
135 Silikonfolie
137 Aussparung
140 Konversionselement
147 Aussparung
151, 152 Kontaktstruktur
153, 154 Kontaktstruktur
160 Schicht
201, 202 Verfahrensschritt
203, 204 Verfahrensschritt
205 Verfahrensschritt

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements (100, 101, 102, 103), umfassend die Verfahrens- schritte:
Bereitstellen wenigstens eines optoelektronischen Halbleiterchips (110, 111, 112); Anordnen einer Ausgangsschicht (130) auf dem Halbleiterchip (110, 111, 112), wobei die Ausgangsschicht (130) in Form ei¬ ner Folie vorliegt und einen ersten Leuchtstoff umfasst;
Anordnen eines Konversionselements (140) auf der Ausgangs- schicht (130), wobei das Konversionselement (140) einen zwei¬ ten Leuchtstoff umfasst; und
Aushärten der Ausgangsschicht (130) zum Ausbilden einer Verbindungsschicht (131).
2. Verfahren nach Anspruch 1,
wobei die Folie eine ausgeschnittene oder ausgestanzte Bi- Stage Silikonschicht umfasst.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
wobei die Ausgangsschicht eine den ersten Leuchtstoff umfas¬ sende teilvernetzte Silikonfolie (130) ist, welche bei dem Aushärten vernetzt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Konversionselement ein keramisches Konversionsele¬ ment (140) ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Halbleiterchip (110, 111, 112) ausgebildet ist, eine Lichtstrahlung im blauen bis ultravioletten Spektralbereich zu erzeugen.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Leuchtstoff ausgebildet ist, einen Teil einer von dem Halbleiterchip (110, 111, 112) abgegebenen Lichtstrahlung in eine Lichtstrahlung im roten Spektralbereich um- zuwandeln, und wobei der zweite Leuchtstoff ausgebildet ist, einen Teil der von dem Halbleiterchip (110, 111, 112) abgegebenen Lichtstrahlung in eine Lichtstrahlung im gelben bis grünen Spekt- ralbereich umzuwandeln.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Aushärten der Ausgangsschicht (130) das Durchführen eines Temperaturprozesses umfasst.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Halbleiterchip (110) einen Vorderseitenkontakt (115) aufweist, und wobei die Ausgangsschicht (130) und das Konversionselement (140) eine Aussparung (137, 147) für den Vorderseitenkontakt (115) aufweisen.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Anordnung aus mehreren optoelektronischen Halbleiterchips (111, 112) bereitgestellt wird, und wobei die Ausgangsschicht (130) auf den mehreren Halbleiterchips (111, 112) angeordnet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
wobei die mehreren Halbleiterchips (112) jeweils zwei Vorder- seitenkontakte (117) aufweisen, und wobei Kontaktstrukturen (152, 153, 154) in der Ausgangsschicht (130) ausgebildet werden, über welche Vorderseiten¬ kontakte (117) von Halbleiterchips (112) elektrisch miteinan- der verbunden sind.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei eine isolierende Schicht (160) ausgebildet wird, auf welcher Kontaktstrukturen (151, 153, 154) zum Kontaktieren der Halbleiterchips (112) angeordnet werden.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend Anordnen des oder der Halbleiterchips (110, 111, 112) auf einem Träger (120) .
13. Optoelektronisches Bauelement (100, 101, 102, 103), auf- weisend: einen Träger (120); wenigstens einen auf dem Träger (120) angeordneten optoelekt- ronischen Halbleiterchip (110, 111, 112); eine auf dem Halbleiterchip (110, 111, 112) angeordnete Verbindungsschicht (131), umfassend einen ersten Leuchtstoff; und ein auf der Verbindungsschicht (131) angeordnetes Konversi¬ onselement (140), umfassend einen zweiten Leuchtstoff, wobei die Verbindungsschicht (131) durch Aushärten einer fo- lienförmigen und den ersten Leuchtstoff umfassenden Ausgangsschicht (130) ausgebildet ist.
14. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 13,
wobei die Ausgangsschicht (130) eine Bi-Stage Silikonschicht umfasst und an Seitenflächen der Bi-Stage Silikonschicht Spu¬ ren eines Materialabtrags ausgebildet sind.
15. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 13,
wobei die Ausgangsschicht eine den ersten Leuchtstoff umfas- sende teilvernetzte Silikonfolie (130) ist, und wobei die Verbindungsschicht (131) durch Vernetzen der Silikonfolie (130) ausgebildet ist.
16. Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 13 oder 15,
wobei das Konversionselement ein keramisches Konversionsele¬ ment (140) ist.
17. Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 13 bis 16,
wobei der Halbleiterchip (110, 111, 112) ausgebildet ist, eine Lichtstrahlung im blauen bis ultravioletten Spektralbe- reich zu erzeugen, wobei der erste Leuchtstoff ausgebildet ist, einen Teil der von dem Halbleiterchip (110, 111, 112) abgegebenen Lichtstrahlung in eine Lichtstrahlung im roten Spektralbereich um- zuwandeln, und wobei der zweite Leuchtstoff ausgebildet ist, einen Teil der von dem Halbleiterchip (110, 111, 112) abgegebenen Lichtstrahlung in eine Lichtstrahlung im gelben bis grünen Spekt- ralbereich umzuwandeln.
PCT/EP2013/069165 2012-09-19 2013-09-16 Optoelektronisches bauelement Ceased WO2014044638A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/428,667 US20150236223A1 (en) 2012-09-19 2013-09-16 Optoelectronic component
DE112013004556.7T DE112013004556A5 (de) 2012-09-19 2013-09-16 Optoelektronisches Bauelement

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012216738.2 2012-09-19
DE102012216738.2A DE102012216738A1 (de) 2012-09-19 2012-09-19 Optoelektronisches bauelement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014044638A1 true WO2014044638A1 (de) 2014-03-27

Family

ID=49212770

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2013/069165 Ceased WO2014044638A1 (de) 2012-09-19 2013-09-16 Optoelektronisches bauelement

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20150236223A1 (de)
DE (2) DE102012216738A1 (de)
WO (1) WO2014044638A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022058150A1 (de) * 2020-09-15 2022-03-24 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronische vorrichtung

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014114372B4 (de) 2014-10-02 2022-05-05 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterbauelementen und optoelektronisches Halbleiterbauelement
DE102015102460A1 (de) * 2015-02-20 2016-08-25 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines lichtemittierenden Bauteils und lichtemittierendes Bauteil
DE102015105474A1 (de) * 2015-04-10 2016-10-13 Osram Opto Semiconductors Gmbh Konverterbauteil für eine optoelektronische Leuchtvorrichtung
US11194179B2 (en) * 2016-07-15 2021-12-07 Tectus Corporation Wiring on curved surfaces
US10642068B2 (en) 2016-07-15 2020-05-05 Tectus Corporation Process for customizing an active contact lens
US10559727B2 (en) * 2017-07-25 2020-02-11 Shenzhen China Star Optoelectronics Semiconductor Display Technology Co., Ltd. Manufacturing method of colorful Micro-LED, display modlue and terminals
JP2019102715A (ja) * 2017-12-06 2019-06-24 スタンレー電気株式会社 半導体発光装置およびその製造方法
DE102018105910B4 (de) * 2018-03-14 2023-12-28 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl von Konversionselementen
DE102019219016A1 (de) 2019-12-05 2021-06-10 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronische vorrichtung und verfahren zur herstellung einer optoelektronischen vorrichtung
DE102023108532A1 (de) * 2023-04-03 2024-10-10 Ams-Osram International Gmbh Verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauelements und optoelektronisches bauelement

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070221867A1 (en) * 2006-03-24 2007-09-27 Goldeneye, Inc. Wavelength conversion chip for use in solid-state lighting and method for making same
DE102007054800A1 (de) * 2007-09-28 2009-04-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Lumineszenzkonversionsvorrichtung und Verfahren zum Herstellen von Lumineszenzdiodenchips mit einer derartigen Vorrichtung
DE102008016487A1 (de) * 2008-03-31 2009-10-01 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauteil und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils
DE102008038748A1 (de) * 2008-08-12 2010-02-18 Osram Opto Semiconductors Gmbh Oberflächenmontierbares, optoelektronisches Halbleiterbauteil
DE102010047454A1 (de) * 2010-10-04 2012-04-05 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Silikonfolie, Silikonfolie und optoelektronisches Halbleiterbauteil mit einer Silikonfolie

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005061828B4 (de) * 2005-06-23 2017-05-24 Osram Opto Semiconductors Gmbh Wellenlängenkonvertierendes Konvertermaterial, lichtabstrahlendes optisches Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
EP2087530A1 (de) * 2006-11-10 2009-08-12 Philips Intellectual Property & Standards GmbH Beleuchtungssystem mit einem monolithischen keramischen lumineszenzumwandler
WO2009016585A2 (en) * 2007-08-02 2009-02-05 Koninklijke Philips Electronics N.V. Color conversion device
DE102009048401A1 (de) * 2009-10-06 2011-04-07 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterbauteils und optoelektronisches Halbleiterbauteil
US8513062B2 (en) * 2010-02-16 2013-08-20 Infineon Technologies Ag Method of manufacturing a semiconductor device with a carrier having a cavity and semiconductor device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070221867A1 (en) * 2006-03-24 2007-09-27 Goldeneye, Inc. Wavelength conversion chip for use in solid-state lighting and method for making same
DE102007054800A1 (de) * 2007-09-28 2009-04-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Lumineszenzkonversionsvorrichtung und Verfahren zum Herstellen von Lumineszenzdiodenchips mit einer derartigen Vorrichtung
DE102008016487A1 (de) * 2008-03-31 2009-10-01 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauteil und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils
DE102008038748A1 (de) * 2008-08-12 2010-02-18 Osram Opto Semiconductors Gmbh Oberflächenmontierbares, optoelektronisches Halbleiterbauteil
DE102010047454A1 (de) * 2010-10-04 2012-04-05 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Silikonfolie, Silikonfolie und optoelektronisches Halbleiterbauteil mit einer Silikonfolie

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022058150A1 (de) * 2020-09-15 2022-03-24 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronische vorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
DE112013004556A5 (de) 2015-05-28
DE102012216738A1 (de) 2014-03-20
US20150236223A1 (en) 2015-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014044638A1 (de) Optoelektronisches bauelement
EP2901479B1 (de) Optoelektronisches bauelement
EP2856523B1 (de) Verfahren zur herstellung eines optoelektronischen moduls
EP1312124B1 (de) Optoelektronisches bauelement und verfahren zu dessen herstellung, modul und vorrichtung mit einem solchen modul
EP2162927B1 (de) Verfahren zur herstellung von optoelektronischen bauelementen
DE112013003979B4 (de) Optoelektronisches Halbleiterbauteil, Konversionsmittelplättchen und Verfahren zur Herstellung eines Konversionsmittelplättchens
EP2057681B1 (de) Leuchtdiodenanordnung und verfahren zur herstellung einer solchen
DE102008021402B4 (de) Oberflächenmontierbares Leuchtdioden-Modul und Verfahren zur Herstellung eines oberflächenmontierbaren Leuchtdioden-Moduls
EP2583318B1 (de) Herstellung eines oberflächenmontierbaren optoelektronischen bauelements
DE112014001665B4 (de) Halbleiterbauelement und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements
DE102010063760B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements und optoelektronisches Bauelement
WO2014060355A2 (de) Verfahren zur herstellung einer vielzahl von optoelektronischen halbleiterbauteilen
WO2015132238A1 (de) Herstellung optoelektronischer bauelemente
DE112014005652B4 (de) Optoelektronisches Bauelement und Verfahren
WO2014016165A1 (de) Optoelektronisches halbleiterbauteil mit elektrisch isolierendem element
WO2014139789A1 (de) Optoelektronisches bauelement
WO2015124609A1 (de) Herstellung eines optoelektronischen bauelements
WO2016173841A1 (de) Optoelektronische bauelementanordnung und verfahren zur herstellung einer vielzahl von optoelektronischen bauelementanordnungen
DE102017104144B4 (de) Verfahren zur Herstellung von Leuchtdioden
WO2019034737A1 (de) Herstellung einer halbleitervorrichtung
DE102006033873A1 (de) Strahlungsemittierende Einrichtung mit mehreren strahlungs-emittierenden Bauelementen und Beleuchtungseinrichtung
WO2018083187A1 (de) Herstellung von strahlungsemittierenden halbleiterbauelementen
DE102014208958A1 (de) Oberflächenmontierbares optoelektronisches Bauelement und Verfahren zum Herstellen eines oberflächenmontierbaren optoelektronischen Bauelements
WO2018189237A1 (de) Strahlungsemittierendes bauelement
WO2017129698A1 (de) Herstellung eines multichip-bauelements

Legal Events

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

Ref document number: 13763240

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14428667

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1120130045567

Country of ref document: DE

Ref document number: 112013004556

Country of ref document: DE

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R225

Ref document number: 112013004556

Country of ref document: DE

Effective date: 20150528

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13763240

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1