WO2014060355A2 - Verfahren zur herstellung einer vielzahl von optoelektronischen halbleiterbauteilen - Google Patents

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Markus Boss
Markus Pindl
Simon Jerebic
Herbert Brunner
Tobias Gebuhr
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a multiplicity of optoelectronic semiconductor components.
  • One object to be solved is a method for producing a plurality of optoelectronic
  • Optoelectronic semiconductor components are, in particular, surface-mountable components.
  • the components are designed as so-called QFN components (Quad Fiat No Leads Package).
  • QFN components Quad Fiat No Leads Package
  • Components for example, transverse to the bottom and limit the components in each case in lateral directions, are free of the material of the connection points and formed, for example, exclusively with electrically insulating material.
  • the subcarrier can be a foil or a self-supporting, rigid plate.
  • the auxiliary carrier may be formed, for example, with a metal or a plastic.
  • the subcarrier is to
  • a multiplicity of arrangements of electrically conductive first contact elements and second are arranged on the auxiliary carrier
  • Contact elements applied.
  • pairs of first electrically conductive and second electrically conductive contact elements are applied.
  • the contact elements serve on their bottom side facing the auxiliary carrier to electrically contact components of the optoelectronic semiconductor components in finished optoelectronic semiconductor components.
  • Contact elements are each formed with an electrically conductive material, for example with at least one metal.
  • each optoelectronic semiconductor chip is applied to the second contact element of each arrangement of the plurality of arrangements of electrically conductive first contact elements and second contact elements. That is, in particular serve the second contact elements, for example at their the Subcarrier facing away from the top, to at least one, for example, each receive a single optoelectronic semiconductor chip.
  • Semiconductor chip can at the second contact elements
  • used optoelectronic semiconductor chip may be, for example, a light-emitting diode chip or a
  • Photodiode chips are arranged on the second contact elements.
  • an electrically conductive connection of the optoelectronic semiconductor chips to the first contact elements of the arrangement takes place. If the arrangements are, for example, pairs of first and second contact elements, then an electrically conductive connection between the optoelectronic semiconductor chip and the first contact element can take place by means of a contact wire. The first contact elements are then suitable for being electrically conductively connected to a contact wire.
  • the first contact elements and the second are enveloped
  • the wrapping material not only the first and second contact elements, but for example, the optoelectronic semiconductor chips at least partially enveloped. Enveloped components of the variety of
  • Sheath material in particular in direct contact and directly adjacent to this.
  • the wrapping can be done for example by injection molding or transfer molding.
  • the wrapping material may be, for example, a silicone, an epoxy, to
  • reflective particles may additionally be present in the wrapping material.
  • a singulation takes place in a plurality of optoelectronic
  • each optoelectronic semiconductor component contains at least one of the optoelectronic semiconductor chips.
  • each contains optoelectronic
  • Semiconductor chip and exactly one arrangement of electrically conductive first and second contact elements The separation can be done for example by sawing, grinding or laser cutting. When separating the wrapping material is at least partially severed.
  • the wrapping material is flush with the auxiliary carrier
  • the method comprises the following production steps:
  • the wrapping material is flush with the underside of each first contact element facing the auxiliary carrier
  • the wrapping material is flush with the subcarrier facing the subcarrier of each second contact element.
  • the production steps can be carried out in the order given here. However, it is also possible to deviate from the given order. Due to the fact that the wrapping material is flush with the first and second contact elements, the optoelectronic semiconductor components are particularly easy to produce by the method. The method can therefore be carried out particularly inexpensively.
  • optoelectronic semiconductor devices no metal surfaces on what the mounting of the optoelectronic
  • Contact elements is particularly low. This results in optoelectronic semiconductor components with increased efficiency and thus higher reliability.
  • Optoelectronic semiconductor chip can be performed independently of the other optoelectronic semiconductor chips.
  • all side surfaces of the singulated optoelectronic semiconductor components are free of the electrically conductive first contact elements and the second contact elements. That is, the contact elements are on an underside of the completed optoelectronic semiconductor devices of
  • Semiconductor components is for example the
  • the wrapping material covers side surfaces of each
  • optoelectronic semiconductor chips at least in places. That is, in addition to the first and second contact elements and the optoelectronic semiconductor chips are at least partially surrounded by the wrapping material. It is possible that the wrapping material, the optoelectronic
  • the wrapping material is the optoelectronic
  • the optoelectronic semiconductor chips can then terminate flush with the wrapping material on their upper side or the
  • the auxiliary carrier is formed with a metal and the first
  • the submount may be a solid metal carrier that may be formed with materials such as copper or nickel.
  • a mask can be defined on an upper side of the subcarrier, on which the contact elements are subsequently arranged.
  • Openings of the mask can be the first and second
  • Contact elements are generated for example by galvanic or electroless deposition. In this way it is possible to cost-effective contact elements in a defined form at a defined location in a particularly simple manner
  • the contact elements have, for example, a thinner area, which is the
  • Subcarrier follows directly and an area with greater lateral extent, which is arranged on the side facing away from the auxiliary carrier of the contact elements.
  • Directions are those directions that run parallel to a main extension plane of the subcarrier.
  • the first and second contact elements thus have, for example in cross section, the shape of a T or the shape of a mushroom.
  • the undercuts of the contact elements can lead to a better anchoring of the contact elements in
  • Contact elements may then in particular be semi-etched lead frames (English leadframes).
  • the auxiliary carrier used is not a metallic carrier but a
  • Plastic material can be used.
  • the wrapping material is designed to be reflective, and at least the upper side of each optoelectronic semiconductor chip facing away from the second contact elements is free from
  • the wrapping material can thereby
  • semiconductor chips generated in operation or to be detected be designed to be reflective electromagnetic radiation.
  • the optoelectronic semiconductor chips are semiconductor chips which are in operation
  • Reflective formed wrapping material then has a reflectivity of at least 80%, in particular of at least 90% for the impacting electromagnetic radiation of the optoelectronic semiconductor chip.
  • the wrapping material may comprise a matrix material such as silicone and / or epoxy resin, which is filled with particles of a filler.
  • the filler may, for example, at least one of
  • Materials T1O2, BaSOzi, ZnO, Al x Oy ⁇ ZrC> 2 exist or contain one of the mentioned materials.
  • Enveloping material is formed so reflective that it appears white to the viewer.
  • the wrapping material no longer has any transparency, but instead reflects incident ambient light uniformly, resulting in a white color impression.
  • the separation frames are formed for example with a plastic material.
  • the separating frames enclose in the lateral direction at least one arrangement of electrically conductive first contact elements and second contact elements.
  • the Separating frames are arranged in such a way that they are arranged between individual optoelectronic semiconductor components, as they are to be produced after singulation. In this way, it is possible that the side surfaces of the isolated optoelectronic semiconductor components
  • separation frame for example, plastic materials can be used, compared to those mentioned
  • Casing materials are particularly hard or scratch resistant. Separation then takes place through the separation frame, so that the side surfaces of the isolated optoelectronic
  • the converter material comprises, for example, at least one phosphor which emits electromagnetic energy emitted by the semiconductor chip during operation
  • Radiation absorbs and electromagnetic radiation
  • Semiconductor component can then be suitable, for example, for operation, mixed radiation, for example white
  • the converter material can be any material that can be used to produce Mixed light to produce.
  • the converter material can be any material that can be used to produce.
  • matrix material for example, it is the same matrix material, which is also a part of the wrapping material.
  • matrix material particles of a phosphor can be introduced.
  • the converter material it is possible for the converter material to consist of a phosphor, in which case the converter material can consist, for example, of a ceramic phosphor.
  • the wrapping material and / or the converter material covers the separating frames on their upper side facing away from the auxiliary carrier. That is, at the top of the process
  • the separating frames are covered by the cladding material or by the converter material. In this way, the separation frames are particularly well anchored in the wrapping material and / or converter material and do not dissolve from the means of the method
  • recesses are made locally in the converter material
  • Enveloping material or extend into the wrapping material and the recesses are filled with wrapping material.
  • the wrapping material is a reflective wrapping material, as described above.
  • the recesses may be trenches extending in lateral directions from the
  • Recesses was filled. This wrapping material is then not complete in the lateral directions
  • FIGS 4A, 4B, 5, 6, 7A, 7B, 7C, 7D show examples
  • Figure 1A shows how a subcarrier 1 is provided.
  • the auxiliary carrier 1 is, for example, a solid metal carrier, which consists for example of copper or nickel.
  • regions are defined on the metal carrier by means of a mask, not shown, in which a plurality of arrangements of
  • first contact elements 21 and second contact elements 22 are applied to the auxiliary carrier 1. At least the contact elements 21 are electrically conductive, preferably in the present
  • Embodiment also formed the second contact elements 22 electrically conductive.
  • the arrangements 20 of first contact elements and second contact elements are formed as pairs of these contact elements.
  • the growth of the contact elements is, for example, currentless or galvanic.
  • an optoelectronic semiconductor chip 3 is applied to each second contact element 22 of each arrangement 20.
  • the optoelectronic semiconductor chip 3 with its underside facing away from the upper side 3a can be soldered onto the second contact element 22 or adhesively bonded in an electrically conductive manner.
  • Arrangement 20 then comprises an optoelectronic
  • Contact elements 21 and the second contact elements 22 is electrically conductively connected.
  • the electrical contacting takes place in each case via a contact wire 17 which forms an electrically conductive connection between the first contact elements 21 and the optoelectronic semiconductor chip 3 of the respective arrangement 20, cf.
  • FIG. 1 A contact wire 17 which forms an electrically conductive connection between the first contact elements 21 and the optoelectronic semiconductor chip 3 of the respective arrangement 20, cf.
  • Separating frame 6 encloses at least one arrangement of electrically conductive first contact elements 21 and second contact elements 22 at least in places laterally, that is, in lateral directions. For example, it is possible that each assembly 20 is completely enclosed by exactly one separation frame 6 in the lateral directions.
  • the application of the separation frames, as shown in FIG. 1D, is optional.
  • the separation frame 6 can be
  • the separation frame 6 are formed, for example, radiation-absorbing or radiation-reflecting.
  • the first contact elements 21 and the second contact elements 22 and in the present case also the semiconductor chip 3 and the separating frame 6 are enveloped by a wrapping material 4, which in the present case is designed as a transparent wrapping material.
  • the wrapping material 4 covers, for example, the
  • the wrapping material 4 covers the separating frame 6 at its side remote from the auxiliary carrier 1
  • Optoelectronic semiconductor devices free and are completely surrounded by the wrapping material 4 in lateral directions. This results in an arrangement of optoelectronic
  • FIG. 1 In a next method step, FIG.
  • Carrier 8 which is applied, for example, an adhesive film with an adhesive side on the upper side facing the wrapping material 4, on the wrapping material 4 on the side originally facing away from the auxiliary carrier.
  • a separation in the region of the separating frames 6 can take place, see FIG. 1H.
  • Semiconductor component includes at least one
  • Optoelectronic semiconductor chip 3 Figure II.
  • the first contact elements 21 and the second contact elements 22 have undercuts 23 in this exemplary embodiment.
  • the first contact elements 21 and the second contact elements 22 have undercuts 23 in this exemplary embodiment.
  • the contact elements 21, 22 in cross-section T-shaped.
  • the contact elements 21, 22 may, for example mushroom-shaped be educated. This embodiment of the contact elements 21, 22 allows a particularly good anchoring of
  • the contact elements 21, 22 can, as above
  • the contact elements 21, 22 are parts of a half-etched leadframe which is then mounted on the subcarrier 1, for example as
  • Plastic film may be formed, is glued.
  • Connecting struts of the lead frame are removed, for example by sawing.
  • a reflective wrapping material is applied such that the side surfaces 3c and the contact elements 21, 22 are enveloped by the wrapping material 4.
  • the optoelectronic semiconductor chips 3 were previously glued, for example, to the second contact elements 22 of each arrangement 20. Further, a contact with the first contact elements 21 of each assembly 20 and the associated
  • Semiconductor chip 3 made via a contact wire 17.
  • the wrapping material 4 is thereby dispensed or
  • the wrapping material 4 can on the side facing away from the auxiliary carrier 1 top 3a of the optoelectronic
  • the Converter material comprises, for example, at least one phosphor.
  • the converter material 5 can be applied by injection molding, transfer molding, potting or sedimentation in a potting.
  • the converter material 5, an optical element 9, for example, a lens, can be arranged downstream of the sides facing away from the subcarrier 1. Before or after the application of the lens can be separated into individual
  • Separation takes place for example with the aid of a CO 2 laser, FIG. 2C.
  • Each of the optoelectronic semiconductor components may optionally include an ESD protection element, for example an ESD diode.
  • the ESD diode can, for example, be connected in anti-parallel to the optoelectronic semiconductor chip 3 and, for this purpose, be fastened to the first contact element 21 of each arrangement 20.
  • FIGS. 3A to 3C A further exemplary embodiment of a method described here is explained in more detail in conjunction with FIGS. 3A to 3C. In contrast to the method of FIGS. 2A to 2C, in this variant of the production method
  • Recesses 7 introduced into the converter material 5, which extend into the wrapping material 4.
  • Recesses 7 are generated before separation.
  • Recesses 7 are then filled with the wrapping material 4, so that the converter material 5 of each individual optoelectronic semiconductor device 10 in lateral
  • Wrapping material 4 may be reflective, for example, and may appear white.
  • the side surfaces 10c of each optoelectronic semiconductor component 10 are then formed completely by the wrapping material 4, for example.
  • the optoelectronic semiconductor chip may, for example, be a light-emitting diode chip that is free of a growth substrate.
  • the optoelectronic semiconductor chip is then a so-called thin-film chip, in which the epitaxially
  • the optoelectronic semiconductor chip is a substrateless diode, which consists only of electrical contact elements and of the epitaxially grown semiconductor layer sequence
  • an optoelectronic semiconductor component 10 which is produced by a method described here is described on the basis of a schematic sectional representation. Unlike for example in
  • an optoelectronic semiconductor component results in which the converter material 5 only in the region of the
  • Semiconductor chip 3 is arranged. This can be done for example by the fact that above the semiconductor chip 3 at
  • Optoelectronic semiconductor device 10 include an optical element 9 such as a lens, for example, on
  • Envelope material 4 and the converter material 5 may be attached by gluing.
  • FIGS. 5 and 6 show optoelectronic semiconductor components 10, as they are shown in FIG.
  • Semiconductor device 10 are arranged.
  • Embodiments of Figure 7 include each
  • Contact elements 21 are used for electrical contacting of the optoelectronic semiconductor chip 3, with the
  • Contact elements 21 are each connected via a contact wire 17.
  • the second contact element 22 serves only for thermal connection of the optoelectronic
  • the optoelectronic semiconductor chips 3 may be so-called sapphire chips, in which the epitaxially grown semiconductor layers are grown on a sapphire growth substrate, which in the optoelectronic Semiconductor chip remains. Furthermore, it may be thin-film chips, with two contact wires
  • Such optoelectronic semiconductor chips are described, for example, in document WO 2011/157523 A1, which is hereby incorporated by reference.
  • the wrapping material 4 also covers the side surfaces 3c of the optoelectronic semiconductor chips 3, as described for example in connection with FIGS.
  • FIGS. 7A to 7D it is possible, as shown in FIGS. 7A to 7D, for the wrapping material 4 to be present only in the region of the contact elements 21, 22, cf. FIGS. 7A, 7B or additionally on the side surfaces 10c in the region of recesses 7.
  • the optoelectronic semiconductor chips 3 are also on the side surfaces 3c completely from
  • electromagnetic radiation is the optoelectronic

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl von optoelektronischen Halbleiterbauteilen mit den folgenden Schrittenangegeben: - Bereitstellen eines Hilfsträgers (1), - Aufbringen einer Vielzahl von Anordnungen (20) von elektrisch leitenden ersten Kontaktelementen (21) und zweiten Kontaktelementen (22) auf dem Hilfsträger (1), - Aufbringen jeweils eines optoelektronischen Halbleiterchips (3) auf dem zweiten Kontaktelement (22) jeder Anordnung (20), - elektrisch leitendes Verbinden der optoelektronischen Halbleiterchips (3) mit den ersten Kontaktelementen (21) der jeweiligen Anordnung (20), - Umhüllen der ersten Kontaktelemente (21) und der zweiten Kontaktelemente (22) mit einem Umhüllungsmaterial (4), und - Vereinzeln in eine Vielzahl von optoelektronischen Halbleiterbauteilen, wobei - das Umhüllungsmaterial (4) bündig mit der dem Hilfsträger (1) zugewandten Unterseite (21b) eines jeden ersten Kontaktelements (21) abschließt, und - das Umhüllungsmaterial (4) bündig mit der dem Hilfsträger (1) zugewandten Unterseite (22b) eines jeden zweiten Kontaktelements (22) abschließt.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl von
optoelektronischen Halbleiterbauteilen
Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl von optoelektronischen Halbleiterbauteilen angegeben.
Die Druckschrift WO 2007/025515 AI beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl von optoelektronischen
Halbleiterbauteilen.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2012 109 905.7, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl von optoelektronischen
Halbleiterbauteilen anzugeben, die besonders einfach an einem Zielort montiert werden können. Darüber hinaus ist es eine zu lösende Aufgabe, ein Verfahren anzugeben, mit dem eine
Vielzahl von optoelektronischen Halbleiterbauteilen besonders einfach hergestellt werden kann. Bei den mittels des Verfahrens hergestellten
optoelektronischen Halbleiterbauteilen handelt es sich insbesondere um oberflächenmontierbare Bauteile. Die Bauteile sind dabei als so genannte QFN-Bauteile (Quad Fiat No Leads Package) ausgeführt. Bei den Bauteilen befinden sich
sämtliche elektrischen und/oder thermischen Anschlussstellen an einer Unterseite des Bauteils. Die Seitenflächen der
Bauteile, die zum Beispiel quer zu Unterseite verlaufen und die Bauteile jeweils in laterale Richtungen begrenzen, sind frei vom Material der Anschlussstellen und beispielsweise ausschließlich mit elektrisch isolierendem Material gebildet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform eines hier
beschriebenen Verfahrens wird zunächst ein Hilfsträger bereitgestellt. Bei dem Hilfsträger kann es sich um eine Folie oder eine selbsttragende, starre Platte handeln. Der Hilfsträger kann beispielsweise mit einem Metall oder einem Kunststoff gebildet sein. Der Hilfsträger ist dazu
vorgesehen, eine Vielzahl von optoelektronischen
Halbleiterchips während der Herstellung der
optoelektronischen Halbleiterbauteile zu tragen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird auf dem Hilfsträger eine Vielzahl von Anordnungen von elektrisch leitenden ersten Kontaktelementen und zweiten
Kontaktelementen aufgebracht. Beispielsweise werden Paare von ersten elektrisch leitenden und zweiten elektrisch leitenden Kontaktelementen aufgebracht. Die Kontaktelemente dienen jeweils an ihrer dem Hilfsträger zugewandten Unterseite dazu, Komponenten der optoelektronischen Halbleiterbauteile in fertig gestellten optoelektronischen Halbleiterbauteilen elektrisch zu kontaktieren. Die ersten und zweiten
Kontaktelemente sind dabei jeweils mit einem elektrisch leitenden Material, zum Beispiel mit zumindest einem Metall, gebildet .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird jeweils ein optoelektronischer Halbleiterchip auf dem zweiten Kontaktelement jeder Anordnung der Vielzahl von Anordnungen von elektrisch leitenden ersten Kontaktelementen und zweiten Kontaktelementen aufgebracht. Das heißt, insbesondere die zweiten Kontaktelemente dienen, beispielsweise an ihrer dem Hilfsträger abgewandten Oberseite, dazu, zumindest einen, beispielsweise jeweils einen einzigen optoelektronischen Halbleiterchip aufzunehmen. Der optoelektronische
Halbleiterchip kann an den zweiten Kontaktelementen
beispielsweise jeweils durch Löten oder Kleben befestigt sein .
Bei einem für das optoelektronische Halbleiterbauteil
verwendeten optoelektronischen Halbleiterchip kann es sich beispielsweise um einen Leuchtdiodenchip oder einen
Fotodiodenchip handeln. Ferner ist es möglich, dass bei der Herstellung der Vielzahl von optoelektronischen
Halbleiterbauteilen sowohl Leuchtdiodenchips als auch
Fotodiodenchips auf den zweiten Kontaktelementen angeordnet werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt in einem nächsten Verfahrensschritt ein elektrisch leitendes Verbinden der optoelektronischen Halbleiterchips mit den ersten Kontaktelementen der Anordnung. Handelt es sich bei den Anordnungen beispielsweise um Paare von ersten und zweiten Kontaktelementen, so kann eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem optoelektronischen Halbleiterchip und dem ersten Kontaktelement mittels eines Kontaktdrahtes erfolgen. Die ersten Kontaktelemente sind dann dazu geeignet, mit einem Kontaktdraht elektrisch leitend verbunden zu werden .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des hier beschriebenen Verfahrens erfolgt in einem weiteren Verfahrensschritt ein Umhüllen der ersten Kontaktelemente und der zweiten
Kontaktelemente mit einem Umhüllungsmaterial. Es ist ferner möglich, dass das Umhüllungsmaterial nicht nur die ersten und zweiten Kontaktelemente, sondern beispielsweise auch die optoelektronischen Halbleiterchips zumindest teilweise umhüllt. Umhüllte Komponenten der Vielzahl von
optoelektronischen Halbleiterbauteilen stehen mit dem
Umhüllungsmaterial insbesondere in direktem Kontakt und grenzen unmittelbar an dieses an.
Das Umhüllen kann beispielsweise durch Spritzgießen oder Spritzpressen erfolgen. Bei dem Umhüllungsmaterial kann es sich beispielsweise um ein Silikon, ein Epoxidharz, um ein
Hybridmaterial aus Silikon und Epoxidharz oder um ein anderes Kunststoffmaterial handeln. Ferner ist es möglich, dass das Umhüllungsmaterial eines oder mehrere dieser Materialien enthält, wobei weitere Füllstoffe, wie beispielsweise
reflektierende Partikel, zusätzlich im Umhüllungsmaterial vorhanden sein können.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt ein Vereinzeln in eine Vielzahl von optoelektronischen
Halbleiterbauteilen. Dabei erfolgt das Vereinzeln derart, dass jedes optoelektronische Halbleiterbauteil zumindest einen der optoelektronischen Halbleiterchips enthält.
Beispielsweise enthält jedes optoelektronische
Halbleiterbauteil genau einen optoelektronischen
Halbleiterchip und genau eine Anordnung von elektrisch leitenden ersten und zweiten Kontaktelementen. Das Vereinzeln kann beispielsweise durch Sägen, Schleifen oder Lasertrennen erfolgen. Beim Vereinzeln wird auch das Umhüllungsmaterial zumindest stellenweise durchtrennt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens schließt das Umhüllungsmaterial bündig mit der dem Hilfsträger
zugewandten Unterseite eines jeden ersten Kontaktelements und eines jeden zweiten Kontaktelements ab. Das heißt, bei den fertig gestellten Halbleiterbauteilen liegen die Unterseiten der Kontaktelemente jeweils frei, wobei die Kontaktelemente bündig mit dem Umhüllungsmaterial abschließen, so dass es insbesondere möglich ist, dass die Kontaktelemente nicht in einer Vertiefung im Umhüllungsmaterial angeordnet sind und dass die Kontaktelemente das Umhüllungsmaterial nicht überragen . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren die folgenden Herstellungsschritte:
Bereitstellen eines Hilfsträgers,
Aufbringen einer Vielzahl von Anordnungen von elektrisch leitenden ersten Kontaktelementen und zweiten
Kontaktelementen auf den Hilfsträger,
Aufbringen jeweils eines optoelektronischen
Halbleiterchips auf dem zweiten Kontaktelement jeder
Anordnung,
elektrisch leitendes Verbinden der optoelektronischen Halbleiterchips mit den ersten Kontaktelementen der
jeweiligen Anordnung,
Umhüllen der ersten Kontaktelemente und der zweiten Kontaktelemente mit einem Umhüllungsmaterial, und
Vereinzeln in eine Vielzahl von optoelektronischen Halbleiterbauteilen,
wobei
das Umhüllungsmaterial bündig mit der dem Hilfsträger zugewandten Unterseite eines jeden ersten Kontaktelements abschließt, und
- das Umhüllungsmaterial bündig mit der dem Hilfsträger zugewandten Unterseite eines jeden zweiten Kontaktelements abschließt . Die Herstellungsschritte können dabei in der hier angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden. Es ist jedoch auch möglich, dass von der angegebenen Reihenfolge abgewichen wird. Aufgrund der Tatsache, dass das Umhüllungsmaterial mit den ersten und zweiten Kontaktelementen bündig abschließt, sind die optoelektronischen Halbleiterbauteile mit dem Verfahren besonders einfach herstellbar. Das Verfahren kann daher besonders kostengünstig durchgeführt werden.
Ferner treten aufgrund des Herstellungsverfahrens an den Seitenflächen der mit dem Verfahren hergestellten
optoelektronischen Halbleiterbauteile keine Metallflächen auf, was die Montage der optoelektronischen
Halbleiterbauteile erleichtert.
Da die ersten und zweiten Kontaktelemente eines jeden der mit dem Verfahren hergestellten optoelektronischen
Halbleiterbauteile an der Unterseite bündig mit dem
Umhüllungsmaterial abschließen, liegen sie an der Unterseite des optoelektronischen Halbleiterbauteils über ihre gesamte elektrische Anschlussfläche frei. Dies ermöglicht
optoelektronische Halbleiterbauteile, bei denen der
thermische Widerstand zwischen dem im Betrieb Wärme
erzeugenden optoelektronischen Halbleiterchip und der
Montagefläche, an der die optoelektronischen
Halbleiterbauteile befestigt werden, aufgrund der
Kontaktelemente besonders gering ist. Dadurch ergeben sich optoelektronische Halbleiterbauteile mit erhöhter Effizienz und damit höherer Ausfallsicherheit.
Aufgrund der Tatsache, dass die einzelnen Kontaktelemente von einem Umhüllungsmaterial umhüllt sind, das insbesondere elektrisch isolierend ausgebildet ist, ist die
Kurzschlussgefahr zwischen einzelnen Kontaktelementen
reduziert. Dadurch ergibt sich ebenfalls eine höhere
Ausfallssicherheit der mit dem Verfahren hergestellten optoelektronischen Halbleiterbauteile.
Zwischen den Anordnungen von Kontaktelementen gibt es vor dem Vereinzeln keine elektrisch leitende Verbindung. Somit kann vor dem Vereinzeln ein Funktionstest für jeden
optoelektronischen Halbleiterchip unabhängig von den übrigen optoelektronischen Halbleiterchips durchgeführt werden.
Ferner lassen sich durch ein hier beschriebenes Verfahren besonders kleine optoelektronische Halbleiterbauteile
herstellen, die in ihrer äußeren Abmessung hauptsächlich von der Größe der verwendeten optoelektronischen Halbleiterchips bestimmt sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens sind sämtliche Seitenflächen der vereinzelten optoelektronischen Halbleiterbauteile frei von den elektrisch leitenden ersten Kontaktelementen und den zweiten Kontaktelementen. Das heißt, die Kontaktelemente sind an einer Unterseite der fertig gestellten optoelektronischen Halbleiterbauteile vom
Umhüllungsmaterial vollständig umschlossen. An den
Seitenflächen der vereinzelten optoelektronischen
Halbleiterbauteile liegt beispielsweise das
Umhüllungsmaterial frei. Material der ersten und zweiten Kontaktelemente ist an den Seitenflächen nicht freigelegt. Die Seitenflächen der vereinzelten optoelektronischen
Halbleiterbauteile weisen dabei Vereinzelungsspuren, wie beispielsweise Sägerillen, an den Seitenflächen auf. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens bedeckt das Umhüllungsmaterial Seitenflächen eines jeden
optoelektronischen Halbleiterchips zumindest stellenweise. Das heißt, neben den ersten und zweiten Kontaktelementen sind auch die optoelektronischen Halbleiterchips zumindest zum Teil vom Umhüllungsmaterial umgeben. Dabei ist es möglich, dass das Umhüllungsmaterial die optoelektronischen
Halbleiterchips vollständig umgibt. Ferner ist es möglich, dass das Umhüllungsmaterial die optoelektronischen
Halbleiterchips an ihrer den zweiten Kontaktelementen
abgewandten Oberseite nicht überragt. Die optoelektronischen Halbleiterchips können dann an ihrer Oberseite jeweils bündig mit dem Umhüllungsmaterial abschließen oder das
Umhüllungsmaterial überragen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist der Hilfsträger mit einem Metall gebildet und die ersten
Kontaktelemente und die zweiten Kontaktelemente sind auf dem Hilfsträger aufgewachsen. Beispielsweise kann es sich bei dem Hilfsträger um einen massiven Metallträger handeln, der mit Materialien wie Kupfer oder Nickel gebildet sein kann.
Beispielsweise über eine Fototechnik kann an einer Oberseite des Hilfsträgers, auf der nachfolgend die Kontaktelemente angeordnet werden, eine Maske definiert werden. In den
Öffnungen der Maske können die ersten und zweiten
Kontaktelemente beispielsweise durch galvanisches oder stromloses Abscheiden erzeugt werden. Auf diese Weise ist es möglich, kostengünstige Kontaktelemente in definierter Form an definierter Stelle in besonders einfacher Weise zu
erzeugen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die ersten
Kontaktelemente und die zweiten Kontaktelemente jeweils Hinterschneidungen auf. Das heißt, die Kontaktelemente weisen beispielsweise einen dünneren Bereich auf, der den
Hilfsträger direkt nachfolgt und einen Bereich mit größerer lateraler Ausdehnung, der an der dem Hilfsträger abgewandten Seite der Kontaktelemente angeordnet ist. Die lateralen
Richtungen sind dabei diejenigen Richtungen, die zu einer Haupterstreckungsebene des Hilfsträgers parallel laufen. Die ersten und zweiten Kontaktelemente haben damit beispielsweise im Querschnitt die Form eines T's oder die Form eines Pilzes.
Die Hinterschneidungen der Kontaktelemente können dabei zu einer besseren Verankerung der Kontaktelemente im
Umhüllungsmaterial dienen. Die Kontaktelemente mit Hinterschneidungen können beim
Aufwachsen der Kontaktelemente durch geeignete Steuerung der Prozessparameter, beispielsweise eines galvanischen
Abscheidens, erzeugt werden. Ferner ist es möglich, dass die Hinterschneidungen durch Ätzen erzeugt werden. Bei den
Kontaktelementen kann es sich dann insbesondere um halb geätzte Leiterrahmen (englisch Leadframes) handeln. In diesem Fall ist es insbesondere möglich, dass als Hilfsträger kein metallischer Träger verwendet wird, sondern ein
kostengünstigerer Träger, beispielsweise aus einem
Kunststoffmaterial , Verwendung finden kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist das Umhüllungsmaterial reflektierend ausgebildet und zumindest die den zweiten Kontaktelementen abgewandte Oberseite eines jeden optoelektronischen Halbleiterchips ist frei vom
Umhüllungsmaterial. Das Umhüllungsmaterial kann dabei
insbesondere für die in den optoelektronischen
Halbleiterchips im Betrieb erzeugte oder zu detektierende elektromagnetische Strahlung reflektierend ausgebildet sein. Beispielsweise handelt es sich bei den optoelektronischen Halbleiterchips um Halbleiterchips, die im Betrieb
elektromagnetische Strahlung, insbesondere Licht, erzeugen. Die reflektierend ausgebildete Umhüllung mit dem
reflektierend ausgebildeten Umhüllungsmaterial weist dann eine Reflektivität von wenigstens 80 %, insbesondere von wenigstens 90 % für die auf sie treffende elektromagnetische Strahlung des optoelektronischen Halbleiterchips auf.
Dazu kann das Umhüllungsmaterial ein Matrixmaterial wie beispielsweise Silikon und/oder Epoxidharz umfassen, das mit Partikeln eines Füllstoffes gefüllt ist. Der Füllstoff kann zum Beispiel zumindest aus einem der
Materialien T1O2, BaSOzi, ZnO, AlxOy^ ZrC>2 bestehen oder eines der genannten Materialien enthalten.
Dabei ist es insbesondere möglich, dass das
Umhüllungsmaterial derart reflektierend ausgebildet ist, dass es dem Betrachter weiß erscheint. Das Umhüllungsmaterial weist dann insbesondere keine Transparenz mehr auf, sondern reflektiert auftreffendes Umgebungslicht gleichmäßig, so dass ein weißer Farbeindruck entsteht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird vor dem Umhüllen mit Umhüllungsmaterial eine Vielzahl von
Trennrahmen auf dem Hilfsträger befestigt. Die Trennrahmen sind beispielsweise mit einem Kunststoffmaterial gebildet.
Dabei umschließen die Trennrahmen in lateraler Richtung zumindest eine Anordnung von elektrisch leitenden ersten Kontaktelementen und zweiten Kontaktelementen. Die Trennrahmen werden dabei derart angeordnet, dass sie zwischen einzelnen optoelektronischen Halbleiterbauteilen, wie sie nach dem Vereinzeln entstehen sollen, angeordnet sind. Auf diese Weise ist es möglich, dass die Seitenflächen der vereinzelten optoelektronischen Halbleiterbauteile
stellenweise von Teilen der Trennrahmen gebildet sind. Für die Trennrahmen können beispielsweise Kunststoffmaterialien Verwendung finden, die gegenüber den genannten
Umhüllungsmaterialien besonders hart oder kratzfest sind. Ein Vereinzeln erfolgt dann durch die Trennrahmen, so dass die Seitenflächen der vereinzelten optoelektronischen
Halbleiterbauteile stellenweise von Teilen der Trennrahmen gebildet sind. Auf diese Weise ist es möglich,
optoelektronische Halbleiterbauteile anzufertigen, die mechanisch besonders stabil sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird nach dem Umhüllen mit dem Umhüllungsmaterial ein
Konvertermaterial an der dem Hilfsträger abgewandten
Oberseite der optoelektronischen Halbleiterchips und/oder an der dem Hilfsträger abgewandten Oberseite des
Umhüllungsmaterials aufgebracht. Das Konvertermaterial umfasst beispielsweise wenigstens einen Leuchtstoff, der vom Halbleiterchip im Betrieb emittierte elektromagnetische
Strahlung absorbiert und elektromagnetische Strahlung
insbesondere aus einem größeren Wellenlängenbereich als die vom Halbleiterchip emittierte Strahlung reemittiert. Das mit dem Verfahren hergestellte optoelektronische
Halbleiterbauteil kann dann beispielsweise dazu geeignet sein, im Betrieb Mischstrahlung, beispielsweise weißes
Mischlicht, zu erzeugen. Das Konvertermaterial kann ein
Matrixmaterial umfassen, bei dem es sich beispielsweise um das gleiche Matrixmaterial handelt, welches auch einen Teil des Umhüllungsmaterials bildet. In das Matrixmaterial können Partikel eines Leuchtstoffes eingebracht sein. Ferner ist es möglich, dass das Konvertermaterial aus einem Leuchtstoff besteht, dabei kann das Konvertermaterial beispielsweise aus einem keramischen Leuchtstoff bestehen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens bedeckt das Umhüllungsmaterial und/oder das Konvertermaterial die Trennrahmen an ihrer dem Hilfsträger abgewandten Oberseite. Das heißt, an der Oberseite der mit dem Verfahren
hergestellten optoelektronischen Halbleiterbauteile sind die Trennrahmen vom Umhüllungsmaterial oder vom Konvertermaterial bedeckt. Auf diese Weise sind die Trennrahmen besonders gut im Umhüllungsmaterial und/oder Konvertermaterial verankert und lösen sich nicht aus den mittels des Verfahrens
hergestellten optoelektronischen Halbleiterbauteilen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden in das Konvertermaterial stellenweise Ausnehmungen
eingebracht, die sich von einer dem Umhüllungsmaterial abgewandten Oberseite des Konvertermaterials bis zum
Umhüllungsmaterial oder in das Umhüllungsmaterial hinein erstrecken und die Ausnehmungen werden mit Umhüllungsmaterial gefüllt. Dabei handelt es sich bei dem Umhüllungsmaterial beispielsweise um ein reflektierendes Umhüllungsmaterial, wie es weiter oben beschrieben ist. Bei den Ausnehmungen kann es sich um Gräben handeln, die in lateralen Richtungen vom
Konvertermaterial begrenzt sind. Ferner ist es möglich, dass die Ausnehmungen in Bereichen gebildet werden, in denen ein Vereinzeln in eine Vielzahl von optoelektronischen
Halbleiterbauteilen erfolgt. Nach dem Vereinzeln, das dann durch das Umhüllungsmaterial in den Ausnehmungen erfolgt, sind die Seitenflächen der derart hergestellten optoelektronischen Halbleiterbauteile zumindest stellenweise durch das Umhüllungsmaterial gebildet, welches in die
Ausnehmungen gefüllt wurde. Dieses Umhüllungsmaterial ist in den lateralen Richtungen dann nicht vollständig von
Konvertermaterial umgeben, sondern beispielsweise nur an seiner dem zumindest einen Halbleiterchip des
Halbleiterbauteils zugewandten Seite des Umhüllungsmaterials in der Ausnehmung. Im Folgenden wird das hier beschriebene Verfahren anhand von Ausführungsbeispielen und den zugehörigen Figuren näher erläutert .
Anhand der Figuren 1A bis II ist ein Ausführungsbeispiel
eines hier beschriebenen Verfahrens anhand von schematischen Schnittdarstellungen näher erläutert.
Anhand der Figuren 2A bis 2C ist ein weiteres
Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen
Verfahrens anhand schematischer
Schnittdarstellungen erläutert.
Anhand der Figuren 3A bis 3C ist ein weiteres
Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen
Verfahrens anhand schematischer
Schnittdarstellungen näher erläutert.
Die Figuren 4A, 4B, 5, 6, 7A, 7B, 7C, 7D zeigen Beispiele
optoelektronischer Halbleiterbauteile, die mit einem hier beschriebenen Verfahren hergestellt wurden . Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren
dargestellten Elemente untereinander sind nicht als
maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere
Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.
In den Figuren 1A bis II sind anhand schematischer
Schnittdarstellungen Verfahrensschritte eines hier
beschriebenen Verfahrens zur Herstellung einer Vielzahl von optoelektronischen Halbleiterbauteilen erläutert.
Die Figur 1A zeigt, wie ein Hilfsträger 1 bereitgestellt wird. Bei dem Hilfsträger 1 handelt es sich beispielsweise um einen massiven Metallträger, der zum Beispiel aus Kupfer oder Nickel besteht.
In einem nächsten Verfahrensschritt, Figur 1B, werden mittels einer nicht dargestellten Maske Bereiche auf dem Metallträger definiert, in denen eine Vielzahl von Anordnungen von
elektrisch leitenden ersten Kontaktelementen 21 und zweiten Kontaktelementen 22 auf dem Hilfsträger 1 aufgebracht werden. Zumindest die Kontaktelemente 21 sind dabei elektrisch leitend ausgebildet, vorzugsweise sind im vorliegenden
Ausführungsbeispiel auch die zweiten Kontaktelemente 22 elektrisch leitend ausgebildet. Im in Verbindung mit der Figur 1B beschriebenen Verfahrensschritt sind die Anordnungen 20 von ersten Kontaktelementen und zweiten Kontaktelementen als Paare dieser Kontaktelemente ausgebildet. Das Aufwachsen der Kontaktelemente erfolgt beispielsweise stromlos oder galvanisch . In einem nächsten Verfahrensschritt, Figur IC, wird jeweils ein optoelektronischer Halbleiterchip 3 auf jedem zweiten Kontaktelement 22 einer jeden Anordnung 20 aufgebracht.
Beispielsweise kann der optoelektronische Halbleiterchip 3 mit seiner der Oberseite 3a abgewandten Unterseite auf das zweite Kontaktelement 22 jeweils aufgelötet oder elektrisch leitend angeklebt werden.
Nachfolgend erfolgt ein elektrisch leitendes Verbinden der optoelektronischen Halbleiterchips 3 mit den ersten
Kontaktelementen 21 der zugeordneten Anordnung 20. Jede
Anordnung 20 umfasst dann einen optoelektronischen
Halbleiterchip, der beispielsweise mit den ersten
Kontaktelementen 21 und den zweiten Kontaktelementen 22 elektrisch leitend verbunden ist. Vorliegend erfolgt die elektrische Kontaktierung jeweils über einen Kontaktdraht 17, der eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den ersten Kontaktelementen 21 und dem optoelektronischen Halbleiterchip 3 der jeweiligen Anordnung 20, vergleiche dazu die Figur IC.
In einem nächsten Verfahrensschritt, Figur 1D, werden
Trennrahmen 6 auf dem Hilfsträger 1 befestigt. Jeder
Trennrahmen 6 umschließt dabei zumindest eine Anordnung von elektrisch leitenden ersten Kontaktelementen 21 und zweiten Kontaktelementen 22 zumindest stellenweise seitlich, das heißt in lateralen Richtungen. Beispielsweise ist es möglich, dass jede Anordnung 20 von genau einem Trennrahmen 6 in den lateralen Richtungen vollständig umschlossen wird. Dabei ist das Aufbringen der Trennrahmen, wie es in der Figur 1D gezeigt ist, optional. Die Trennrahmen 6 können
beispielsweise mit einem Kunststoffmaterial gebildet sein. Die Trennrahmen 6 sind beispielsweise Strahlungsabsorbierend oder strahlungsreflektierend ausgebildet. Im nachfolgenden Verfahrensschritt, siehe Figur IE, erfolgt ein Umhüllen der ersten Kontaktelemente 21 und der zweiten Kontaktelemente 22 sowie vorliegend auch der Halbleiterchips 3 und der Trennrahmen 6 mit einem Umhüllungsmaterial 4, das vorliegend als transparentes Umhüllungsmaterial ausgebildet ist .
Das Umhüllungsmaterial 4 bedeckt beispielsweise die
Seitenflächen 3c und die Oberseite 3a der optoelektronischen Halbleiterchips. Ferner bedeckt das Umhüllungsmaterial 4 die Trennrahmen 6 an ihrer dem Hilfsträger 1 abgewandten
Oberseite . Nach dem Aufbringen des Umhüllungsmaterials 4, das
stellenweise auch an den Hilfsträger 1 grenzt, kann der
Hilfsträger 1, wie in Verbindung mit der Figur 1F gezeigt, entfernt werden. Dies kann beispielsweise durch Ätzen
erfolgen. Es resultiert eine Anordnung optoelektronischer Halbleiterbauteile, bei denen das Umhüllungsmaterial 4 an der ursprünglich dem Hilfsträger 1 zugewandten Unterseite 21b eines jeden ersten Kontaktelements 21 bündig mit dem ersten Kontaktelement 21 abschließt. Ferner schließt das
Umhüllungsmaterial 4 bündig mit der dem Hilfsträger 1 zugewandten Unterseite 22b eines jeden zweiten
Kontaktelements 22 ab. Nach dem Entfernen des Hilfsträgers 1 liegen die Unterseiten 21b und 22b der ersten und zweiten Kontaktelemente jeweils an der Unterseite der
optoelektronischen Halbleiterbauteile frei und sind in lateralen Richtungen vollständig vom Umhüllungsmaterial 4 umgeben . Es resultiert eine Anordnung optoelektronischer
Halbleiterbauteile, bei denen elektrische Anschlussstellen lediglich an der Unterseite angeordnet sind, wobei im Bereich der Anschlussstellen, also der Unterseiten 21b und 22b der elektrischen Kontaktelemente 21, 22 kein Vorsprung und keine Vertiefung ausgebildet ist.
In einem nächsten Verfahrensschritt, Figur IG, kann ein
Träger 8, bei dem es sich beispielsweise um eine Klebefolie mit einer klebenden Seite an der zum Umhüllungsmaterial 4 gerichteten Oberseite, am Umhüllungsmaterial 4 an der dem Hilfsträger ursprünglich abgewandten Seite aufgebracht werden . Durch beispielsweise Trennschleifen kann eine Vereinzelung im Bereich der Trennrahmen 6 erfolgen, siehe Figur 1H.
Schließlich erfolg ein Zerteilen in einzelne
optoelektronische Halbleiterbauteile 10, bei denen die
Seitenflächen 10c zumindest stellenweise durch die
Trennrahmen 6 gebildet sind. Jedes optoelektronische
Halbleiterbauteil umfasst dabei zumindest einen
optoelektronischen Halbleiterchip 3, Figur II. In Verbindung mit den schematischen Schnittdarstellungen der Figuren 2A bis 2C ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Verfahrens näher erläutert. Im Unterschied zum in Verbindung mit den Figuren 1A bis II beschriebenen Verfahren weisen die ersten Kontaktelemente 21 und die zweiten Kontaktelemente 22 in diesem Ausführungsbeispiel Hinterschneidungen 23 auf. Beispielsweise sind die
Kontaktelemente 21, 22 im Querschnitt T-förmig ausgebildet. Die Kontaktelemente 21, 22 können beispielsweise pilzförmig ausgebildet sein. Diese Ausgestaltung der Kontaktelemente 21, 22 erlaubt eine besonders gute Verankerung der
Kontaktelemente im Umhüllungsmaterial 4. Die Kontaktelemente 21, 22 können dabei, wie oben
beschrieben, auf den Hilfsträger 1 aufgewachsen sein. Ferner ist es möglich, dass es sich bei den Kontaktelementen 21, 22 um Teile eines halb geätzten Leiterrahmens handelt, der auf dem Hilfsträger 1, der dann beispielsweise als
Kunststofffolie ausgebildet sein kann, aufgeklebt ist.
Verbindungsstreben des Leiterrahmens sind beispielsweise durch Sägen entfernt.
In einem nächsten Verfahrensschritt, Figur 2B, wird ein reflektierendes Umhüllungsmaterial aufgebracht, derart dass die Seitenflächen 3c sowie die Kontaktelemente 21, 22 vom Umhüllungsmaterial 4 umhüllt sind. Die optoelektronischen Halbleiterchips 3 wurden dabei vorher beispielsweise auf die zweiten Kontaktelemente 22 einer jeden Anordnung 20 geklebt. Ferner ist eine Kontaktierung zu den ersten Kontaktelementen 21 einer jeden Anordnung 20 und dem zugeordneten
Halbleiterchip 3 über einen Kontaktdraht 17 hergestellt. Das Umhüllungsmaterial 4 wird dabei durch Dispensen oder
Spritzgießen aufgebracht.
Das Umhüllungsmaterial 4 kann an der dem Hilfsträger 1 abgewandten Oberseite 3a der optoelektronischen
Halbleiterchips 3 bündig mit diesen abschließen. In einem nächsten Verfahrensschritt wird das
Konvertermaterial 5 auf die dem Hilfsträger 1 abgewandten Oberseiten des Umhüllungsmaterials 4 sowie der
optoelektronischen Halbleiterchips 3 aufgebracht. Das Konvertermaterial umfasst beispielsweise wenigstens einen Leuchtstoff. Das Konvertermaterial 5 kann über Spritzgießen, Spritzpressen, Vergießen oder Sedimentation in einem Verguss aufgebracht werden.
Dem Konvertermaterial 5 kann an der dem Hilfsträger 1 abgewandten Seiten ein optisches Element 9, beispielsweise eine Linse, nachgeordnet werden. Vor oder nach dem Aufbringen der Linse kann eine Vereinzelung in einzelne
optoelektronische Halbleiterbauteile 10 erfolgen. Diese
Vereinzelung erfolgt beispielsweise mit Hilfe eines C02- Lasers, Figur 2C.
Jedes der optoelektronischen Halbleiterbauteile kann optional ein ESD-Schutzelement , beispielsweise eine ESD-Diode, enthalten. Die ESD-Diode kann beispielsweise antiparallel zum optoelektronischen Halbleiterchip 3 geschaltet werden und dazu auf jeweils dem ersten Kontaktelement 21 einer jeden Anordnung 20 befestigt werden.
In Verbindung mit den Figuren 3A bis 3C ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Verfahrens näher erläutert. Im Unterschied zum Verfahren der Figuren 2A bis 2C werden bei dieser Variante des Herstellungsverfahrens
Ausnehmungen 7 in das Konvertermaterial 5 eingebracht, die sich bis in das Umhüllungsmaterial 4 erstrecken. Diese
Ausnehmungen 7 werden vor dem Vereinzeln erzeugt. Die
Ausnehmungen 7 werden anschließend mit dem Umhüllungsmaterial 4 gefüllt, so dass das Konvertermaterial 5 jedes einzelnen optoelektronischen Halbleiterbauteils 10 in lateralen
Richtungen vom Umhüllungsmaterial 4 umgeben ist. Das
Umhüllungsmaterial 4 kann dabei beispielsweise reflektierend ausgebildet sein und weiß erscheinen. Die Seitenflächen 10c eines jeden optoelektronischen Halbleiterbauteils 10 sind dann beispielsweise vollständig durch das Umhüllungsmaterial 4 gebildet. Bei dem optoelektronischen Halbleiterchip kann es sich beispielsweise um einen Leuchtdiodenchip handeln, der frei von einem Aufwachssubstrat ist. Beispielsweise handelt es sich bei dem optoelektronischen Halbleiterchip dann um einen so genannten Dünnfilmchip, bei dem die epitaktisch
gewachsenen Halbleiterschichten zunächst an ihrer dem
Aufwachssubstrat abgewandten Seite an einem Träger befestigt werden, und nachfolgend das Aufwachssubstrat von den
epitaktisch gewachsenen Halbleiterschichtenfolgen entfernt wird. Darüber hinaus ist es möglich, dass es sich bei dem optoelektronischen Halbleiterchip um eine substratlose Diode handelt, die lediglich aus elektrischen Kontaktelementen und der epitaktisch gewachsenen Halbleiterschichtenfolge
bestehen . In Verbindung mit der Figur 4A ist anhand einer schematischen Schnittdarstellung ein optoelektronisches Halbleiterbauteil 10 beschrieben, das mit einem hier beschriebenen Verfahren hergestellt ist. Im Unterschied zum beispielsweise in
Verbindung mit den Figuren 3A bis 3C beschriebenen Verfahren resultiert hier ein optoelektronisches Halbleiterbauteil, bei dem das Konvertermaterial 5 lediglich im Bereich des
Halbleiterchips 3 angeordnet ist. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass über dem Halbleiterchip 3 beim
Aufbringen des Umhüllungsmaterials 4 eine Aussparung
vorgesehen wird, die nachfolgend mit dem Konvertermaterial 5 gefüllt wird. Wie die Figur 4B zeigt, kann auch ein solches
optoelektronisches Halbleiterbauteil 10 ein optisches Element 9 wie eine Linse umfassen, die beispielsweise am
Umhüllungsmaterial 4 und am Konvertermaterial 5 durch Kleben befestigt sein kann.
Die schematischen Draufsichten der Figuren 5 und 6 zeigen optoelektronische Halbleiterbauteile 10, wie sie in
Verbindung mit den Figuren 4A und 4B beschrieben sind, wobei mehrere, im Ausführungsbeispiel 4, gleichartige
optoelektronische Halbleiterchips 3 in einem
Halbleiterbauteil 10 angeordnet sind.
In Verbindung mit den Figuren 7A, 7B, 7C, 7D, 7E sind anhand schematischer Schnittdarstellungen weitere optoelektronische Halbleiterbauteile beschrieben, die mit einem hier
beschriebenen Verfahren hergestellt sind. In den
Ausführungsbeispielen der Figur 7 umfasst jedes
Halbleiterbauteil 10 zwei erste Kontaktelemente 21 und ein einziges zweites Kontaktelement 22. Die ersten
Kontaktelemente 21 dienen zur elektrischen Kontaktierung des optoelektronischen Halbleiterchips 3, der mit den
Kontaktelementen 21 jeweils über einen Kontaktdraht 17 verbunden ist. Das zweite Kontaktelement 22 dient lediglich zur thermischen Anbindung des optoelektronischen
Halbleiterchips 3, der beispielsweise auch elektrisch
isolierend auf das zweite Kontaktelement 22 geklebt sein kann . Bei den optoelektronischen Halbleiterchips 3 kann es sich um so genannte Saphir-Chips handeln, bei denen die epitaktisch gewachsenen Halbleiterschichten auf ein Saphir- Aufwachssubstrat aufgewachsen sind, das im optoelektronischen Halbleiterchip verbleibt. Ferner kann es sich um Dünnfilmchips handeln, die mit zwei Kontaktdrähten
kontaktiert werden. Solche optoelektronischen Halbleiterchips sind beispielsweise in der Druckschrift WO 2011/157523 AI beschrieben, die hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Dabei ist es möglich, dass das Umhüllungsmaterial 4 auch die Seitenflächen 3c der optoelektronischen Halbleiterchips 3 bedeckt, wie dies beispielsweise in Verbindung mit den
Figuren 4A, 4B, 3C oder 2C gezeigt ist. Alternativ ist es möglich, wie in den Figuren 7A bis 7D dargestellt, dass das Umhüllungsmaterial 4 lediglich im Bereich der Kontaktelemente 21, 22, vergleiche Figuren 7A, 7B oder zusätzlich an den Seitenflächen 10c im Bereich von Ausnehmungen 7 vorhanden ist.
In diesen Fällen sind die optoelektronischen Halbleiterchips 3 auch an den Seitenflächen 3c vollständig vom
Konvertermaterial 5 umgeben. Dies erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn ein nennenswerter Anteil der von den optoelektronischen Halbleiterchips 3 erzeugten
elektromagnetischen Strahlung die optoelektronischen
Halbleiterchips 3 durch die Seitenflächen 3c verlässt. Dies ist beispielsweise für Saphir-Chips der Fall.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl von
optoelektronischen Halbleiterbauteilen mit den folgenden Schritten:
Bereitstellen eines Hilfsträgers (1),
Aufbringen einer Vielzahl von Anordnungen (20) von elektrisch leitenden ersten Kontaktelementen (21) und von zweiten Kontaktelementen (22) auf dem Hilfsträger (1),
- Aufbringen jeweils eines optoelektronischen
Halbleiterchips (3) auf dem zweiten Kontaktelement (22) jeder Anordnung (20),
elektrisch leitendes Verbinden der optoelektronischen Halbleiterchips (3) mit den ersten Kontaktelementen (21) der jeweiligen Anordnung (20),
Umhüllen der ersten Kontaktelemente (21) und der zweiten Kontaktelemente (22) mit einem Umhüllungsmaterial (4), und
Vereinzeln in eine Vielzahl von optoelektronischen
Halbleiterbauteilen,
wobei
das Umhüllungsmaterial (4) bündig mit der dem
Hilfsträger (1) zugewandten Unterseite (21b) eines jeden ersten Kontaktelements (21) abschließt, und
das Umhüllungsmaterial (4) bündig mit der dem
Hilfsträger (1) zugewandten Unterseite (22b) eines jeden zweiten Kontaktelements (22) abschließt.
2. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch,
wobei sämtliche Seitenflächen (10c) der vereinzelten
optoelektronischen Halbleiterbauteile (10) frei von den elektrisch leitenden ersten Kontaktelementen (21) und zweiten Kontaktelementen (22) sind.
3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei vor dem Umhüllen mit dem Umhüllungsmaterial (4) eine Vielzahl von Trennrahmen (6) auf dem Hilfsträger (1)
befestigt wird, wobei
- jeder Trennrahmen (6) zumindest eine Anordnung (20) von elektrisch leitenden ersten Kontaktelementen (21) und zweiten Kontaktelementen (22) zumindest stellenweise seitlich
umschließt, und
die Seitenflächen (10c) der vereinzelten
optoelektronischen Halbleiterbauteile (10) stellenweise von Teilen der Trennrahmen (6) gebildet sind.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei das Umhüllungsmaterial (4) Seitenflächen (3c) eines jeden optoelektronischen Halbleiterchips (3) zumindest stellenweise bedeckt.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei der Hilfsträger mit einem Metall gebildet ist und die ersten Kontaktelemente (21) und zweiten Kontaktelemente (22) auf den Hilfsträger aufgewachsen sind.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei die ersten Kontaktelemente (21) und zweiten
Kontaktelemente (22) Hinterschneidungen (23) aufweisen.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei das Umhüllungsmaterial (4) reflektierend ausgebildet ist, und zumindest die den zweiten Kontaktelementen (22) abgewandte Oberseite (3a) eines jeden optoelektronischen Halbleiterchips (3) frei vom Umhüllungsmaterial (4) ist.
8. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch,
wobei das Umhüllungsmaterial (4) weiß erscheint.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei nach dem Umhüllen mit dem Umhüllungsmaterial (4) ein Konvertermaterial (5) an der dem Hilfsträger (1) abgewandten Oberseite (3a) der optoelektronischen Halbleiterchips (3) und/oder an der dem Hilfsträger (1) abgewandten Oberseite (4a) des Umhüllungsmaterials (4) aufgebracht wird.
10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei das Umhüllungsmaterial (4) und/oder das
Konvertermaterial (5) die Trennrahmen (6) an ihrer dem
Hilfsträger (1) abgewandten Oberseite (6a) bedeckt.
11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei in das Konvertermaterial (5) stellenweise Ausnehmungen (7) eingebracht werden, die sich von einer dem
Umhüllungsmaterial (4) abgewandten Oberseite (5a) des
Konvertermaterials (5) bis zum Umhüllungsmaterial (4) oder in das Umhüllungsmaterial (4) hinein erstrecken und die
Ausnehmungen (7) mit Umhüllungsmaterial (4) gefüllt werden.
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