WO2015124609A1 - Herstellung eines optoelektronischen bauelements - Google Patents

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Tobias Gebuhr
Michael Zitzlsperger
Thomas Schwarz
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Osram Opto Semiconductors GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing an optoelectronic component.
  • the invention further relates to an optoelectronic component.
  • Opto-electronic components for generating electromagnetic ⁇ diagrammatic radiation for example light emitting diodes (LED, Light Emitting Diode), may (with a QFN package Quad Flat No
  • Leads are realized.
  • a preforming process can be used.
  • a structured leadframe is extrusion-coated with a molding compound (molding compound) in a molding process, so that a shaped body serving as a housing is formed.
  • the molded body has recesses are on which portions of the Leiterrah ⁇ mens isolated on a front side.
  • the components manufactured in this way are relatively large. This is because that the recesses of the shaped body are formed with dimensions that are adapted to the imple ⁇ ren contacting the wire and on the height (loop height) of the bonding wires. Even if the bonding wires back ⁇ Windier (reverse) are bonded, is a loop height of, for Example at least ⁇ required.
  • the bonding wire height further causes a further optics may be arranged only in a large ⁇ SEN distance from a radiation-emitting surface or a conversion element. Another disadvantage is that the wire contacting only one after the other, ie component by component, can be performed, which is time consuming and costly.
  • the object of the present invention is to provide a solution for an improved production of an optoelectronic component.
  • a method for producing an optoelectronic component includes providing a lead frame with a radiation emitting component disposed on the lead frame.
  • the radiation-emitting component is designed to emit radiation on a radiation side facing away from the leadframe.
  • the radiation-emitting component has a contact in the region of the emission side.
  • the method further comprises forming a shaped body surrounding the lead frame and the radiation-emitting component.
  • the emission side and the contact of the radiation-emitting component are at least partially free of the shaped body. It is further provided to form a contact layer connected to the contact of the radiation-emitting component. This takes place after the formation of the shaped body.
  • the optoelectronic component manufactured according to the method may be a so-called QFN package (Quad Fiat No Leads).
  • the device may be suitable for surface mounting (SMT, Surface-Mounting Technology). ⁇
  • the molded body is formed after the lead frame is provided with the radiation emitting device disposed thereon. Compared to the conventional manufacturing method described above, therefore, there is an upside down process sequence.
  • the molded body formed from an iso ⁇ lierenden material is formed zoom reaching to the lead frame and the side of the radiation-emitting component. In this case, at least part of the emission side and the contact of the radiation-emitting component are free of the molding. To contact the
  • Contact is provided a contact layer, which is produced after the formation of the shaped body.
  • the process offers several advantages.
  • the optoelectronic component can be realized with a small size ⁇ who. This is partly because that the molded body is formed zoom reaching to the radiation-emitting element, provided at ⁇ held at this point platzeinumblede recess of the molding.
  • the small size of the optoelectronic component is further possible in that no bonding wire, but a contact ⁇ layer is connected to the contact of the radiator ⁇ mittierenden component.
  • the contact layer may be flat, and may occupy a smaller height above the radiation-emitting device than a bonding wire. Therefore, the optoelectronic component can be realized with a low Ge ⁇ yakheim. It is possible that the optoelectronic component manufactured according to the method has a height which, for example, 90 ⁇ or ⁇ is smaller than the height of a conventional device.
  • Another advantage is a high efficiency of the opto electro ⁇ African component in combination with another optical device see. Due to the contact layer is a small distance between the optical device and the emission side of the component, or according to a development of the method to a radiation side of a layer, for example a conversion layer, possible. For example, an application in which radiation emitted by the optoelectronic component is coupled into an optical waveguide is considered. Due to the small distance can be achieved that only a small proportion of emitted radiation to the side or stray radiation is lost.
  • the use of the contact layer also allows the use of conversion techniques that are not compatible with bonding wires. Thereby a cost saving is possible. This will be discussed in more detail below.
  • the method can be carried out in such a way that a coherent composite of a plurality of optoelectronic components is produced, which is subsequently separated into separate components. Due to the small size of the components, the production can be carried out inexpensively.
  • the production can be carried out inexpensively.
  • Individual steps of the method can be Runaway parallel for all components ⁇ leads. This includes the formation of contact layers of all components. Compared to a successive wire bonding this step can therefore be faster and cheaper. This is the case in particular with a high connection density or with a high number of components per composite.
  • providing the leadframe comprises structuring a metallic blank transitional layer.
  • the lead frame produced thereby can have a plurality of lead frame sections.
  • the patterning may include a front side and a rear etching the metalli ⁇ rule output layer. Instead of etching on both sides, a stamping process can also be carried out.
  • the lead frame may optionally be coated with a metallic layer. This can be done, for example, by electrochemical deposition or electroplating.
  • the shaped body is formed with a recess, over which a part of the lead frame is exposed.
  • the contact layer is formed in such a way that the contact layer is connected to the cut-out part of the leadframe. In this way, the contact of the radiation-emitting component can be connected via the contact layer to this part of the lead frame.
  • the leadframe has a first leadframe section and a second leadframe section. The radiation-emitting component is arranged on the first leadframe section.
  • the molded body is formed with a recess, over which a part of the second lead frame section is exposed on the front side.
  • the contact layer is formed such that the contact layer verbun with the second lead frame portion ⁇ is. In this embodiment, the contact of the radiation-emitting component present on the emission side and the second conductor frame section are electrically connected via the contact layer.
  • the emission side of the radiation-emitting component may be a front side of the component.
  • the component may have a front side to the opposite back side, with which the component can be arranged on the first lead frame portion at ⁇ .
  • the radiation member may have ei ⁇ NEN further contact which may be connected to the first lead frame portion in a suitable manner. In this way, it is possible to supply the radiation-emitting component via the first and second lead frame section with electrical energy for generating radiation.
  • the leadframe for each of the components can have a plurality of leadframe sections, for example, as indicated above, in each case a first and a second leadframe section. Also possible are Fully ⁇ staltitch with three leadframe sections each component, as described in more detail below.
  • the conductor frame sections of various optoelectronic components can be interconnected via suitable connection structures of the leadframe. When separating, the connection structures can be severed.
  • the lead frame portions of the Herge according to the method presented ⁇ optoelectronic component can be electrically separated from each other, and be mechanically connected via a space formed by cutting the molded body housing body.
  • the leadframe sections may be exposed at a backside of the optoelectronic device. In this way, the optoelectronic component can be soldered to a printed ⁇ te.
  • the contact layer of the optoelectronic component can be produced in a planar connection technology (PI, Planar Interconnect).
  • the contact layer may be flat or have a small thickness.
  • the contact ⁇ layer can be designed to save material.
  • Forming the contact layer may include applying an electrically conductive or metallic material.
  • the metallic material may in part to the Strahlungse ⁇ mittierende component or on the emission side at the vorlie- contact and applied to the molding.
  • the contact layer For the formation of the contact layer, different processes may be considered. It is possible to locally apply a metallic material, wherein processes such as a stencil printing process, a screen printing process, a dispensing process or a droplet-like application by means of a jetting device can be performed.
  • the material used may be in the form of a paste before ⁇ , and subsequently cured.
  • a start ⁇ layer can be initially deposited. Thereafter, a masking patterned photoresist layer may be formed on the starting layer. Subsequently, the actual electro ⁇ chemical deposition can take place.
  • the starting layer serves as a deposition electrode, on which a metallic material is applied. The deposition takes place in one or more areas (which are not masked to form multiple contact layers in parallel). Subsequently, the photoresist layer can be removed, and an etching process can be carried out in order to remove the starting layer outside the galvanic coating area (s).
  • the method comprises forming an insulating layer after forming the shaped body and before forming the contact layer.
  • the insulating layer serves to isolate a portion of the radiation-emitting device opposite the subsequently having formed ⁇ th contact layer. This applies, for example, to a side flank of the component in order to prevent a short circuit between the side flank and the contact on the emission side. avoid.
  • the insulating layer can be formed partly on the component or at the edge on the emission side of the component and on the molded body. Forming the insulating layer may include applying an insulating or dielectric material.
  • This material can be applied locally, whereby processes such as a stencil printing process, a screen printing process, a dispensing process or a droplet-shaped application can be carried out with the aid of a jetting device.
  • a photographic technique can be considered, so that the insulating layer is realized in the form ei ⁇ ner patterned photoresist layer.
  • the radiation-emitting device is sufficiently passivated ⁇ fourth, forming the insulating layer may be omitted.
  • the includes the conveniently lead frame arranged a component Strahlungse ⁇ mittierenden semiconductor chip.
  • the semiconductor chip can be a light-emitting diode chip (LED, light emitting diode) designed to generate light radiation. This may be, for example, a surface emitter, for which different types, for example, thin-film chip, UX: 3 chip (product name of OSRAM Opto Semiconductors), etc. may be considered.
  • the semiconductor chip can be designed, for example, to generate ultraviolet, red or infrared light radiation.
  • the component disposed on the lead frame provided on a Strahlungse ⁇ mittierenden semiconductor chip and a conversion layer to the radiation conversion.
  • the semiconductor chip can also be a light-emitting diode chip here.
  • the conversion layer which can be arranged on the semiconductor chip, at least part of a radiation generated primarily by the semiconductor chip can be converted, ie into at least one secondary one Radiation of another wavelength range converted ⁇ the.
  • the radiation generated in this way by or in the component can be emitted via the conversion layer present in the region of the emission side.
  • the shaped body is formed such that the Abstrahlsei ⁇ te of the radiation-emitting component and the contact at least partially free of the molded body.
  • the Formkör ⁇ per can be formed in particular such that the Ab ⁇ beam side and the contact are free or substantially free of the molding. In this way, from the component generated radiation be issued (if possible) without hindrance, and the contact layer can be reliably connected to the contact ver ⁇ prevented.
  • the radiation-emitting component is covered on the emission side to a part or a small part, for example, at the edge, with the molding. Even further inside there may be a low coverage, for example in a region adjacent to the contact or between the contact and a semiconductor layer sequence of a semiconductor chip . This can be dependent on the design and topography of the component or semiconductor chip.
  • forming the shaped body comprises performing a transfer molding process
  • the molding compound may comprise, for example, a thermoset or other material.
  • the composition may further comprise a particulate filler.
  • the shaped body can have a small thermal expansion coefficient.
  • a mold half of the transfer molding tool may be formed with a corresponding structure.
  • the transfer molding process is a film-assisted transfer molding process (FAM, Film Assisted Transfer Molding).
  • a film is used to protect and seal the radiation-emitting component Be ⁇ rich the radiation side.
  • the protective film can be arranged on a work ⁇ half of the injection-molding tool before the transfer molding process. By the film can be ensured that the emission side and the contact of the component with a high reliability free or substantially free of the molding compound and thus the molding remain.
  • the formation of the molded body it is also possible to use a further film for sealing even on a side or rear side of the leadframe facing away from the radiation-emitting component.
  • the method comprises providing a conversion layer for radiation conversion at least on the radiation-emitting component. This step can be carried out after the formation of the contact layer.
  • a conversion layer for radiation conversion at least on the radiation-emitting component.
  • This step can be carried out after the formation of the contact layer.
  • the conversion layer under ⁇ defenceliche embodiments may be considered.
  • the conversion layer can be a layer filled with radiation-converting phosphor particles or a ceramic conversion layer.
  • the formation of the conversion layer or the application of phosphor particles for forming the conversion layer can take place by processes such as sedimentation, spraying or electrophoretic deposition. It is also possible to realize the conversion layer in the form of a phosphor-filled Volumenvergusses.
  • a further possible embodiment proposes to provide the Kon ⁇ version layer on the radiation-emitting Bau ⁇ part such that the conversion layer is also located in a region above the present on the radiating side contact of the component.
  • the conversion layer can be located on the contact layer.
  • it may be considered a pre-for placing or sticking to the radiation-emitting component ⁇ down conversion layer without, for keeping the contact of the component matched recess (as is common with a ⁇ set a bonding wire) form. Therefore, the Konversi ⁇ ons slaughter can be produced with a simple shape such as a rectangular shape, realize.
  • the method comprises forming a radiation-transmissive protective layer for
  • This step can be carried out after the formation of the contact layer or after the provision of a conversion layer. Due to the protective layer, constituents such as the radiation-emitting component, the contact layer and an optional Kon ⁇ version layer can be protected from external stresses.
  • the radiation-emitting component can have a contact in the region of the emission side or front side, and a further contact on a reverse side opposite thereto.
  • the component has a first contact and a second contact in the region of the emission side. The procedural ⁇ ren is performed in this embodiment such that a first contact connected to the first contact layer and a second contact connected to the second contact layer ⁇ be formed.
  • the lead frame in turn has a first leadframe portion and a second leadframe portion ⁇ .
  • the radiation-emitting component is arranged on the first leadframe section.
  • the shaped body is formed with a first and a second recess. A part of the first Porterrahmenab ⁇ section is about the first recess, and a part of the second lead frame portion is exempted via the second recess.
  • the first and second contact layers are formed such that the first contact layer is connected to the first leadframe section and the second contact layer is connected to the second leadframe section. In this way it is possible, the radiation-emitting component over the supply first and second lead frame portion with electrical energy for generating radiation.
  • the radiation member having two contacts in the area of the emission side can be a or, for example in the form of a volume emitter, for example in the form of a Sa ⁇ phir volume emitter actualized semiconductor chip comprising such a semiconductor chip.
  • a lateral emitter may (also) occur in the case of a volume emitter.
  • a radiation-stable material for example a Silikonmateri ⁇ al, are suitable.
  • the molding compound or the silicone material can be clear or permeable to radiation. It is also a white molding composition, which may include in addition to a parti ⁇ kelförmigen reflective filler particles.
  • the radiation-emitting device having two contacts at the Be ⁇ area of the emission side may alternatively be a realized in the form of a surface emitter semiconductor chip or include such a semiconductor chip. With respect to the radiation-emitting device with two
  • first and second insulating layers may be formed before forming the first and second contact layers.
  • the lead frame comprises a first lead frame portion, a second cut autismrahmenab ⁇ and a third lead frame portion.
  • the radiation-emitting component on the first th ladder frame section arranged.
  • the shaped body is formed with a first recess and a second recess.
  • a part of the third Porterrahmenab ⁇ section is about the first recess, and a part of the second lead frame portion is exempted via the second recess.
  • the first and second contact layer are formed of the ⁇ art that the first contact layer with the drit ⁇ th lead frame portion and the second contact layer is connected to the second lead frame portion.
  • the first lead frame portion on which the animal Strahlungsemit ⁇ end member is in this case can be used as electrically iso- profiled heat sink.
  • the method can be carried out such that the optoelectronic component has a single radiation-emitting component or is implemented in the form of a single-chip component.
  • ⁇ from the optoelectronic device can comprise a plurality of radiation emitting devices or ⁇ be realized in the form of a multichip assembly.
  • different embodiments are conceivable.
  • Strahlungse ⁇ mittierende components on separate lead frame portions, or on a common leadframe section to be applied.
  • a plurality of radiation-emitting components can be electrically separated from one another, or else
  • an electrical connection between two components can be realized using a contact layer.
  • a contact layer for example, a connection between a contact of a first component in the region of the emission side and a lead frame portion on which a second construction part is arranged ⁇ be prepared.
  • an ESD protection diode Electric Discharge
  • the protective ⁇ diode may be connected in anti-parallel to the radiation-emitting component.
  • the protection diode may have a front side and a rear side contact, and may be arranged with the rear side contact on a lead frame section.
  • the molded body may be formed such that the front-side contact of the protective diode is at least partially free of the molded body. As a result, it is possible to form a contact layer connected to the front-side contact of the protective diode after the formation of the molded body.
  • an optoelectronic component is proposed.
  • the optoelectronic component is produced by carrying out the above-mentioned method or one or more of the abovementioned embodiments of the method.
  • the optoelectronic construction ⁇ element has a lead frame with a arranged on the lead frame radiation-emitting component.
  • the radiation-emitting component is designed to emit radiation on a radiation side facing away from the leadframe.
  • the radiation-emitting component has a contact in the region of the emission side.
  • Another component of the optoelectronic component is a molded body surrounding the leadframe and the radiation-emitting component. In this case, the emission side and the contact of the radiation-emitting component are at least partially free of the shaped body.
  • the optoelectronic component can be characterized by a small or flat size, high efficiency and a cost-effective distinguished favorable structure. Furthermore, the optoelectronic component with a conversion layer being formed ⁇ may be, their production is incompatible with the use of a bonding wire.
  • Figures 1 to 8 a possible process sequence for manufacturing development of an optoelectronic device comprising an on ⁇ arrange a radiation-emitting semiconductor chips on a lead frame, forming a shaped body, forming an insulating layer and a contact layer for contacting a contact of the semiconductor chips in the loading rich from its emission side, forming a conversion layer on the semiconductor chip, and applying a protective layer;
  • FIG. 9 shows a further optoelectronic component with a conversion layer applied over a large area
  • FIG. 10 shows a further optoelectronic component with a conversion foil applied over a large area
  • 11 shows a further optoelectronic component, aufwei ⁇ send a semiconductor chip with two contacts in the region of a radiation side and two contact layers connected to the contacts;
  • FIGS. 12 and 13 show a further method sequence for producing an optoelectronic component, in which, prior to the formation of a shaped body, a semiconductor chip provided with a conversion layer is provided on a lead frame;
  • FIG. 14 shows a further optoelectronic component, aufwei ⁇ send a semiconductor chip with two contacts in the region of a radiation side and two connected to the contacts Kon ⁇ tact layers.
  • FIGS. 1 to 8 show a method for producing an optoelectronic component 100 on the basis of schematic lateral sectional representations.
  • the component 100 is a surface-mountable single-chip component which realizes in the form of a QFN package is.
  • the device 100 has a semiconductor chip 120 for generating radiation.
  • a parallel production of several components 100 can be considered.
  • a ⁇ together men supplyder component composite can be manufactured, which is isolated in the devices 100 below.
  • Fol ⁇ constricting described processes can be carried out jointly for several components 100th
  • the figures may illustrate each having a portion 100 of the Vietnamesesver ⁇ bunds or the respectively present situation in the area of one of the components in this regard.
  • the structures shown in Figu ⁇ ren can often repetitive coexist in one plane.
  • a repetition grid is indicated in the figures by dashed lines 280.
  • On the lines 280 can also be a severing to separate the composite component.
  • the method provides a leadframe 110, shown in FIG.
  • the lead frame 110 includes a first lead frame portion 111 and a second Lei ⁇ terrahmenabites 112th With regard to the composite production, this structure is repeated many times, ie that for each of the components 100 to be manufactured, a pair of first and second leadframe sections 111, 112 can be provided.
  • connection structures 113 are indicated in the figures by dashed lines.
  • the connection ⁇ structures 113 may be located in the sectional plane of the figures or offset therefrom be. When cutting the component composite, the connection structures 113 of the leadframe 100 are severed. In this way it can be ⁇ aims that the lead frame sections 111, 112 at each of the isolated components 100 are electrically isolated from each other.
  • the leadframe 110 having the portions 111, 112 and the interconnect structures 113 may be formed by patterning a metallic output layer, for example a copper layer.
  • a procedure is indicated, in which the starting layer is etched both starting from a front side 115 and starting from a rear side 117 opposite thereto.
  • the characteristic rounded isotropic etching edges shown in the figures arise.
  • the etching is further carried out such that thenatidomenab ⁇ sections 111, 112 are step-shaped on the side edges and in this area edge peripheral recesses 116 have on ⁇ .
  • This structure does not permit a reliable mechanical ⁇ specific toothing of the lead frame 110 with a later he testified ⁇ shaped body 150.
  • the leadframe 110 decision by performing a galvanic waste to be provided with an additional metallic layer shown.
  • the Leiterrah ⁇ men 110 is suitable for processes such as soldering and connecting a contact layer 170 formed later.
  • the lead frame 110 is, as also shown in Figure 1, arranged with the back 117 on a film 131.
  • the film 131 may be a heat-resistant adhesive film to which the lead frame 110 is laminated.
  • the film 131 may provide more stability to the lead frame 110.
  • the lead frame portions 111, 112 covered on the rear ⁇ page 117 with the film 131 are. This proves to be advantageous with regard to the later performed forming of a shaped body 150.
  • a semiconductor chip 120 is set on each of the lead frame sections 111.
  • the semiconductor chip 120 shown in FIG. 2 may be a light-emitting diode chip designed to generate light radiation. This can be a surface emitter.
  • the semiconductor chip 120 has a front side 125 facing away from the conductor frame 110.
  • the light radiation generated in the operation of the semi ⁇ semiconductor chip 125 is delivered to the front page ⁇ 125th
  • the front side 125 can therefore also be referred to as the emission side.
  • the semiconductor chip 120 is arranged on the lead frame section 111 with a reverse side of the front side 125.
  • the semiconductor chip 120 is conventionally manufactured and has components such as a semiconductor layer sequence 122 with a radiation generation active region, not shown, an electrically conductive chip substrate 121 and two contacts via which the semiconductor chip can be supplied with electrical energy.
  • the semiconductor layer sequence 122, wel ⁇ surface in the region of the front side 125 of is the semiconductor chip 120 is disposed on the chip substrate 121st
  • the semiconductor layer sequence 122 may be formed by performing an epitaxial growth process.
  • the active zone of the half ⁇ semiconductor chip 120 may be formed, for example, for generating ultravio ⁇ letter, red or infrared light radiation.
  • the semiconductor chip 120 may be, for example, the so-called UX: 3 chip.
  • the semiconductor chip 120 In the area of the rear side, the semiconductor chip 120 a further, arranged on the chip substrate 121 contact (not shown). With the backside contact, the semiconductor chip 120 is electrically and mechanically connected to the lead frame portion 111. The connection may be made via an electrically conductive connection layer (not shown). This may be a solder layer ⁇ , a layer of an electrically conductive adhesive or a sintered layer act.
  • the provided with the semiconductor chip 120 lead frame 110 is hereinafter referred to as erläu reference to the figures 3 and 4 ⁇ tert is, a transfer molding process (transfer molding) subjected.
  • a molded body 150 surrounding the semiconductor chip 120 and the lead frame 110 is formed.
  • the transfer molding process is a folienun ⁇ -assisted transfer molding process (film Assisted Transfer mol ⁇ ding).
  • film Assisted Transfer mol ⁇ ding film Assisted Transfer mol ⁇ ding
  • another film 132 is used.
  • the sheet 132 serves to seal and the half ⁇ semiconductor chip 120 in the area of radiation face 125 to protect, so that the emission side 125 remains open and uncovered in Wesentli ⁇ chen. Therefore, this process can also be referred to as Exposed Die Molding.
  • the film 132 comprises, for example, ETFE (ethylene-tetrafluoroethylene).
  • tool halves 141, 142 of a transfer molding tool used for carrying out the transfer molding process are indicated in FIG. 3, between which the films 131, 132 and the leadframe 110 provided with the semiconductor chip 120 are arranged.
  • the tool halves 141, 142 are pressed together before the transfer molding and thereby pressed against the films 131, 132.
  • the lower mold half 141 has a ebe ⁇ ne Andschreibseite.
  • the upper die half 142 has a pressing face formed with a structure.
  • the upper mold 142 in this case is a 110 ver ⁇ adopted in the direction of the survey Leite frame 143, whereby the film is pressed at a point on the second lead frame portion 112 132nd This serves to mold body 150 in this area with a front side of the leader frame section 112 macle ⁇ ing recess 151 form (see Figure 4).
  • the upper tool half 142 in the region of the semiconductor chip 120 deviating from FIG. 3 is not flat, but also structured.
  • the tool half 142 may have a depression in the region of the semiconductor chip 120.
  • the lead frame 110 on the film 131 can be positioned on the lower die 141.
  • the other film 132 may be placed on the upper mold half 142.
  • the films 131, 132 can be locally compressed. In this way, thickness tolerances can be compensated, and an optimal seal can be provided.
  • the films 131, 132 is injected, thereby existing voids are filled in here. After curing of the molding compound, the molded body 150, as shown in Figure 4, completed.
  • the films 131, 132 can ensure that no unwanted residues of the molding compound (also referred to as flash) are formed in the region of the rear side 117 of the leadframe sections 111, 112 and in the region of the front side 125 of the semiconductor chip 120.
  • Figure 4 illustrates a process state after removal of the transfer molding tool and the two films 131, 132.
  • the molded body 150 surrounds the lead frame 110 and the semiconductor chip 120 such that the lead frame 110 and its portions 111, 112 are exposed on the back 117 that the Lead frame portion 112 on the recess 151 of the molding 150 on the front side 115 partially released is provides, and that the emission side 125 of the semiconductor chips 120 ⁇ and here, the present contact surface 123 are in ⁇ We sentlichen completely free from the molded body 150th Otherwise, the semiconductor chip 120 may be laterally surrounded by the molded body 150 laterally or side flanks 126 of the chip substrate 121 of the semiconductor chip 120 may be completely surrounded. It is possible for material of the molded body 150 to be present at the edge on the chip substrate 121 and between the semiconductor layer sequence 122 and the front-side contact 123, as indicated in FIG.
  • the mold used to form the molding 150 is the mold used to form the molding 150
  • Pressing compound may comprise a duroplastic, for example a black or white epoxy material or silicone material.
  • the molding compound may be further filled up with a parti ⁇ kelförmigen filler (not shown).
  • a parti ⁇ kelförmigen filler (not shown).
  • the Gremetic ⁇ rial may be particles of amorphous Si02 (fused silicon ca) action. Due to the filling material, the molded body 150 may have a small thermal expansion coefficient. This can be promoted by different sizes ⁇ particles, thereby providing a high packing density is possible.
  • Typi ⁇ cal maximum particle sizes may be in a range between 10 and 100 ym
  • the transfer molding process may optionally, ie despite the seal with the aid of the films 131, 132, result in the region of the front side 125 of the semiconductor chip 120 and / or in the area the back 117 of the lead frame 110 are undesirable residues of the molding material.
  • the semiconductor chip 120 this may be the case, for example, with a corresponding topography of the semiconductor chip 120.
  • residues can be removed in a subsequent purification step (deflashing).
  • all the leadframe sections 111, 112 and semiconductor chips 120 are encapsulated in the manner described above with the molding compound for forming the molded article 150.
  • an insulating layer 160 is formed which covers a front side region of the molded article 150 and also the semiconductor chip 120 at the edge of the front side 125.
  • the insulating layer 160 serves to electrically isolate a side edge 126 of the semiconductor chip 120 in the region of the front-side contact 123 from a metallic contact layer 170, which is subsequently formed to contact the contact 123 (see FIG. In this way, the risk of a short circuit between the contact 123 and the side edge 126, and thereby between different regions (p-type, n-type) of the semiconductor layer sequence 122, avoided ⁇ the.
  • the insulating layer 160 may be formed such that also the contact 123 at the edge is covered by the layer 160.
  • Forming the insulating layer 160 may include depositing an insulating or dielectric material, for example a polymeric material.
  • an insulating or dielectric material for example a polymeric material.
  • the Polymerma ⁇ TERIAL can be, for example, a silicone material han ⁇ spindles.
  • the insulating layer 160 can have a high radiation stability.
  • the insulating material may be applied locally in the region of the layer 160 to be formed by means of a suitable process. For this, processes such as a stencil printing process, a screen printing process, a dispensing process or a droplet-shaped application can be carried out with the aid of a printing device (jetting).
  • a photo technique may be considered.
  • a photoresist layer is applied over a large area and subsequently in the
  • the contact layer 170 serving as a conductor flat contact layer 170.
  • the contact layer 170 which is connected to the contact 123 of the semiconductor chip 120 and to the leadframe section 112, is in the form of a planar contact or PI contact.
  • Contact Planar interconnect Due to the recess 151 of the molded body 150 of the Porterrahmenab ⁇ section 112 can be contacted at the thus exposed portion of the same with the contact layer 170.
  • the contact 123 of the half ⁇ conductor chip 120 and the lead frame portion 112 are electrically connected together.
  • the contact layer 170 is arranged both on these two components 112, 123, as well as on the insulating layer 160 and the molded body 150.
  • Contact layer 170 may be formed such that contact layer 170, as shown in FIG. 6, starting from contact 123 extends not only up to lead frame section 112 in recess 151 of molded body 150, but additionally out of recess 151 extends to the front of the molded body 150.
  • a metallic material is applied to the contact 123, the layer 160, the molded body 150, and the lead frame portion 112.
  • a metallic paste such as a silver-containing paste in the area of film to be formed 170, which is subsequently soldhär ⁇ tet.
  • processes like a stencil printing process, a screen printing process, a dispensing process (dis pensing) or a droplet-shaped application using ei ⁇ ner printing device (jetting) are carried out.
  • a starting layer can be largely bringsschie ⁇ the.
  • the seed layer can be produced, for example, TiCu aufwei ⁇ sen, and by sputtering.
  • a patterned photoresist layer serving for masking can be formed on the starting layer.
  • the photoresist layer has an opening region exposing the starting layer, which is tuned to the contact layer 170 to be formed.
  • the actual electrochemical deposition can take place.
  • the starting layer is used as Abscheideelektro ⁇ de in which in the opening portion of the photoresist layer, a metallic material, for example copper, is brought up. Subsequently, the photoresist layer may be removed, and an etching process may be performed to remove the starting layer outside the region of the contact layer 170.
  • insulating layers 160 and on the front side contacts 123 and lead frame portions 112 connected contact layers 170 are formed for sämtli ⁇ che produced components. These processes can be carried out jointly or in parallel for all the components 100.
  • a flat conversion layer 180 placed listed on the semiconductor chip 120 or in the We ⁇ sentlichen on the semiconductor layer sequence 122nd The conversion layer 180 is configured to convert the radiation primarily generated by the semiconductor chip 120 or at least a portion thereof into one or more secondary radiations. This can be a surface conversion (CLC, chip level conversion).
  • the conversion layer 180 may be formed of different Materi ⁇ alien. Possible are, for example, inorganic conversion materials, such as YAG (yttrium aluminum garnet), LuAG (lutetium aluminum garnet) or Nit ⁇ ridmaterialien.
  • the conversion layer 180 shown in Figure 7 may be configured to play When ⁇ by applying Strahlungskonvertierenden phosphor particles.
  • processes such as sedimentation, spraying or electrophoretic deposition can be used.
  • the conversion layer 180 may be fabricated separately and deposited on the semiconductor chip 120, for example, using a radiation-permeable adhesive layer (not shown) are attached.
  • the conversion layer 180 may be, for example, a silicone layer filled with phosphor particles or a ceramic conversion layer.
  • the conversion layer 180 for example in the form of a volume encapsulation.
  • a potting compound filled with phosphor particles for example of silicone, can be used.
  • a radiation-permeable protective layer 190 is further formed, as shown in FIG.
  • the protective layer 190 serves to front surface sealing, thereby protecting the front otherwise exposed components such as the half- ⁇ semiconductor chip 120 or is present thereon conversion ⁇ layer 180 and the contact layer 170 from external DEMANDS ⁇ cations (for example, moisture, scratching, etc.) can be.
  • the protective layer 190 can be applied over a large area to the molded body 150, the semiconductor chip 120 and the layers 160, 170, 180.
  • the protective layer 190 comprises, for example, a silicone material.
  • the Bauelementver ⁇ bund can be severed at the dividing lines 280, whereby isolated components 100 are formed.
  • the severed molded body 150 forms a corre sponding ⁇ housing body in each component 100.
  • the optoelectronic construction ⁇ element 100 prepared according to the method is for surface mount or surface mount suited.
  • Soldering with the back exposed Porterrahmenab ⁇ sections 111, 112 are arranged on pads of a circuit board, not shown. About the ladder frame sections 111, 112 can be supplied to the device 100 and thus the semi ⁇ conductor chip 120 electrical energy for generating radiation. As stated above, the primary radiation of the semiconductor chip 120 may be at least partially converted by means of the conversion layer 180. Via the Kon ⁇ version layer 180, the converted radiation, as well as an optionally present unconverted radiation component, are delivered.
  • the optoelectronic component 100 can be distinguished by advantages such as a small size.
  • the molded body 150 laterally toward the semiconductor chip 120, instead of forming the molded body 150 with a chip-receiving recess for the semiconductor chip 150, as in a conventional manufacturing method.
  • the flat contact layer 170 which in comparison with a bonding wire, a ⁇ we sentlich claimed smaller extent or height, Untitled beneficiaries ⁇ a small, flat design of the optoelectronic construction elements 100th
  • the device 100 with another, not shown, optical device, wherein a small distance between the optical device and the conversion layer 180 can be provided.
  • the optical device may be, for example, an optical fiber. Due to the small distance can be achieved that as much radiation is coupled into the light guide, and only a small proportion of a laterally emitted scattered radiation is lost.
  • a modification is, for example, to perform the patterning of a metallic output layer for forming the lead frame 110 not by etching, but by another process, for example, a punching process. It is also possible to omit the film 131. If the leadframe 110 has residues of the molding compound on the rear side 117 after the transfer molding process, these can be removed in a cleaning step. It is also possible to omit the insulating
  • an optically reflective layer on the front surface after forming the contact layer 170 (not shown).
  • This layer can be produced, for example, by applying silver.
  • the reflective layer may, apart from the radiation face 125 and the semiconductor layer sequence 122 of the half ⁇ semiconductor chip 120 are formed on the entire front surface.
  • the formation of the reflective layer may be similar to the contact layer 170 (ie, forming a seed layer, photo technique, electrochemical deposition, etching). In a galvanic deposition of silver and the back side 117 of the printed circuit ⁇ frame 110 may optionally be coated with.
  • the formation of the reflective layer can also take place after the formation of the conversion layer 180, wherein the conversion layer 180 is kept free in this case.
  • the formation of the contact layer 170 allows the use of conversion techniques, which can not be realized in the presence of a bonding wire. It is possible to provide a conversion layer which is different from the conversion layer 180 of Figures 7, 8 in a region above the front-side contact 123 and on the contact layer ⁇ 170th
  • the conversion layer may be provided 181 for sämtli ⁇ surface of the component 101 and are arranged on the composite comprising the chip 120, the molded body 150 and the layers 160, 170th In the subsequent separating the conversion layer 181 can be cut accordingly so that each of the devices 101 has its own club ⁇ isolated conversion layer 181st
  • a smaller conversion layer 184 can also be used, as is also indicated in FIG.
  • the conversion layer 184 can be manufactured separately, and, for example, be a filled with phosphor particles silicone layer or a kera ⁇ mix conversion layer.
  • the conversion layer can (only usable in this embodiment in the area of the semiconductor chip 120) to ⁇ ordered or using the 184 th ⁇ Components such as the semiconductor chip 120 and the contact layer 170 Connecting layer 191 are attached.
  • the conversion ⁇ layer 184 an easily producible shape, for example, have a rectangular shape in plan view. As indicated in FIG. 9 with the dashed lines, the conversion layer 184 may have lateral dimensions which correspond to those of the semiconductor chip 120.
  • Figure 10 is indicated, with the contact layer 170 ver ⁇ provided recess 151 of the molding 150 are provided with a filling 192 ⁇ layer to provide a flat surface are available in this area.
  • the conversion film 182 can also be provided on all components 102, and severed accordingly when singulated.
  • FIG. 11 shows a further optoelectronic component 103 for illustrating a further possible modification.
  • the component 103 has a radiation-emitting semiconductor chip 220, which is formed with two planar contacts 223, 224 in the region of the front or emission side 125 of the semiconductor chip 220. These are also referred to below as first contact 223 and second contact 224.
  • the semiconductor chip 220 has a chip substrate 221 and a semiconductor layer sequence 222 arranged on the chip substrate 221 and having an active zone for generating radiation in the region of the front side 125.
  • the semiconductor layer sequence 222 is step-shaped.
  • the two contacts 223, 224 are arranged on the semiconductor layer sequence 222.
  • the semiconductor chip 220 may be a volume emitter in which the chip substrate 221 is transmissive to radiation.
  • the chip substrate 221 may be formed of sapphire, for example.
  • the semiconductor chip 220 may also be a surface emitter.
  • the chip substrate 221 can not be, radiation, ⁇ permeable.
  • the semiconductor chip 220 with the back side or with the chip substrate 221 is arranged on the leadframe section 111.
  • An attachment can be made via an adhesive layer (not shown).
  • the molded body 150 is referred to so he ⁇ convinced that the emission side 125 and the contacts 223, 224 of the semiconductor chip 220 are substantially free from the mold 150th Otherwise, the semiconductor chip 220 is laterally completely surrounded by the molded body 150.
  • a film-assisted transfer molding process, and optionally a step for removing undesired residues of the molding compound used are carried out.
  • the molded body 150 is fer ⁇ ner generated such that the molded body 150, a first, the lead frame portion 111 on the front partially exposing recess 251 and a second, the lead frame portion 112 on the front partially exposing recess 252 has.
  • the first recess 251 is located laterally next to the
  • the contact layer 271 is disposed on the contact 223, the lead frame portion 111, on the insulating layer 261 and the molded body 150.
  • the other contact layer 272 is arranged on the contact 224, thenatidomenab ⁇ section 112, the insulating layer 262 and the molded body 150.
  • the semiconductor chip 220 is implemented as a volume emitter, radiation can be emitted not only on the front side 125 but also laterally over the chip substrate 221 or the side edges 126. Because of this property, it can be provided to use a molding compound made of a radiation-stable material coordinated therewith to form the shaped body 150 of the component 103.
  • a silicone material may be considered.
  • the molding composition may also be highly filled with a particulate filler in order to provide a small thermal expansion coefficient.
  • it can be provided to form the shaped body 150 in white, in that the molding compound additionally has reflective particles, for example of TiO 2.
  • the molding compound additionally has reflective particles, for example of TiO 2.
  • the reflective particles may have an average size (d50 value) in a range below 500 nm.
  • Another variant is a converting molding compound, so that the molding 150 can effect a radiation conversion.
  • a converting molding compound has additional phosphor particles. Possible are, for example, organic
  • Another embodiment is a clear or radiation-permeable molding compound, which may comprise only a silicone material.
  • a conversion layer 185 is arranged for Strah ⁇ lung conversion on the semiconductor chip 120 and on the semiconductor layer sequence 122 before performing the transfer-molding process.
  • the conversion layer 185 may ⁇ as the conversion layer described above may be formed 180th First, the semiconductor chip 120 may be arranged on the leadframe 110, and subsequently the conversion layer 185 may be provided or applied to the semiconductor chip 120.
  • the conversion layer 185 is located in front of the radiation-emitting component in the area of the emission side 125 of the ⁇ comprise the chip 120 and the conversion layer 185th As shown in FIG. 12, in this variant of the method for the transfer molding process, the emission side 125 is also sealed with the aid of the film 132 so that the emission side 125 is substantially free of the molded article 150.
  • FIG. 14 shows a further optoelectronic component 105 for illustrating a further possible variant.
  • the device 105 is a modification of the device 103 of Figure 11. Again, the device 105 has the above- ⁇ be written radiation-emitting semiconductor chip 220 with the two contacts 223, 224 in the area of the front or emission side 125.
  • the injection-molding tool used or its upper tool half has corresponding elevations for this purpose.
  • the formation of the layers 261, 262, 271, 272 can be performed as stated above. This also applies to other processes such as the formation of a conversion layer 180 on the semiconductor chip 220 or on its semiconductor layer sequence 222, and the formation of a protective layer 190 for surface sealing.
  • the semiconductor chip 220 can again be realized as a volume emitter, or alternatively as a surface emitter.
  • the above-mentioned embodiments for the shaped body 150 for example, use of a radiation-stable material, a white or converting molding compound, etc. may be considered.
  • the lead frame 110 can be provided with three lead frame sections 111, 112, 114 for each component 105.
  • the optoelectronic component 105 manufactured in this way is, like the other components 100, 101, 102, 103, 104, suitable for SMD or surface mounting.
  • the component 105 with the rear exposed Lei ⁇ terrahmenabêten 111, 112, 114 are arranged on pads of a printed circuit board, not shown. On the Lei ⁇ terrahmenabête 112, 114, the device 105 can see electrical energy to be supplied.
  • the lead frame portion 111 is placed on which the semiconductor chip 220 may serve as an isolated heat sink for dissipating heat from the semi-conductor chip ⁇ 220th
  • the modifications shown in ⁇ above such as the omission of layers can in the same way, the provision of simple and large-scale conversion elements (and thus above the contacts 223, 224 and on the contact layers 271, 272), etc. are used.
  • a semiconductor chip may be mounted not only on a lead frame portion but also on two or more lead frame portions.
  • Such a configuration can be, for example, with reference to the examples shown in Figures 8, 9, 10, 11, 13, 14
  • Anord ⁇ voltages realize characterized by the associated component composite by a corresponding setting of dividing lines in devices having a plurality of (for example two ) Semiconductor chips 120, 220 is singulated.
  • Substituted ⁇ staltungen are possible, in which a plurality of semiconductor chips arranged on a common leadframe section.
  • a plurality of semiconductor chips of a multi-chip component can also be connected to one another electrically.
  • an electrical connection between two semiconductor chips can be realized using a contact layer.
  • the contact layer may be connected to a front-side contact of a semiconductor chip, and to a leadframe section on which a further semiconductor chip is arranged.
  • components which have a further electronic device electrically connected to a semiconductor chip for example an ESD protection diode.
  • the protection diode may be connected in anti-parallel to the semiconductor chip.
  • the protection diode may have a front and a rear side contact, and may be arranged with the rear side contact on a lead frame section ⁇ .
  • the shaped body can be designed in a coordinated manner such that the front-side contact of the protective diode is at least partially free of the shaped body. In this way, connected to the front side contact of the protective diode ⁇ contact layer can be formed.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen eines Leiterrahmens mit einem auf dem Leiterrahmen angeordneten strahlungsemittierenden Bauteil. Das strahlungsemittierende Bauteil ist ausgebildet, Strahlung an einer von dem Leiterrahmen abgewandten Abstrahlseite abzugeben. Das strahlungsemittierende Bauteil weist einen Kontakt im Bereich der Abstrahlseite auf. Das Verfahren umfasst ferner ein Ausbilden eines den Leiterrahmen und das strahlungsemittierende Bauteil umgebenden Formkörpers. Die Abstrahlseite und der Kontakt des strahlungsemittierenden Bauteils sind wenigstens teilweise frei von dem Formkörper. Weiter vorgesehen ist ein Ausbilden einer mit dem Kontakt des strahlungsemittierenden Bauteils verbundenen Kontaktschicht nach dem Ausbilden des Formkörpers. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein optoelektronisches Bauelement.

Description

Beschreibung
Herstellung eines optoelektronischen Bauelements Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein optoelektronisches Bauelement.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2014 102 184.3, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Optoelektronische Bauelemente zum Erzeugen von elektromagne¬ tischer Strahlung, beispielsweise Leuchtdioden (LED, Light Emitting Diode) , können mit einem QFN-Gehäuse (Quad Fiat No
Leads) verwirklicht werden. Bei der Herstellung kann ein Pre- molding-Verfahren zum Einsatz kommen. Hierbei wird ein strukturierter Leiterrahmen in einem Formprozess (Molding) mit einer Formmasse (Mold Compound) umspritzt, so dass ein als Ge- häuse dienender Formkörper gebildet wird. Der Formkörper weist Ausnehmungen auf, über welche Abschnitte des Leiterrah¬ mens an einer Vorderseite freigestellt sind.
Anschließend können Prozesse wie ein Anordnen von strahlungs- emittierenden Halbleiterchips auf Leiterrahmenabschnitten in den Ausnehmumgen des Formkörpers, ein Verbinden von Vorderseitenkontakten der Halbleiterchips mit Leiterrahmenabschnit¬ ten über Bonddrähte, und ein Aufbringen von Konversionsele¬ menten zur Strahlungskonversion durchgeführt werden. Ein auf diese Weise erzeugter Bauelementverbund kann nachfolgend in separate Bauelemente vereinzelt werden.
Die auf diese Weise gefertigten Bauelemente sind relativ groß. Dies liegt daran, dass die Ausnehmungen des Formkörpers mit Abmessungen ausgebildet werden, welche auf das Durchfüh¬ ren des Drahtkontaktierens und auf die Höhe (Loop-Höhe) der Bonddrähte abgestimmt sind. Selbst wenn die Bonddrähte rück¬ wärts (reverse) gebondet werden, ist eine Loop-Höhe von zum Beispiel wenigstens ΙΟΟμη erforderlich. Die Bonddrahthöhe führt ferner dazu, dass eine weitere Optik nur in einem gro¬ ßen Abstand zu einer Strahlungsemittierenden Oberfläche bzw. einem Konversionselement angeordnet werden kann. Nachteilig ist des Weiteren, dass das Drahtkontaktieren nur nacheinander, d.h. Bauelement für Bauelement, durchgeführt werden kann, was zeit- und kostenaufwändig ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Lösung für eine verbesserte Herstellung eines optoelektronisches Bauelements anzugeben.
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 eines Leiterrahmens mit einem auf dem Leiterrahmen angeordneten Strahlungsemittierenden Bauteil. Das strahlungsemittierende Bauteil ist ausgebildet, Strahlung an einer von dem Leiterrahmen abgewandten Abstrahlseite abzugeben. Das strahlungsemittierende Bauteil weist einen Kontakt im Bereich der Abstrahlseite auf. Das Verfahren umfasst ferner ein Ausbilden eines den Leiterrahmen und das strahlungsemittierende Bauteil umgebenden Formkörpers. Die Abstrahlseite und der Kontakt des strah- lungsemittierenden Bauteils sind wenigstens teilweise frei von dem Formkörper. Weiter vorgesehen ist ein Ausbilden einer mit dem Kontakt des Strahlungsemittierenden Bauteils verbundenen Kontaktschicht. Dies erfolgt nach dem Ausbilden des Formkörpers .
Das gemäß dem Verfahren gefertigte optoelektronische Bauele- ment kann ein sogenanntes QFN Package (Quad Fiat No Leads) sein. Das Bauelement kann für eine Oberflächenmontage (SMT, Surface-Mounting Technology) geeignet sein. ^
Bei dem Verfahren wird der Formkörper ausgebildet, nachdem der Leiterrahmen mit dem hierauf angeordneten Strahlungsemittierenden Bauteil bereitgestellt wird. Im Vergleich zu dem oben beschriebenen herkömmlichen Fertigungsverfahren liegt daher eine umgedrehte Prozessabfolge vor. Der aus einem iso¬ lierenden Material gebildete Formkörper wird an den Leiterrahmen und seitlich an das Strahlungsemittierende Bauteil heranreichend ausgebildet. Hierbei sind wenigstens ein Teil der Abstrahlseite und des Kontakts des strahlungsemittieren- den Bauteils frei von dem Formkörper. Zum Kontaktieren des
Kontakts ist eine Kontaktschicht vorgesehen, welche nach dem Ausbilden des Formkörpers hergestellt wird.
Das Verfahren bietet mehrere Vorteile. Das optoelektronische Bauelement kann mit einer kleinen Baugröße verwirklicht wer¬ den. Dies liegt u.a. daran, dass der Formkörper an das strah- lungsemittierende Bauteil heranreichend ausgebildet wird, an¬ statt an dieser Stelle eine platzeinnehmende Ausnehmung des Formkörpers vorzusehen.
Die geringe Baugröße des optoelektronischen Bauelements ist ferner dadurch möglich, dass an den Kontakt des Strahlungse¬ mittierenden Bauteils kein Bonddraht, sondern eine Kontakt¬ schicht angeschlossen wird. Die Kontaktschicht kann flach sein, und im Vergleich zu einem Bonddraht eine geringere Höhe über dem Strahlungsemittierenden Bauteil beanspruchen. Daher kann das optoelektronische Bauelement mit einer geringen Ge¬ samthöhe verwirklicht werden. Es ist möglich, dass das gemäß dem Verfahren gefertigte optoelektronische Bauelement eine Höhe aufweist, welche zum Beispiel 90μη oder ΙΟΟμη kleiner ist als die Höhe eines herkömmlichen Bauelements.
Ein weiterer Vorteil ist eine hohe Effizienz des optoelektro¬ nischen Bauelements im Zusammenspiel mit einer weiteren opti- sehen Einrichtung. Aufgrund der Kontaktschicht ist ein geringer Abstand zwischen der optischen Einrichtung und der Abstrahlseite des Bauteils, oder gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens zu einer Abstrahlseite einer Schicht, zum Beispiel einer Konversionsschicht, möglich. In Betracht kommt zum Bei¬ spiel eine Anwendung, in welcher von dem optoelektronischen Bauelement abgegebene Strahlung in einen Lichtleiter eingekoppelt wird. Durch den geringen Abstand kann erzielt werden, dass nur ein geringer Anteil einer zur Seite abgegebenen Strahlung bzw. Streustrahlung verloren geht.
Die Verwendung der Kontaktschicht ermöglicht darüber hinaus den Einsatz von Konversionstechniken, welche nicht mit Bonddrähten kompatibel sind. Dadurch ist eine Kostenersparnis möglich. Hierauf wird weiter unten noch näher eingegangen.
Das Verfahren lässt sich derart durchführen, dass ein zusammenhängender Verbund aus einer Mehrzahl optoelektronischer Bauelemente hergestellt wird, welcher nachfolgend in separate Bauelemente vereinzelt wird. Durch die kleine Baugröße der Bauelemente kann die Herstellung kostengünstig erfolgen. Bei dem Vereinzeln kann der Formkörper durchtrennt werden, wodurch jedes Bauelement einen aus dem Formkörper hervorge¬ gangenen Gehäusekörper aufweisen kann. Einzelne Schritte des Verfahrens können parallel für sämtliche Bauelemente durchge¬ führt werden. Hierunter fällt auch das Ausbilden von Kontaktschichten sämtlicher Bauelemente. Im Vergleich zu einem nacheinander durchgeführten Drahtkontaktieren kann dieser Schritt daher schneller und kostengünstiger erfolgen. Dies ist insbesondere der Fall bei einer hohen Verbindungsdichte oder bei einer hohen Anzahl an Bauelementen pro Verbund.
Im Folgenden werden weitere mögliche Ausführungsformen des Herstellungsverfahrens näher beschrieben. Diese beziehen sich zum Teil auf die Herstellung eines einzelnen optoelektronischen Bauelements. Im Hinblick auf eine Herstellung mehrerer Bauelemente im Verbund können im Folgenden genannte Merkmale und Details dieser Ausführungsformen bei sämtlichen der gemeinsam prozessierten Bauelemente zur Anwendung kommen. einer weiteren Ausführungsform umfasst das Bereitstellen Leiterrahmens ein Strukturieren einer metallischen Aus- gangsschicht . Der hierdurch erzeugte Leiterrahmen kann mehrere Leiterrahmenabschnitte aufweisen. Das Strukturieren kann ein vorderseitiges und ein rückseitiges Ätzen der metalli¬ schen Ausgangsschicht umfassen. Anstelle eines beidseitigen Ätzens kann auch ein Stanzprozess durchgeführt werden.
Nach dem Strukturieren kann der Leiterrahmen gegebenenfalls mit einer metallischen Schicht beschichtet werden. Dies kann zum Beispiel durch elektrochemisches Abscheiden bzw. Elekt- roplattieren erfolgen.
In einer weiteren Ausführungsform wird der Formkörper mit einer Ausnehmung ausgebildet, über welche ein Teil des Leiterrahmens freigestellt ist. Die Kontaktschicht wird derart aus- gebildet, dass die Kontaktschicht mit dem freigestellten Teil des Leiterrahmens verbunden ist. Hierdurch kann der Kontakt des strahlungsemittierenden Bauteils über die Kontaktschicht an diesen Teil des Leiterrahmens angeschlossen werden. In einer weiteren Ausführungsform weist der Leiterrahmen einen ersten Leiterrahmenabschnitt und einen zweiten Leiterrahmenabschnitt auf. Das Strahlungsemittierende Bauteil wird auf dem ersten Leiterrahmenabschnitt angeordnet. Der Formkörper wird mit einer Ausnehmung ausgebildet, über welche ein Teil des zweiten Leiterrahmenabschnitts vorderseitig freigestellt ist. Die Kontaktschicht wird derart ausgebildet, dass die Kontaktschicht mit dem zweiten Leiterrahmenabschnitt verbun¬ den ist. In dieser Ausgestaltung sind der an der Abstrahlseite vorliegende Kontakt des strahlungsemittierenden Bauteils und der zweite Leiterrahmenabschnitt über die Kontaktschicht elektrisch verbunden.
Die Abstrahlseite des strahlungsemittierenden Bauteils kann eine Vorderseite des Bauteils sein. Das Bauteil kann eine zu der Vorderseite entgegen gesetzte Rückseite aufweisen, mit welcher das Bauteil auf dem ersten Leiterrahmenabschnitt an¬ geordnet werden kann. An der Rückseite kann das Strahlungsemittierende Bauteil ei¬ nen weiteren Kontakt aufweisen, welcher in geeigneter Weise mit dem ersten Leiterrahmenabschnitt verbunden werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, das Strahlungsemittierende Bauteil über den ersten und zweiten Leiterrahmenabschnitt mit elektrischer Energie zur Strahlungserzeugung zu versorgen.
Im Hinblick auf die Herstellung einer Mehrzahl optoelektronischer Bauelemente im Verbund kann der Leiterrahmen für jedes der Bauelemente mehrere Leiterrahmenabschnitte, zum Beispiel wie oben angegeben jeweils einen ersten und einen zweiten Leiterrahmenabschnitt, aufweisen. Möglich sind auch Ausge¬ staltungen mit drei Leiterrahmenabschnitten je Bauelement, wie weiter unten noch näher beschrieben wird. Die Leiterrah- menabschnitte verschiedener optoelektronischer Bauelemente können über geeignete Verbindungsstrukturen des Leiterrahmens untereinander verbunden sein. Bei dem Vereinzeln können die Verbindungsstrukturen durchtrennt werden. Die Leiterrahmenabschnitte des gemäß dem Verfahren herge¬ stellten optoelektronischen Bauelements können elektrisch voneinander getrennt, und mechanisch über einen durch Durchtrennen des Formkörpers gebildeten Gehäusekörper verbunden sein. Die Leiterrahmenabschnitte können an einer Rückseite des optoelektronischen Bauelements freiliegen. Auf diese Weise kann das optoelektronische Bauelement auf eine Leiterplat¬ te gelötet werden.
Die Kontaktschicht des optoelektronischen Bauelements lässt sich in einer planaren Verbindungstechnologie (PI, Planar In- terconnect) herstellen. Die Kontaktschicht kann flach sein bzw. eine geringe Dicke aufweisen. Auch kann die Kontakt¬ schicht materialsparend ausgebildet werden. Das Ausbilden der Kontaktschicht kann ein Aufbringen eines elektrisch leitfähigen bzw. metallischen Materials umfassen. Das metallische Material kann zum Teil auf das Strahlungse¬ mittierende Bauteil bzw. auf den an der Abstrahlseite vorlie- genden Kontakt und auf den Formkörper aufgebracht werden. In Bezug auf das oben beschriebene Kontaktieren des zweiten Lei¬ terrahmenabschnitts kann ein Aufbringen auch auf den zweiten Leiterrahmenabschnitt in der Ausnehmung des Formkörpers er- folgen.
Für das Ausbilden der Kontaktschicht können unterschiedliche Prozesse in Betracht kommen. Möglich ist ein lokales Aufbringen eines metallischen Materials, wobei Prozesse wie ein Schablonendruckprozess , ein Siebdruckprozess , ein Dosierpro- zess (Dispensing) oder ein tröpfchenförmiges Aufbringen mit Hilfe einer Druckvorrichtung (Jetting) durchgeführt werden können. Das verwendete Material kann in Form einer Paste vor¬ liegen, und nachfolgend ausgehärtet werden.
Möglich ist ferner ein elektrochemisches bzw. galvanisches Ausbilden der Kontaktschicht, was zusammen mit einer Foto¬ technik erfolgen kann. Hierbei kann zunächst eine Start¬ schicht abgeschieden werden. Danach kann eine zur Maskierung dienende strukturierte Fotolackschicht auf der Startschicht ausgebildet werden. Nachfolgend kann das eigentliche elektro¬ chemische Abscheiden erfolgen. Hierbei dient die Startschicht als Abscheideelektrode, auf welche ein metallisches Material aufgebracht wird. Die Abscheidung erfolgt in einem bzw. meh- reren (zum parallelen Bilden mehrerer Kontaktschichten) nicht maskierten Bereich (en). Anschließend kann die Fotolackschicht entfernt werden, und kann ein Ätzprozess durchgeführt werden, um die Startschicht außerhalb des bzw. der galvanischen Be- schichtungsbereiche abzutragen.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren ein Ausbilden einer isolierenden Schicht nach dem Ausbilden des Formkörpers und vor dem Ausbilden der Kontaktschicht. Die isolierende Schicht dient dazu, einen Bereich des strahlungs- emittierenden Bauteils gegenüber der nachfolgend ausgebilde¬ ten Kontaktschicht zu isolieren. Dies betrifft zum Beispiel eine Seitenflanke des Bauteils, um einen Kurzschluss zwischen der Seitenflanke und dem Kontakt an der Abstrahlseite zu ver- meiden. Die isolierende Schicht kann zum Teil auf dem Bauteil bzw. am Rand auf der Abstrahlseite des Bauteils und auf dem Formkörper ausgebildet werden. Das Ausbilden der isolierenden Schicht kann ein Aufbringen eines isolierenden bzw. dielektrischen Materials umfassen. Dieses Material kann lokal aufgebracht werden, wobei Prozesse wie ein Schablonendruckprozess , ein Siebdruckprozess , ein Do- sierprozess (Dispensing) oder ein tröpfchenförmiges Aufbrin- gen mit Hilfe einer Druckvorrichtung (Jetting) durchgeführt werden können. Darüber hinaus kann auch eine Fototechnik in Betracht kommen, so dass die isolierende Schicht in Form ei¬ ner strukturierten Fotolackschicht verwirklicht wird. Sofern das Strahlungsemittierende Bauteil ausreichend passi¬ viert ist, kann das Ausbilden der isolierenden Schicht auch entfallen .
In einer weiteren Ausführungsform weist das auf dem bereitge- stellten Leiterrahmen angeordnete Bauteil einen Strahlungse¬ mittierenden Halbleiterchip auf. Der Halbleiterchip kann ein zum Erzeugen von Lichtstrahlung ausgebildeter Leuchtdiodenchip (LED, Light Emitting Diode) sein. Hierbei kann es sich zum Beispiel um einen Oberflächenemitter handeln, für welchen unterschiedliche Bauformen, zum Beispiel Dünnfilm-Chip, UX:3- Chip (Produktbezeichnung von OSRAM Opto Semiconductors), usw. in Betracht kommen können. Der Halbleiterchip kann zum Beispiel zum Erzeugen von ultravioletter, roter oder infraroter Lichtstrahlung ausgebildet sein.
In einer weiteren Ausführungsform weist das auf dem bereitgestellten Leiterrahmen angeordnete Bauteil einen Strahlungse¬ mittierenden Halbleiterchip und eine Konversionsschicht zur Strahlungskonversion auf. Der Halbleiterchip kann auch hier ein Leuchtdiodenchip sein. Mit Hilfe der Konversionsschicht, welche auf dem Halbleiterchip angeordnet sein kann, kann wenigstens ein Teil einer von dem Halbleiterchip primär erzeugten Strahlung konvertiert, d.h. in wenigstens eine sekundäre Strahlung eines anderen Wellenlängenbereichs umgewandelt wer¬ den. Die auf diese Weise von bzw. in dem Bauteil erzeugte Strahlung kann über die im Bereich der Abstrahlseite vorliegende Konversionsschicht abgegeben werden.
In Bezug auf die Verwendung einer Konversionsschicht ist die Möglichkeit gegeben, eine solche Schicht nicht am Anfang des Verfahrens bzw. vor dem Ausbilden des Formkörpers, sondern erst in einem späteren Verfahrensstadium nach dem Ausbilden des Formkörpers vorzusehen. Dies wird weiter unten noch näher beschrieben .
Der Formkörper wird derart ausgebildet, dass die Abstrahlsei¬ te des strahlungsemitierenden Bauteils und der Kontakt we- nigstens teilweise frei von dem Formkörper sind. Der Formkör¬ per kann insbesondere derart ausgebildet werden, dass die Ab¬ strahlseite und der Kontakt frei oder im Wesentlichen frei von dem Formkörper sind. Auf diese Weise kann von dem Bauteil erzeugte Strahlung (möglichst) ungehindert abgegeben werden, und kann die Kontaktschicht zuverlässig mit dem Kontakt ver¬ bunden werden.
Es ist möglich, dass das Strahlungsemittierende Bauteil an der Abstrahlseite zu einem Teil bzw. geringen Teil, zum Bei- spiel am Rand, mit dem Formkörper bedeckt ist. Auch weiter innen kann eine geringe Bedeckung vorliegen, zum Beispiel in einem Bereich angrenzend an den Kontakt oder zwischen dem Kontakt und einer Halbleiterschichtenfolge eines Halbleiter¬ chips. Dies kann abhängig sein von der Ausgestaltung und To- pografie des Bauteils bzw. Halbleiterchips.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Ausbilden des Formkörpers ein Durchführen eines Spritzpressprozesses
(Transfer Molding) . In diesem Prozess kommt ein Spritzpress- Werkzeug zur Anwendung, und werden der Leiterrahmen und das
Strahlungsemittierende Bauteil mit einer Form- bzw. Pressmas¬ se (Mold Compound) umspritzt. Die Formmasse kann zum Beispiel ein Duroplast oder ein anderes Material umfassen. Die Form- masse kann ferner einen partikelförmigen Füllstoff umfassen. Hierdurch kann der Formkörper einen kleinen thermischen Ausdehnungskoeffizienten besitzen. Im Hinblick auf das oben genannte Ausbilden des Formkörpers mit einer Ausnehmung zum Freilegen eines Teils des Leiterahmens kann eine Werkzeughälfte des Spritzpresswerkzeugs mit einer entsprechenden Struktur ausgebildet sein. In einer weiteren Ausführungsform ist der Spritzpressprozess ein folienunterstützter Spritzpressprozess (FAM, Film Assisted Transfer Molding) . Bei einem solchen Prozess wird eine Folie verwendet, um das Strahlungsemittierende Bauteil im Be¬ reich der Abstrahlseite zu schützen und abzudichten. Die Schutzfolie kann vor dem Spritzpressprozess auf einer Werk¬ zeughälfte des Spritzpresswerkzeugs angeordnet werden. Durch die Folie kann sichergestellt werden, dass die Abstrahlseite und der Kontakt des Bauteils mit einer hohen Zuverlässigkeit frei bzw. im Wesentlichen frei von der Formmasse und damit dem Formkörper bleiben.
Sofern dies nicht möglich ist, kann es des Weiteren in Betracht kommen, nach dem Erzeugen des Formkörpers einen Prozess zum Entfernen von unerwünschten Teilen bzw. Rückständen der Formmasse durchzuführen (Deflashing) .
Im Hinblick auf das Ausbilden des Formkörpers ist es ferner möglich, auch an einer dem Strahlungsemittierenden Bauteil abgewandten Seite bzw. Rückseite des Leiterrahmens eine wei- tere Folie zum Abdichten einzusetzen.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren ein Bereitstellen einer Konversionsschicht zur Strahlungskonversion wenigstens auf dem Strahlungsemittierenden Bauteil. Die- ser Schritt kann nach dem Ausbilden der Kontaktschicht durchgeführt werden. Für die Konversionsschicht können unter¬ schiedliche Ausgestaltungen in Betracht kommen. Es ist zum Beispiel möglich, die Konversionsschicht separat zu fertigen und auf dem strahlungsemittierenden Bauteil anzuordnen, zum Beispiel mittels Kleben. Hierbei kann die Konversionsschicht eine mit Strahlungskonvertierenden LeuchtstoffPartikeln gefüllte Schicht oder eine keramische Konversionsschicht sein. Des Weiteren kann das Ausbilden der Konversionsschicht bzw. das Aufbringen von LeuchtstoffPartikeln zum Bilden der Konversionsschicht durch Prozesse wie Sedimentieren, Aufsprühen oder elektrophoretisches Abscheiden erfolgen. Möglich ist darüber hinaus ein Verwirklichen der Konversionsschicht in Form eines leuchtstoffgefüllten Volumenvergusses.
Das Vorsehen der in flacher Bauweise verwirklichbaren Kontaktschicht ermöglicht den Einsatz von Konversionstechniken, welche nicht mit Bonddrähten kompatibel sind. Es ist daher zum Beispiel möglich, die Konversionsschicht relativ flach auszubilden .
Eine weitere mögliche Ausführungsform schlägt vor, die Kon¬ versionsschicht derart auf dem strahlungsemittierenden Bau¬ teil bereitzustellen, dass sich die Konversionsschicht auch in einem Bereich oberhalb des an der Abstrahlseite vorliegenden Kontakts des Bauteils befindet. Hierbei kann sich die Konversionsschicht auf der Kontaktschicht befinden. In diesem Zusammenhang kann es in Betracht kommen, eine zum Anordnen bzw. Aufkleben auf das Strahlungsemittierende Bauteil vorge¬ sehene Konversionsschicht ohne eine, zum Freihalten auf den Kontakt des Bauteils abgestimmte Aussparung (wie es bei Ein¬ satz eines Bonddrahts üblich ist) auszubilden. Die Konversi¬ onsschicht lässt sich daher mit einer einfach herstellbaren Form, zum Beispiel einer Rechteckform, verwirklichen.
Im Hinblick auf die Herstellung einer Mehrzahl optoelektronischer Bauelemente im Verbund ist es des Weiteren möglich, ei¬ ne großflächige Konversionsschicht auf sämtlichen Bauelemen¬ ten vorzusehen, welche zusammen mit den Bauelementen vereinzelt wird. Hierbei kann es sich zum Beispiel um eine aufge¬ klebte Konversionsschicht, beispielsweise eine keramische Konversionsschicht, handeln. Ein weiteres Beispiel ist eine durch einen Laminierungsprozess aufgebrachte Konversionsfo¬ lie .
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren ein Ausbilden einer strahlungsdurchlässigen Schutzschicht zur
Oberflächenversiegelung. Dieser Schritt kann nach dem Ausbilden der Kontaktschicht bzw. nach dem Bereitstellen einer Konversionsschicht durchgeführt werden. Durch die Schutzschicht können Bestandteile wie das strahlungsemittierende Bauteil, die Kontaktschicht und eine gegebenenfalls vorgesehene Kon¬ versionsschicht vor äußeren Beanspruchungen geschützt werden.
Das strahlungsemittierende Bauteil kann wie oben angegeben einen Kontakt im Bereich der Abstrahlseite bzw. Vorderseite, und einen weiteren Kontakt an einer hierzu entgegen gesetzten Rückseite aufweisen. In einer hierzu alternativen Ausführungsform weist das Bauteil einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt im Bereich der Abstrahlseite auf. Das Verfah¬ ren wird in dieser Ausgestaltung derart durchgeführt, dass eine mit dem ersten Kontakt verbundene erste Kontaktschicht und eine mit dem zweiten Kontakt verbundene zweite Kontakt¬ schicht ausgebildet werden.
Es kann ferner folgende Ausführungsform in Betracht kommen, in welcher der Leiterrahmen wiederum einen ersten Leiterrahmenabschnitt und einen zweiten Leiterrahmenabschnitt auf¬ weist. Hierbei wird das strahlungsemittierende Bauteil auf dem ersten Leiterrahmenabschnitt angeordnet. Des Weiteren wird der Formkörper mit einer ersten und einer zweiten Aus- nehmung ausgebildet. Ein Teil des ersten Leiterrahmenab¬ schnitts ist über die erste Ausnehmung, und ein Teil des zweiten Leiterrahmenabschnitts ist über die zweite Ausnehmung freigestellt. Die erste und zweite Kontaktschicht werden der¬ art ausgebildet, dass die erste Kontaktschicht mit dem ersten Leiterrahmenabschnitt und die zweite Kontaktschicht mit dem zweiten Leiterrahmenabschnitt verbunden ist. Auf diese Weise ist es möglich, das strahlungsemittierende Bauteil über den ersten und zweiten Leiterrahmenabschnitt mit elektrischer Energie zur Strahlungserzeugung zu versorgen.
Das Strahlungsemittierende Bauteil, welches zwei Kontakte im Bereich der Abstrahlseite aufweist, kann zum Beispiel ein in Form eines Volumenemitters, beispielsweise in Form eines Sa¬ phir-Volumenemitters verwirklichter Halbleiterchip sein oder einen solchen Halbleiterchip umfassen. Im Unterschied zu einem Oberflächenemitter kann bei einem Volumenemitter (auch) eine seitliche Abstrahlung auftreten. Aus diesem Grund kann für eine zum Bilden des Formkörpers verwendete Formmasse ein strahlungsstabiles Material, zum Beispiel ein Silikonmateri¬ al, in Betracht kommen. Die Formmasse bzw. das Silikonmaterial kann klar bzw. strahlungsdurchlässig sein. Möglich ist auch eine weiße Formmasse, welche zusätzlich zu einem parti¬ kelförmigen Füllstoff reflektive Partikel umfassen kann. Ein weiteres Beispiel ist eine konvertierende Formmasse, welche zusätzlich Leuchtstoffpartikel umfassen kann. Das Strahlungsemittierende Bauteil mit zwei Kontakten im Be¬ reich der Abstrahlseite kann alternativ auch ein in Form eines Oberflächenemitters verwirklichter Halbleiterchip sein oder einen solchen Halbleiterchip umfassen. In Bezug auf das strahlungsemittierendes Bauteil mit zwei
Kontakten im Bereich der Abstrahlseite kann es ebenfalls in Betracht kommen, eine zusätzliche Isolation vorzusehen. Zu diesem Zweck können nach dem Ausbilden des Formkörpers eine erste und eine zweite isolierende Schicht ausgebildet werden, bevor das Ausbilden der ersten und zweiten Kontaktschicht durchgeführt wird.
Für das Strahlungsemittierende Bauteil mit zwei Kontakten im Bereich der Abstrahlseite kann ferner folgende Ausführungs- form in Betracht kommen, in welcher der Leiterrahmen einen ersten Leiterrahmenabschnitt, einen zweiten Leiterrahmenab¬ schnitt und einen dritten Leiterrahmenabschnitt aufweist. Hierbei wird das Strahlungsemittierende Bauteil auf dem ers- ten Leiterrahmenabschnitt angeordnet. Des Weiteren wird der Formkörper mit einer ersten Ausnehmung und einer zweiten Ausnehmung ausgebildet. Ein Teil des dritten Leiterrahmenab¬ schnitts ist über die erste Ausnehmung, und ein Teil des zweiten Leiterrahmenabschnitts ist über die zweite Ausnehmung freigestellt. Die erste und zweite Kontaktschicht werden der¬ art ausgebildet, dass die erste Kontaktschicht mit dem drit¬ ten Leiterrahmenabschnitt und die zweite Kontaktschicht mit dem zweiten Leiterrahmenabschnitt verbunden ist. Auf diese Weise ist es möglich, das Strahlungsemittierende Bauteil über den zweiten und dritten Leiterrahmenabschnitt mit elektri¬ scher Energie zur Strahlungserzeugung zu versorgen. Der erste Leiterrahmenabschnitt, auf welchem sich das Strahlungsemit¬ tierende Bauteil befindet, kann hierbei als elektrisch iso- lierte Wärmesenke verwendet werden.
Für das Verfahren können weitere Ausführungsformen in Betracht kommen. Beispielsweise lässt sich das Verfahren derart durchführen, dass das optoelektronische Bauelement ein ein- zelnes Strahlungsemittierendes Bauteil aufweist bzw. in Form eines Einzelchip-Bauelements verwirklicht wird. Darüber hin¬ aus kann das optoelektronische Bauelement mehrere Strahlungs¬ emittierende Bauteile aufweisen bzw. in Form einer Multichip- Anordnung verwirklicht werden. In Bezug auf die zweite Vari- ante sind unterschiedliche Ausgestaltungen denkbar.
Beispielsweise kann es vorgesehen sein, mehrere Strahlungse¬ mittierende Bauteile auf separaten Leiterrahmenabschnitten, oder auch auf einem gemeinsamen Leiterrahmenabschnitt anzu- ordnen. Des Weiteren können mehrere Strahlungsemittierende Bauteile elektrisch voneinander getrennt, oder auch
elektrisch miteinander verbunden sein bzw. werden. Bei einer Anordnung auf separaten Leiterrahmenabschnitten lässt sich eine elektrische Verbindung zwischen zwei Bauteilen unter Verwendung einer Kontaktschicht verwirklichen. Über die Kontaktschicht kann zum Beispiel eine Verbindung zwischen einem Kontakt eines ersten Bauteils im Bereich der Abstrahlseite und einem Leiterrahmenabschnitt, auf welchem ein zweites Bau¬ teil angeordnet ist, hergestellt werden.
Möglich ist des Weiteren eine Kombination mit anderen Be- standteilen bzw. elektronischen Komponenten, zum Beispiel einer zum Schutz vor einer elektrostatischen Entladung vorgesehenen ESD-Schutzdiode (Electrostatic Discharge) . Die Schutz¬ diode kann antiparallel zu dem Strahlungsemittierenden Bauteil geschaltet sein. Die Schutzdiode kann einen Vordersei- ten- und einen Rückseitenkontakt aufweisen, und kann mit dem Rückseitenkontakt auf einem Leiterrahmenabschnitt angeordnet werden. Der Formkörper kann derart ausgebildet werden, dass der Vorderseitenkontakt der Schutzdiode wenigstens teilweise frei von dem Formkörper ist. Dadurch ist es möglich, nach dem Ausbilden des Formkörpers eine mit dem Vorderseitenkontakt der Schutzdiode verbundene Kontaktschicht auszubilden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein optoelektronisches Bauelement vorgeschlagen. Das optoelektronische Bauelement ist durch Durchführen des oben genannten Verfahrens oder einer oder mehrerer der oben genannten Ausführungsformen des Verfahrens hergestellt. Das optoelektronische Bau¬ element weist einen Leiterrahmen mit einem auf dem Leiterrahmen angeordneten Strahlungsemittierenden Bauteil auf. Das strahlungsemittierende Bauteil ist ausgebildet, Strahlung an einer von dem Leiterrahmen abgewandten Abstrahlseite abzugeben. Das strahlungsemittierende Bauteil weist einen Kontakt im Bereich der Abstrahlseite auf. Ein weiterer Bestandteil des optoelektronischen Bauelements ist ein den Leiterrahmen und das strahlungsemittierende Bauteil umgebender Formkörper. Hierbei sind die Abstrahlseite und der Kontakt des strah- lungsemittierenden Bauteils wenigstens teilweise frei von dem Formkörper. Des Weiteren weist das optoelektronische Bauele¬ ment eine mit dem Kontakt des Strahlungsemittierenden Bau- teils verbundene Kontaktschicht auf.
Das optoelektronische Bauelement kann sich durch eine kleine bzw. flache Baugröße, eine hohe Effizienz und einen kosten- günstigen Aufbau auszeichnen. Des Weiteren kann das optoelektronische Bauelement mit einer Konversionsschicht ausge¬ bildet sein, deren Herstellung inkompatibel ist zur Verwendung eines Bonddrahts.
Es wird darauf hingewiesen, dass oben mit Bezug auf das Her¬ stellungsverfahren genannte Aspekte und Details auch bei dem optoelektronischen Bauelement zur Anwendung kommen können. 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 in Zusam- menhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den schematischen Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
Figuren 1 bis 8 einen möglichen Verfahrensablauf zur Herstel- lung eines optoelektronischen Bauelements, umfassend ein An¬ ordnen eines Strahlungsemittierenden Halbleiterchips auf einem Leiterrahmen, ein Ausbilden eines Formkörpers, ein Ausbilden einer isolierenden Schicht und einer Kontaktschicht zum Kontaktieren eines Kontakts des Halbleiterchips im Be- reich von dessen Abstrahlseite, ein Ausbilden einer Konversionsschicht auf dem Halbleiterchip, und ein Aufbringen einer Schutzschicht ;
Figur 9 ein weiteres optoelektronisches Bauelement mit einer großflächig aufgebrachten Konversionsschicht;
Figur 10 ein weiteres optoelektronisches Bauelement mit einer großflächig aufgebrachten Konversionsfolie; Figur 11 ein weiteres optoelektronisches Bauelement, aufwei¬ send einen Halbleiterchip mit zwei Kontakten im Bereich einer Abstrahlseite und zwei an die Kontakte angeschlossene Kon- taktschichten;
Figuren 12 und 13 einen weiteren Verfahrensablauf zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements, bei welchem vor dem Ausbilden eines Formkörpers ein mit einer Konversi- onsschicht versehener Halbleiterchip auf einem Leiterrahmen bereitgestellt wird; und
Figur 14 ein weiteres optoelektronisches Bauelement, aufwei¬ send einen Halbleiterchip mit zwei Kontakten im Bereich einer Abstrahlseite und zwei an die Kontakte angeschlossene Kon¬ taktschichten .
Anhand der folgenden schematischen Figuren werden mögliche Ausführungsformen eines Verfahrens zum Herstellen optoelekt- ronischer Bauelemente beschrieben. Hierbei können aus der Halbleitertechnik und aus der Fertigung optoelektronischer Bauelemente bekannte Prozesse durchgeführt werden und in die¬ sen Gebieten übliche Materialien zum Einsatz kommen, so dass hierauf nur teilweise eingegangen wird. In gleicher Weise können die Bauelemente zusätzlich zu gezeigten und beschrie¬ benen Komponenten mit weiteren Komponenten und Strukturen gefertigt werden. Es wird ferner darauf hingewiesen, dass die Figuren lediglich schematischer Natur sind und nicht maßstabsgetreu sind. In diesem Sinne können in den Figuren ge- zeigte Komponenten und Strukturen zum besseren Verständnis übertrieben groß oder verkleinert dargestellt sein.
Die Figuren 1 bis 8 zeigen anhand von schematischen seitlichen Schnittdarstellungen ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements 100. Bei dem Bauelement 100 handelt es sich um ein oberflächenmontierbares Einzelchip- Bauelement, welches in Form eines QFN-Packages verwirklicht ist. Das Bauelement 100 weist einen Halbleiterchip 120 zur Strahlungserzeugung auf.
Für das Verfahren kann eine parallele Herstellung mehrerer Bauelemente 100 in Betracht kommen. Hierbei kann ein zusam¬ menhängender Bauelementverbund gefertigt werden, welcher nachfolgend in die Bauelemente 100 vereinzelt wird. Im Fol¬ genden beschriebene Prozesse können gemeinsam für mehrere Bauelemente 100 durchgeführt werden. Die Figuren können in dieser Hinsicht jeweils einen Ausschnitt des Fertigungsver¬ bunds bzw. der jeweils vorliegenden Gegebenheiten im Bereich eines der Bauelemente 100 veranschaulichen. Die in den Figu¬ ren gezeigten Strukturen können in einer Ebene sich vielfach wiederholend nebeneinander vorliegen. Ein Wiederholungsraster ist in den Figuren anhand von gestrichelten Linien 280 angedeutet. An den Linien 280 kann auch ein Durchtrennen zum Vereinzeln des Bauelementverbunds erfolgen. Die Linien 280 wer¬ den daher im Folgenden als Trennlinien 280 bezeichnet. Bei dem Verfahren wird ein Leiterrahmen 110 bereitgestellt, welcher in Figur 1 gezeigt ist. Der Leiterrahmen 110 weist einen ersten Leiterrahmenabschnitt 111 und einen zweiten Lei¬ terrahmenabschnitt 112 auf. In Bezug auf die verbundweise Herstellung liegt diese Struktur sich vielfach wiederholend vor, d.h. dass für jedes der zu fertigenden Bauelemente 100 ein Paar aus einem ersten und einem zweiten Leiterrahmenabschnitt 111, 112 vorgesehen sein kann.
Die Leiterrahmenabschnitte 111, 112 verschiedener Bauelemente 100 sind mit Hilfe von Verbindungsstrukturen 113 miteinander verbunden. Die Verbindungsstrukturen 113 sind in den Figuren anhand von gestrichelten Linien angedeutet. Die Verbindungs¬ strukturen 113 können sich in der Schnittebene der Figuren befinden oder auch versetzt hierzu sein. Beim Durchtrennen des Bauelementverbunds werden die Verbindungsstrukturen 113 des Leiterrahmens 100 durchtrennt. Auf diese Weise kann er¬ zielt werden, dass die Leiterrahmenabschnitte 111, 112 bei jedem der vereinzelten Bauelemente 100 elektrisch voneinander getrennt sind.
Der Leiterrahmen 110 mit den Abschnitten 111, 112 und den Verbindungsstrukturen 113 kann durch Strukturieren einer metallischen Ausgangsschicht, zum Beispiel einer Kupferschicht, ausgebildet werden. In den Figuren ist eine Vorgehensweise angedeutet, in welcher die Ausgangsschicht sowohl ausgehend von einer Vorderseite 115 als auch ausgehend von einer hierzu entgegen gesetzten Rückseite 117 geätzt wird. Durch das beid¬ seitige Ätzen ergeben sich die in den Figuren gezeigten charakteristischen isotropen verrundeten Ätzflanken. Das Ätzen wird ferner derart durchgeführt, dass die Leiterrahmenab¬ schnitte 111, 112 an den Seitenflanken stufenförmig sind und in diesem Bereich randseitig umlaufende Aussparungen 116 auf¬ weisen. Diese Struktur ermöglicht eine zuverlässige mechani¬ sche Verzahnung des Leiterrahmens 110 mit einem später er¬ zeugten Formkörper 150. Nach dem Strukturieren kann es ferner in Betracht kommen, den Leiterrahmen 110 durch Durchführen einer galvanischen Ab- scheidung mit einer zusätzlichen metallischen Schicht zu versehen (nicht dargestellt) . Auf diese Weise ist der Leiterrah¬ men 110 geeignet für Prozesse wie Löten und Anschließen einer später ausgebildeten Kontaktschicht 170.
Der Leiterrahmen 110 wird, wie ebenfalls in Figur 1 gezeigt ist, mit der Rückseite 117 auf einer Folie 131 angeordnet. Die Folie 131 kann eine wärmebeständige Klebefolie sein, auf welche der Leiterrahmen 110 laminiert wird. Die Folie 131 kann dem Leiterrahmen 110 mehr Stabilität verleihen. Des Weiteren sind die Leiterrahmenabschnitte 111, 112 an der Rück¬ seite 117 mit Hilfe der Folie 131 abgedeckt. Dies erweist sich von Vorteil im Hinblick auf das später durchgeführte Ausbilden eines Formkörpers 150.
Nachfolgend wird, wie in Figur 2 gezeigt ist, ein Strahlungs¬ emittierendes Bauteil in Form eines zur Strahlungsemission ausgebildeten optoelektronischen Halbleiterchips 120 auf dem ersten Leiterrahmenabschnitt 111 angeordnet. In Bezug auf die verbundweise Herstellung wird auf jeden der Leiterrahmenab¬ schnitte 111 jeweils ein Halbleiterchip 120 gesetzt.
Der in Figur 2 gezeigte Halbleiterchip 120 kann ein zum Erzeugen von Lichtstrahlung ausgebildeter Leuchtdiodenchip sein. Hierbei kann es sich um einen Oberflächenemitter handeln. Der Halbleiterchip 120 weist eine von dem Leiterahmen 110 abgewandte Vorderseite 125 auf. Die im Betrieb des Halb¬ leiterchips 125 erzeugte Lichtstrahlung wird an der Vorder¬ seite 125 abgegeben. Die Vorderseite 125 kann daher auch als Abstrahlseite bezeichnet werden. Der Halbleiterchip 120 wird mit einer der Vorderseite 125 entgegen gesetzten Rückseite auf dem Leiterrahmenabschnitt 111 angeordnet.
Der Halbleiterchip 120 ist in üblicher Weise hergestellt und weist Komponenten wie eine Halbleiterschichtenfolge 122 mit einer nicht gezeigten aktiven Zone zur Strahlungserzeugung, ein elektrisch leitfähiges Chipsubstrat 121 und zwei Kontakte auf, über welche der Halbleiterchip mit elektrischer Energie versorgt werden kann. Die Halbleiterschichtenfolge 122, wel¬ che sich im Bereich der Vorderseite 125 des Halbleiterchips 120 befindet, ist auf dem Chipsubstrat 121 angeordnet. Die Halbleiterschichtenfolge 122 kann durch Durchführen eines Epitaxieverfahrens erzeugt sein. Die aktive Zone des Halb¬ leiterchips 120 kann zum Beispiel zum Erzeugen von ultravio¬ letter, roter oder infraroter Lichtstrahlung ausgebildet sein .
Von den zwei Kontakten des Halbleiterchips 120 ist in den Fi¬ guren lediglich ein im Bereich der Vorder- bzw. Abstrahlseite 125 vorhandener flächiger Kontakt 123 (Bondpad) gezeigt. Der Vorderseitenkontakt 123 ist bei dem Halbleiterchip 120 seit- lieh neben der Halbleiterschichtenfolge 122 auf dem Chipsub¬ strat 121 angeordnet. In dieser Bauform kann es sich bei dem Halbleiterchip 120 zum Beispiel um den sogenannten UX:3-Chip handeln. Im Bereich der Rückseite weist der Halbleiterchip 120 einen weiteren, auf dem Chipsubstrat 121 angeordneten Kontakt auf (nicht dargestellt) . Mit dem Rückseitenkontakt ist der Halbleiterchip 120 elektrisch und mechanisch mit dem Leiterrahmenabschnitt 111 verbunden. Die Verbindung kann über eine elektrisch leitfähige Verbindungsschicht hergestellt sein (nicht dargestellt) . Hierbei kann es sich um eine Lot¬ schicht, eine Schicht eines elektrisch leitfähigen Klebstoffs oder eine gesinterte Schicht handeln.
Der mit dem Halbleiterchip 120 bereitgestellte Leiterrahmen 110 wird nachfolgend, wie anhand der Figuren 3 und 4 erläu¬ tert wird, einem Spritzpressprozess (Transfer Molding) unterzogen. In diesem Prozess wird ein den Halbleiterchip 120 und den Leiterrahmen 110 umgebender Formkörper 150 ausgebildet. Bei dem Spritzpressprozess handelt es sich um einen folienun¬ terstützten Spritzpressprozess (Film Assisted Transfer Mol¬ ding) . Hierbei wird, wie in Figur 3 gezeigt ist, eine weitere Folie 132 eingesetzt. Die Folie 132 dient dazu, den Halb¬ leiterchip 120 im Bereich der Abstrahlseite 125 abzudichten und zu schützen, so dass die Abstrahlseite 125 im Wesentli¬ chen offen und unbedeckt bleibt. Daher kann dieser Prozess auch als Exposed Die Molding bezeichnet werden. Die Folie 132 weist beispielsweise ETFE (Ethylen-Tetrafluorethylen) auf. In Figur 3 sind darüber hinaus Werkzeughälften 141, 142 eines zum Durchführen des Spritzpressprozesses verwendeten Spritzpresswerkzeugs angedeutet, zwischen denen die Folien 131, 132 und der mit dem Halbleiterchip 120 versehene Leiterrahmen 110 angeordnet sind. Die Werkzeughälften 141, 142 werden vor dem Spritzpressen zusammengedrückt und dadurch an die Folien 131, 132 angedrückt. Die untere Werkzeughälfte 141 weist eine ebe¬ ne Andrückseite auf. Die obere Werkzeughälfte 142 weist eine Andrückseite auf, welche mit einer Struktur ausgebildet ist. Wie in Figur 3 gezeigt ist, weist die obere Werkzeughälfte 142 hierbei eine sich in Richtung des Leiterahmens 110 ver¬ jüngende Erhebung 143 auf, wodurch die Folie 132 an einer Stelle an den zweiten Leiterrahmenabschnitt 112 angedrückt wird. Dies dient dazu, den Formkörper 150 in diesem Bereich mit einer den Leiterrahmenabschnitt 112 vorderseitig freile¬ genden Ausnehmung 151 auszubilden (vgl. Figur 4) .
Je nach Ausgestaltung bzw. Topografie des Halbleiterchips 120 kann es in Betracht kommen, dass die obere Werkzeughälfte 142 im Bereich des Halbleiterchips 120 abweichend von Figur 3 nicht eben, sondern ebenfalls strukturiert ausgebildet ist. Beispielsweise kann die Werkzeughälfte 142 im Bereich des Halbleiterchips 120 eine Vertiefung aufweisen.
Vor dem Zusammenführen der Werkzeughälften 141, 142 zum Erreichen des in Figur 3 gezeigten Zustands kann der sich auf der Folie 131 befindende Leiterrahmen 110 auf der unteren Werkzeughälfte 141 positioniert werden. Die andere Folie 132 kann auf der oberen Werkzeughälfte 142 angeordnet werden.
Beim Zusammendrücken der Werkzeughälften 141, 142 können die Folien 131, 132 lokal komprimiert werden. Auf diese Weise können Dickentoleranzen ausgeglichen, und kann eine optimale Abdichtung zur Verfügung gestellt werden.
Beim Spritzpressen wird eine zum Ausbilden des Formkörpers 150 geeignete isolierende Form- bzw. Pressmasse seitlich zwi¬ schen die Folien 131, 132 eingespritzt, wodurch hier vorhandene Hohlräume ausgefüllt werden. Nach einem Aushärten der Formmasse ist der Formkörper 150, wie in Figur 4 gezeigt ist, fertig gestellt. Die Folien 131, 132 können dafür sorgen, dass im Bereich der Rückseite 117 der Leiterrahmenabschnitte 111, 112 und im Bereich der Vorderseite 125 des Halbleiterchips 120 keine unerwünschten Rückständen der Formmasse (auch als Flash bezeichnet) gebildet werden.
Figur 4 veranschaulicht einen Verfahrenszustand nach einem Entfernen des Spritzpresswerkzeugs und der beiden Folien 131, 132. Der Formkörper 150 umgibt den Leiterrahmen 110 und den Halbleiterchip 120 derart, dass der Leiterrahmen 110 bzw. dessen Abschnitte 111, 112 an der Rückseite 117 freiliegen, dass der Leiterrahmenabschnitt 112 über die Ausnehmung 151 des Formkörpers 150 an der Vorderseite 115 teilweise freige- stellt ist, und dass die Abstrahlseite 125 des Halbleiter¬ chips 120 und die hier vorliegende Kontaktfläche 123 im We¬ sentlichen vollständig frei von dem Formkörper 150 sind. Ansonsten kann der Halbleiterchip 120 lateral bzw. können Sei- tenflanken 126 des Chipsubstrats 121 des Halbleiterchips 120 vollständig von dem Formkörper 150 umgeben sein. Es ist möglich, dass Material des Formkörpers 150 vorderseitig am Rand auf dem Chipsubstrat 121 sowie zwischen der Halbleiterschichtenfolge 122 und dem Vorderseitenkontakt 123 vorhanden ist, wie es in Figur 4 angedeutet ist.
Die zum Bilden des Formkörpers 150 verwendete Form- bzw.
Pressmasse kann ein Duroplast, zum Beispiel ein schwarzes o- der weißes Epoxidmaterial oder Silikonmaterial, umfassen. Die Formmasse kann des Weiteren hochgefüllt sein mit einem parti¬ kelförmigen Füllstoff (nicht dargestellt) . Bei dem Füllmate¬ rial kann es sich um Partikel aus amorphem Si02 (Fused Sili- ca) handeln. Durch das Füllmaterial kann der Formkörper 150 einen kleinen thermischen Ausdehnungskoeffizienten besitzen. Dies kann begünstigt werden durch unterschiedliche Partikel¬ größen, wodurch eine hohe Packungsdichte möglich ist. Typi¬ sche maximale Partikelgrößen können in einem Bereich zwischen 10 und 100 ym liegen Der Spritzpressprozess kann gegebenenfalls, d.h. trotz der Abdichtung mit Hilfe der Folien 131, 132, zur Folge haben, dass im Bereich der Vorderseite 125 des Halbleiterchips 120 und/oder im Bereich der Rückseite 117 des Leiterrahmens 110 unerwünschte Rückstände der Formmasse vorliegen. In Bezug auf den Halbleiterchip 120 kann dies zum Beispiel bei einer entsprechenden Topografie des Halbleiterchips 120 der Fall sein. Derartige Rückstände können in einem nachfolgenden Reinigungsschritt (Deflashing) entfernt werden. In Bezug auf die verbundweise Herstellung werden sämtliche Leiterrahmenabschnitte 111, 112 und Halbleiterchips 120 in der oben beschriebenen Weise mit der Formmasse zum Ausbilden des Formkörpers 150 umspritzt. Nach dem Erzeugen des Formkörpers 150 wird, wie in Figur 5 gezeigt ist, eine isolierende Schicht 160 ausgebildet, welche einen vorderseitigen Bereich des Formkörpers 150 und auch den Halbleiterchip 120 am Rand der Vorderseite 125 bedeckt. Die isolierende Schicht 160 dient dazu, eine Seitenflanke 126 des Halbleiterchips 120 im Bereich des Vorderseitenkontakts 123 elektrisch von einer nachfolgend zum Kontaktieren des Kontakts 123 ausgebildeten metallischen Kontaktschicht 170 (vgl. Figur 6) zu isolieren. Auf diese Weise kann die Gefahr eines Kurzschlusses zwischen dem Kontakt 123 und der Seitenflanke 126, und dadurch zwischen unterschiedlichen Bereichen (p- leitend, n-leitend) der Halbleiterschichtenfolge 122, vermie¬ den werden. Wie in Figur 5 gezeigt ist, kann die isolierende Schicht 160 derart ausgebildet werden, dass auch der Kontakt 123 am Rand von der Schicht 160 bedeckt ist.
Das Ausbilden der isolierenden Schicht 160 kann ein Aufbringen eines isolierenden bzw. dielektrischen Materials, zum Beispiel eines Polymermaterials, umfassen. Bei dem Polymerma¬ terial kann es sich zum Beispiel um ein Silikonmaterial han¬ deln. Auf diese Weise kann die isolierende Schicht 160 eine hohe Strahlungsstabilität besitzen. Das isolierende Material kann lokal im Bereich der auszubildenden Schicht 160 mit Hil- fe eines geeigneten Prozesses aufgetragen werden. Hierfür können Prozesse wie ein Schablonendruckprozess , ein Sieb- druckprozess , ein Dosierprozess (Dispensing) oder ein tröpf- chenförmiges Aufbringen mit Hilfe einer Druckvorrichtung (Jetting) durchgeführt werden. Darüber hinaus kann auch eine Fototechnik in Betracht kommen. Hierbei wird eine Fotolackschicht großflächig aufgebracht und nachfolgend in die
Schicht 160 strukturiert.
Im Anschluss hieran wird, wie in Figur 6 gezeigt ist, eine als Leiterbahn dienende flache Kontaktschicht 170 ausgebil¬ det. Die Kontaktschicht 170, welche mit dem Kontakt 123 des Halbleiterchips 120 und mit dem Leiterrahmenabschnitt 112 verbunden ist, wird in Form eines planaren Kontakts bzw. PI- Kontakts (Planar Interconnect ) verwirklicht. Aufgrund der Ausnehmung 151 des Formkörpers 150 kann der Leiterrahmenab¬ schnitt 112 an dem hierdurch freigelegten Teilbereich desselben mit der Kontaktschicht 170 kontaktiert werden.
Über die Kontaktschicht 170 sind der Kontakt 123 des Halb¬ leiterchips 120 und der Leiterrahmenabschnitt 112 elektrisch miteinander verbunden. Die Kontaktschicht 170 ist sowohl auf diesen beiden Komponenten 112, 123, als auch auf der isolie- renden Schicht 160 und dem Formkörper 150 angeordnet. Die
Kontaktschicht 170 kann derart ausgebildet werden, dass die Kontaktschicht 170, wie in Figur 6 gezeigt ist, ausgehend von dem Kontakt 123 sich in der Ausnehmung 151 des Formkörpers 150 nicht nur bis zu dem Leiterrahmenabschnitt 112 erstreckt, sondern zusätzlich auch wieder aus der Ausnehmung 151 heraus bis zur Vorderseite des Formkörpers 150 verläuft.
Zum Ausbilden der Kontaktschicht 170 wird ein metallisches Material auf den Kontakt 123, die Schicht 160, den Formkörper 150 und den Leiterrahmenabschnitt 112 aufgebracht. Möglich ist zum Beispiel ein lokales Aufbringen einer metallischen Paste, beispielsweise einer silberhaltigen Paste, im Bereich der auszubildenden Schicht 170, welche nachfolgend ausgehär¬ tet wird. Zu diesem Zweck können Prozesse wie ein Schablonen- druckprozess , ein Siebdruckprozess , ein Dosierprozess (Dis- pensing) oder ein tröpfchenförmiges Aufbringen mit Hilfe ei¬ ner Druckvorrichtung (Jetting) durchgeführt werden.
Ein weiterer in Betracht kommender Prozess zum Ausbilden der Metallisierung bzw. Kontaktschicht 170 ist eine elektrochemische Abscheidung, was zusammen mit einer Fototechnik erfolgen kann. Zunächst kann eine Startschicht großflächig abgeschie¬ den werden. Die Startschicht kann zum Beispiel TiCu aufwei¬ sen, und durch Sputtern erzeugt werden. Auf der Startschicht kann anschließend eine zur Maskierung dienende strukturierte Fotolackschicht ausgebildet werden. Die Fotolackschicht weist einen die Startschicht freilegenden Öffnungsbereich auf, welcher auf die auszubildende Kontaktschicht 170 abgestimmt ist. Nachfolgend kann das eigentliche elektrochemische Abscheiden erfolgen. Hierbei wird die Startschicht als Abscheideelektro¬ de verwendet, auf welche in dem Öffnungsbereich der Fotolackschicht ein metallisches Material, zum Beispiel Kupfer, auf- gebracht wird. Anschließend kann die Fotolackschicht entfernt werden, und kann ein Ätzprozess durchgeführt werden, um die Startschicht außerhalb des Bereichs der Kontaktschicht 170 zu entfernen . In Bezug auf die verbundweise Herstellung werden für sämtli¬ che herzustellenden Bauelemente 100 isolierende Schichten 160 und an Vorderseitenkontakte 123 und Leiterrahmenabschnitte 112 angeschlossene Kontaktschichten 170 ausgebildet. Diese Prozesse können für sämtliche Bauelemente 100 gemeinsam bzw. parallel durchgeführt werden.
Nachfolgend wird, wie in Figur 7 gezeigt ist, eine flache Konversionsschicht 180 auf dem Halbleiterchip 120 bzw. im We¬ sentlichen auf dessen Halbleiterschichtenfolge 122 aufge- bracht. Die Konversionsschicht 180 ist dazu ausgebildet, die von dem Halbleiterchip 120 primär erzeugte Strahlung oder zumindest einen Teil derselben in eine oder mehrere sekundäre Strahlungen zu konvertieren. Hierbei kann es sich um eine Oberflächenkonversion (CLC, Chip Level Conversion) handeln. Die Konversionsschicht 180 kann aus unterschiedlichen Materi¬ alien ausgebildet sein. Möglich sind zum Beispiel anorganische Konversionsmaterialien wie beispielsweise YAG (Yttrium- Aluminium-Granat) , LuAG (Lutetium-Aluminium-Granat) oder Nit¬ ridmaterialien .
Die in Figur 7 gezeigte Konversionsschicht 180 kann zum Bei¬ spiel durch Aufbringen von Strahlungskonvertierenden LeuchtstoffPartikeln ausgebildet sein. Hierbei können Prozesse wie Sedimentieren, Aufsprühen oder elektrophoretisches Abscheiden zum Einsatz kommen.
Alternativ kann die Konversionsschicht 180 separat gefertigt und auf dem Halbleiterchip 120 zum Beispiel mit Hilfe einer strahlungsdurchlässigen KlebstoffSchicht (nicht dargestellt) befestigt werden. Die Konversionsschicht 180 kann hierbei zum Beispiel eine mit LeuchtstoffPartikeln gefüllte Silikonschicht oder eine keramische Konversionsschicht sein.
Darüber hinaus ist es möglich, die Konversionsschicht 180 zum Beispiel in Form eines Volumenvergusses zu verwirklichen. Hierbei kann eine mit LeuchtstoffPartikeln gefüllte Verguss¬ masse, zum Beispiel aus Silikon, zur Anwendung kommen.
Zum Fertigen des optoelektronischen Bauelements 100 wird ferner, wie in Figur 8 gezeigt ist, eine strahlungsdurchlässige Schutzschicht 190 ausgebildet. Die Schutzschicht 190 dient zur vorderseitigen Oberflächenversiegelung, wodurch an der Vorderseite ansonsten freiliegende Komponenten wie der Halb¬ leiterchip 120 bzw. die hierauf befindliche Konversions¬ schicht 180 und die Kontaktschicht 170 vor äußeren Beanspru¬ chungen (zum Beispiel Feuchtigkeit, Kratzen, usw.) geschützt werden können. Die Schutzschicht 190 kann großflächig auf den Formkörper 150, den Halbleiterchip 120 und die Schichten 160, 170, 180 aufgebracht werden. Die Schutzschicht 190 weist zum Beispiel ein Silikonmaterial auf.
Im Hinblick auf die verbundweise Herstellung werden auf sämt- liehen Halbleiterchips 120 Konversionsschichten 180 ausgebil¬ det, und wird der gesamte Bauelementverbund mit der Schutz¬ schicht 190 versiegelt. Nachfolgend kann der Bauelementver¬ bund an den Trennlinien 280 durchtrennt werden, wodurch vereinzelte Bauelemente 100 gebildet werden. Der durchtrennte Formkörper 150 bildet bei jedem Bauelement 100 einen entspre¬ chenden Gehäusekörper.
Das gemäß dem Verfahren hergestellte optoelektronische Bau¬ element 100 ist für eine SMD- bzw. Oberflächenmontage geeig- net. Hierbei kann das Bauelement 100 in einem Reflow-
Lötprozess mit den rückseitig freiliegenden Leiterrahmenab¬ schnitten 111, 112 auf Anschlussflächen einer nicht gezeigten Leiterplatte angeordnet werden. Über die Leiterrahmenab- schnitte 111, 112 kann dem Bauelement 100 und damit dem Halb¬ leiterchip 120 elektrische Energie zur Strahlungserzeugung zugeführt werden. Wie oben angegeben, kann die Primärstrahlung des Halbleiterchips 120 wenigstens teilweise mit Hilfe der Konversionsschicht 180 konvertiert werden. Über die Kon¬ versionsschicht 180 kann die konvertierte Strahlung, sowie ein gegebenenfalls vorhandener nicht konvertierter Strahlungsanteil, abgegeben werden. Das optoelektronische Bauelement 100 kann sich durch Vorteile wie eine kleine Baugröße auszeichnen. Dies wird zum Beispiel dadurch ermöglicht, dass der Formkörper 150 lateral an den Halbleiterchip 120 heranreichend ausgebildet wird, anstelle den Formkörper 150, wie bei einem herkömmlichen Fertigungs- verfahren, mit einer platzeinnehmenden Ausnehmung für den Halbleiterchip 150 auszubilden. Auch die flache Kontaktschicht 170, welche im Vergleich zu einem Bonddraht eine we¬ sentlich geringere Ausdehnung bzw. Höhe beansprucht, begüns¬ tigt eine kleine, flache Bauweise des optoelektronischen Bau- elements 100.
Auf diese Weise ist es ferner möglich, das Bauelement 100 mit einer weiteren, nicht gezeigten optischen Einrichtung zu kombinieren, wobei ein kleiner Abstand zwischen der optischen Einrichtung und der Konversionsschicht 180 bereitgestellt werden kann. Hierdurch ist eine effiziente Betriebsweise mög¬ lich. Bei der optischen Einrichtung kann es sich zum Beispiel um einen Lichtleiter handeln. Durch den kleinen Abstand kann erzielt werden, dass möglichst viel Strahlung in den Licht- leiter eingekoppelt wird, und nur ein geringer Anteil einer seitlich abgegebenen Streustrahlung verloren geht.
Im Folgenden werden mögliche Varianten und Abwandlungen des anhand der Figuren 1 bis 8 erläuterten Verfahrens beschrie- ben. Übereinstimmende Merkmale und Aspekte sowie gleiche und gleich wirkende Komponenten werden im Folgenden nicht erneut detailliert beschrieben. Für Details hierzu wird stattdessen auf die vorstehende Beschreibung Bezug genommen. Des Weiteren wird auf die Möglichkeit hingewiesen, Merkmale von zwei oder mehreren der im Folgenden zum Teil anhand weiterer Figuren beschriebenen Ausführungsformen miteinander zu kombinieren. Eine Abwandlung besteht zum Beispiel darin, das Strukturieren einer metallischen Ausgangsschicht zum Bilden des Leiterrahmens 110 nicht durch Ätzen, sondern durch einen anderen Pro- zess, zum Beispiel einen Stanzprozess , durchzuführen. Möglich ist es ferner, die Folie 131 wegzulassen. Sofern der Leiterrahmen 110 nach dem Spritzpressprozess an der Rückseite 117 Rückstände der Formmasse aufweist, können diese in einem Reinigungsschritt entfernt werden. Möglich ist des Weiteren ein Weglassen der isolierenden
Schicht 160. Dies ist denkbar bei einer Ausgestaltung des Halbleiterchips 120 mit einer zuverlässigen Passivierung der Chipkante bzw. Seitenflanke 126 im Bereich der Vorderseite 125. Ein Weglassen kann auch für die Konversionsschicht 180, sowie für die Schutzschicht 190 in Betracht kommen.
Es ist ferner möglich, nach dem Ausbilden der Kontaktschicht 170 eine optisch reflektierende Schicht an der vorderseitigen Oberfläche auszubilden (nicht dargestellt) . Diese Schicht kann zum Beispiel durch Aufbringen von Silber erzeugt werden. Die reflektierende Schicht kann, abgesehen von der Abstrahlseite 125 bzw. der Halbleiterschichtenfolge 122 des Halb¬ leiterchips 120, auf der gesamten vorderseitigen Oberfläche ausgebildet werden. Das Ausbilden der reflektierenden Schicht kann vergleichbar zu der Kontaktschicht 170 erfolgen (d.h. Ausbilden einer Startschicht, Fototechnik, elektrochemische Abscheidung, Ätzen) . Bei einer galvanischen Abscheidung von Silber kann gegebenenfalls auch die Rückseite 117 des Leiter¬ rahmens 110 mit beschichtet werden. Das Ausbilden der reflek- tierenden Schicht kann auch nach dem Ausbilden der Konversionsschicht 180 erfolgen, wobei die Konversionsschicht 180 hierbei freigehalten wird. Das Ausbilden der Kontaktschicht 170 ermöglicht den Einsatz von Konversionstechniken, welche sich bei Vorliegen eines Bonddrahts nicht verwirklichen lassen. Es ist möglich, eine Konversionsschicht vorzusehen, welche sich abweichend von der Konversionsschicht 180 der Figuren 7, 8 auch in einem Bereich oberhalb des Vorderseitenkontakts 123 bzw. auf der Kontakt¬ schicht 170 befindet.
Zur Veranschaulichung dieses Aspekts zeigt Figur 9 ein opto- elektronisches Bauelement 101, welches gemäß einer weiteren möglichen Variante des Verfahrens hergestellt ist. Hierbei kommt eine großflächige ebene Konversionsschicht 181 zum Ein¬ satz. Die Konversionsschicht 181 wird nach dem Ausbilden der Kontaktschicht 170 unter Verwendung einer strahlungsdurchläs- sigen Verbindungsschicht 191, zum Beispiel einer Klebstoff¬ schicht, auf dem Halbleiterchip 120, dem Formkörper 150 und den Schichten 160, 170 angeordnet. Die Konversionsschicht 181 kann zum Beispiel eine keramische Konversionsschicht sein. In Bezug auf die verbundweise Herstellung einer Mehrzahl an Bauelementen 101 kann die Konversionsschicht 181 für sämtli¬ che der Bauelemente 101 bereitgestellt, und auf dem Verbund umfassend die Chips 120, den Formkörper 150 und die Schichten 160, 170 angeordnet werden. Beim nachfolgenden Vereinzeln kann auch die Konversionsschicht 181 entsprechend durchtrennt werden, so dass jedes der Bauelemente 101 eine eigene verein¬ zelte Konversionsschicht 181 aufweist.
Anstelle der großflächigen Konversionsschicht 181 kann auch eine kleinere Konversionsschicht 184 zum Einsatz kommen, wie ebenfalls in Figur 9 angedeutet ist. Die Konversionsschicht 184 kann separat gefertigt werden, und zum Beispiel eine mit LeuchtstoffPartikeln gefüllte Silikonschicht oder eine kera¬ mische Konversionsschicht sein. Nach dem Ausbilden der Kon- taktschicht 170 kann die Konversionsschicht 184 auf Komponen¬ ten wie dem Halbleiterchip 120 und der Kontaktschicht 170 an¬ geordnet bzw. unter Verwendung der (in dieser Ausgestaltung lediglich im Bereich des Halbleiterchips 120 einsetzbaren) Verbindungsschicht 191 befestigt werden. Die Konversions¬ schicht 184 kann eine einfach herstellbare Form, zum Beispiel eine in der Aufsicht rechteckige Form besitzen. Wie in Figur 9 anhand der gestrichelten Linien angedeutet ist, kann die Konversionsschicht 184 laterale Abmessungen aufweisen, welche denen des Halbleiterchips 120 entsprechen. In Bezug auf die verbundweise Herstellung kann auf jedem der Halbleiterchips 120 eine solche Konversionsschicht 184 positioniert werden. Figur 10 zeigt ein weiteres optoelektronisches Bauelement 102. Bei der Herstellung des Bauelements 102 wird im An- schluss an das Ausbilden der Kontaktschicht 170 eine großflä¬ chige und in Form einer Folie vorliegende Konversionsschicht 182 auf den Halbleiterchip 120, den Formkörper 150 und die Schichten 160, 170 auflaminiert . Zuvor kann ferner, wie in
Figur 10 angedeutet ist, die mit der Kontaktschicht 170 ver¬ sehene Ausnehmung 151 des Formkörpers 150 mit einer Füll¬ schicht 192 versehen werden, um in diesem Bereich eine plane Oberfläche zur Verfügung zu stellen. In Bezug auf die ver- bundweise Herstellung kann die Konversionsfolie 182 ebenfalls auf sämtlichen Bauelementen 102 vorgesehen, und beim Vereinzeln entsprechend durchtrennt werden.
Figur 11 zeigt ein weiteres optoelektronischen Bauelement 103 zur Veranschaulichung einer weiteren möglichen Abwandlung.
Das Bauelement 103 weist einen Strahlungsemittierenden Halbleiterchip 220 auf, welcher mit zwei flächigen Kontakten 223, 224 im Bereich der Vorder- bzw. Abstrahlseite 125 des Halbleiterchips 220 ausgebildet ist. Diese werden im Folgenden auch als erster Kontakt 223 und zweiter Kontakt 224 bezeichnet .
Der Halbleiterchip 220 weist ein Chipsubstrat 221 und eine auf dem Chipsubstrat 221 angeordnete Halbleiterschichtenfolge 222 mit einer aktiven Zone zur Strahlungserzeugung im Bereich der Vorderseite 125 auf. Die Halbleiterschichtenfolge 222 ist stufenförmig ausgebildet. Auf der Halbleiterschichtenfolge 222 sind die zwei Kontakte 223, 224 angeordnet. In dieser Bauform kann es sich bei dem Halbleiterchip 220 zum Beispiel um einen Volumenemitter handeln, bei welchem das Chipsubstrat 221 strahlungsdurchlässig ist. Das Chipsubstrat 221 kann zum Beispiel aus Saphir ausgebildet sein. Alternativ kann es sich bei dem Halbleiterchip 220 auch um einen Oberflächenemitter handeln. Hierbei kann das Chipsubstrat 221 nicht strahlungs¬ durchlässig sein.
Bei der Herstellung des Bauelements 103 wird der Halbleiter- chip 220 mit der Rückseite bzw. mit dem Chipsubstrat 221 auf dem Leiterrahmenabschnitt 111 angeordnet. Eine Befestigung kann über eine KlebstoffSchicht hergestellt werden (nicht dargestellt) . Der Formkörper 150 wird nachfolgend derart er¬ zeugt, dass die Abstrahlseite 125 und die Kontakte 223, 224 des Halbleiterchips 220 im Wesentlichen frei von dem Formkörper 150 sind. Ansonsten ist der Halbleiterchip 220 lateral vollständig von dem Formkörper 150 umgeben. Hierzu werden ein folienunterstützter Spritzpressprozess , und gegebenenfalls ein Schritt zum Entfernen unerwünschter Rückstände der ver- wendeten Formmasse durchgeführt. Der Formkörper 150 wird fer¬ ner derart erzeugt, dass der Formkörper 150 eine erste, den Leiterrahmenabschnitt 111 vorderseitig teilweise freilegende Ausnehmung 251 und eine zweite, den Leiterrahmenabschnitt 112 vorderseitig teilweise freilegende Ausnehmung 252 aufweist. Die erste Ausnehmung 251 befindet sich seitlich neben dem
Halbleiterchip 220. Das verwendete Spritzpresswerkzeug bzw. dessen obere Werkzeughälfte weist zu diesem Zweck entspre¬ chende Erhebungen auf. Des Weiteren werden eine erste isolierende Schicht 261 und eine zweite isolierende Schicht 262 ausgebildet, welche sich auf dem Formkörper 150 befinden und im Bereich des ersten bzw. zweiten Kontakts 223, 224 den Halbleiterchip 220 am Rand der Vorderseite 125 bedecken. Ferner werden eine erste, mit dem Kontakt 223 und dem Leiterrahmenabschnitt 111 verbundene Kontaktschicht 271 und eine zweite, mit dem Kontakt 224 und dem Leiterahmenabschnitt 112 verbundene Kontaktschicht 272 ausgebildet. Ein Kontaktieren der Leiterrahmenabschnitte 111, 112 wird über die Ausnehmungen 251, 252 des Formkörpers 150 ermöglicht. Die Kontaktschicht 271 ist auf dem Kontakt 223, dem Leiterrahmenabschnitt 111, auf der isolierenden Schicht 261 und dem Formkörper 150 angeordnet. Die andere Kontakt- schicht 272 ist auf dem Kontakt 224, dem Leiterrahmenab¬ schnitt 112, der isolierenden Schicht 262 und dem Formkörper 150 angeordnet.
Das Ausbilden der Schichten 261, 262, 271, 272 kann wie oben angegeben durchgeführt werden. Dies betrifft auch weitere
Prozesse wie das Ausbilden einer Konversionsschicht 180 auf dem Halbleiterchip 220 bzw. auf dessen Halbleiterschichtenfolge 222, und das Ausbilden einer Schutzschicht 190 zur Oberflächenversigelung . Durch die Schutzschicht 190 sind Kom- ponenten wie der Halbleiterchip 220 bzw. die Konversionsschicht 180 und die Kontaktschichten 271, 272 vor äußeren Beanspruchungen geschützt. In Bezug auf eine verbundweise Fer¬ tigung wird ferner ein Vereinzeln durch Durchtrennen des Verbunds an den Trennlinien 280 durchgeführt.
Sofern der Halbleiterchip 220 als Volumenemitter verwirklicht ist, kann Strahlung nicht nur an der Vorderseite 125, sondern auch seitlich über das Chipsubstrat 221 bzw. die Seitenflanken 126 abgegeben werden. Aufgrund dieser Eigenschaft kann vorgesehen sein, zum Ausbilden des Formkörpers 150 des Bauelements 103 eine Formmasse aus einem hierauf abgestimmten, strahlungsstabilen Material zu verwenden. In Betracht kann zum Beispiel ein Silikonmaterial kommen. Die Formmasse kann auch hier mit einem partikelförmigen Füllstoff hochgefüllt sein, um einen kleinen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zur Verfügung zu stellen. Des Weiteren kann vorgesehen sein, den Formkörper 150 weiß auszubilden, indem die Formmasse zusätzlich reflektive Partikel, zum Beispiel aus Ti02 aufweist. Hierdurch kann erzielt werden, dass an den Seitenflanken 126 austretende Lichtstrahlung wieder in das Chipsubstrat 221 zu¬ rückreflektiert wird. Die reflektiven Partikel können eine durchschnittliche Größe (d50-Wert) in einem Bereich unterhalb von 500 nm aufweisen. Eine weitere Variante ist eine konvertierende Formmasse, so dass der Formkörper 150 eine Strahlungskonversion bewirken kann. Eine konvertierende Formmasse weist zusätzliche Leucht- stoffpartikel auf. Möglich sind zum Beispiel organische
Leuchtstoffpartikel in Form von Quantendots, oder anorgani¬ sche Leuchtstoffpartikel , zum Beispiel aus YAG, LuAG oder ei¬ nem Nitridmaterial. Eine weitere Ausgestaltung ist eine klare bzw. strahlungsdurchlässige Formmasse, welche lediglich ein Silikonmaterial umfassen kann.
Bei dem Bauelement 103 können in entsprechender Weise oben aufgezeigte Abwandlungen wie zum Beispiel das Weglassen von Schichten, das Vorsehen von einfachen bzw. großflächigen Kon- versionselementen (also auch oberhalb der Kontakte 223, 224 bzw. auf den Kontaktschichten 271, 272), usw. zum Einsatz kommen. Dies betrifft ebenfalls die im Folgenden beschriebene Variante . In Bezug auf das Ermöglichen einer Strahlungskonversion besteht eine weitere mögliche Variante darin, vor dem Ausbilden des Formkörpers 150 ein Strahlungsemittierendes Bauteil in Form eines bereits mit einer Konversionsschicht versehenen Halbleiterchips auf dem Leiterrahmen 110 vorzusehen. Zur Ver- anschaulichung dieses Aspekts zeigen die Figuren 12, 13 eine weitere Herstellung eines optoelektronischen Bauelements 104. Das Bauelement 104 wird wiederum mit dem Halbleiterchip 120 mit lediglich einem Vorderseitenkontakt 123 ausgebildet. Wie in Figur 12 gezeigt ist, ist bereits vor Durchführen des Spritzpressprozesses eine Konversionsschicht 185 zur Strah¬ lungskonversion auf dem Halbleiterchip 120 bzw. auf dessen Halbleiterschichtenfolge 122 angeordnet. Die Konversions¬ schicht 185 kann wie die oben beschriebene Konversionsschicht 180 ausgebildet sein. Es kann zuerst der Halbleiterchip 120 auf dem Leiterrahmen 110 angeordnet, und nachfolgend kann die Konversionsschicht 185 auf dem Halbleiterchip 120 bereitge¬ stellt bzw. aufgebracht werden. Die Konversionsschicht 185 liegt im Bereich der Abstrahlseite 125 des den Chip 120 und die Konversionsschicht 185 umfassen¬ den Strahlungsemittierenden Bauteils vor. Wie in Figur 12 ge- zeigt ist, wird die Abstrahlseite 125 auch in dieser Variante des Verfahrens für den Spritzpressprozess mit Hilfe der Folie 132 abgedichtet, damit die Abstrahlseite 125 im Wesentlichen frei von dem Formkörper 150 ist. Nach dem Ausbilden des Formkörpers 150 können weitere Prozesse wie das Ausbilden der isolierenden Schicht 160 und der Kontaktschicht 170, sowie das Vereinzeln erfolgen, um das in Figur 13 gezeigte Bauelement 104 auszubilden. Ferner ist es möglich, vor dem Vereinzeln eine Schutzschicht 190 auszubilden (nicht dargestellt). Figur 14 zeigt ein weiteres optoelektronischen Bauelement 105 zur Veranschaulichung einer weiteren möglichen Variante. Das Bauelement 105 stellt eine Abwandlung des Bauelements 103 von Figur 11 dar. Das Bauelement 105 weist erneut den oben be¬ schriebenen Strahlungsemittierenden Halbleiterchip 220 mit den zwei Kontakten 223, 224 im Bereich der Vorder- bzw. Abstrahlseite 125 auf.
Bei der Herstellung des Bauelements 105 wird der Leiterrahmen 110 mit einem ersten Leiterrahmenabschnitt 111, einem zweiten Leiterrahmenabschnitt 112 und einem dritten Leiterrahmenab¬ schnitt 114 bereitgestellt. Der Halbleiterchip 220 wird mit der Rückseite bzw. mit dessen Chipsubstrat 221 auf dem Lei¬ terrahmenabschnitt 111 angeordnet. Eine Befestigung kann über eine nicht gezeigte KlebstoffSchicht erfolgen. Der Formkörper 150 wird nachfolgend derart erzeugt, dass die Abstrahlseite 125 und die Kontakte 223, 224 des Halbleiterchips 220 im We¬ sentlichen frei von dem Formkörper 150 sind. Ansonsten ist der Halbleiterchip 220 lateral vollständig von dem Formkörper 150 umgeben. Hierzu werden ein folienunterstützter Spritz- pressprozess , und gegebenenfalls ein Schritt zum Entfernen unerwünschter Rückstände der verwendeten Formmasse durchge¬ führt. Der Formkörper 150 wird ferner derart erzeugt, dass der Formkörper 150 eine erste, den dritten Leiterrahmenab- _ ,
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schnitt 114 vorderseitig teilweise freilegende Ausnehmung 251 und eine zweite, den zweiten Leiterrahmenabschnitt 112 vor¬ derseitig teilweise freilegende Ausnehmung 252 aufweist. Das verwendete Spritzpresswerkzeug bzw. dessen obere Werkzeug- hälfte weist zu diesem Zweck entsprechende Erhebungen auf.
Des Weiteren werden eine erste isolierende Schicht 261 und eine zweite isolierende Schicht 262 ausgebildet, welche sich auf dem Formkörper 150 befinden und im Bereich des ersten bzw. zweiten Kontakts 223, 224 den Halbleiterchip 220 am Rand der Vorderseite 125 bedecken. Ferner werden eine erste, mit dem Kontakt 223 und dem Leiterrahmenabschnitt 114 verbundene Kontaktschicht 271 und eine zweite, mit dem Kontakt 224 und dem Leiterahmenabschnitt 112 verbundene Kontaktschicht 272 ausgebildet. Ein Kontaktieren der Leiterrahmenabschnitte 112, 114 wird über die Ausnehmungen 251, 252 des Formkörpers 150 ermöglicht. Die Kontaktschicht 271 ist auf dem Kontakt 223, dem Leiterrahmenabschnitt 114, auf der isolierenden Schicht 261 und dem Formkörper 150 angeordnet. Die andere Kontakt- schicht 272 ist auf dem Kontakt 224, dem Leiterrahmenab¬ schnitt 112, der isolierenden Schicht 262 und dem Formkörper 150 angeordnet.
Auch in dieser Ausgestaltung kann das Ausbilden der Schichten 261, 262, 271, 272 wie oben angegeben durchgeführt werden. Dies betrifft auch weitere Prozesse wie das Ausbilden einer Konversionsschicht 180 auf dem Halbleiterchip 220 bzw. auf dessen Halbleiterschichtenfolge 222, und das Ausbilden einer Schutzschicht 190 zur Oberflächenversigelung .
Bei dem optoelektronischen Bauelement 105 kann der Halbleiterchip 220 erneut als Volumenemitter, oder alternativ als Oberflächenemitter verwirklicht sein. Bei ersterer Variante können die oben genannten Ausgestaltungen für den Formkörper 150 (zum Beispiel Verwendung eines strahlungsstabilen Materials, einer weißen oder konvertierenden Formmasse, usw.) in Betracht kommen. In Bezug auf die verbundweise Herstellung kann der Leiterrahmen 110 mit jeweils drei Leiterrahmenabschnitten 111, 112, 114 für jedes Bauelement 105 bereitgestellt werden. Hierbei sind die Leiterrahmenabschnitte 111, 112, 114 verschiedener Bauelemente 105 mit Hilfe von Verbindungsstrukturen 113 mit¬ einander verbunden, wie in Figur 14 für die Leiterrahmenabschnitte 111, 112 angedeutet ist. Beim Durchtrennen des Bau¬ elementverbunds werden die Verbindungsstrukturen 113 durchtrennt, so dass die Leiterrahmenabschnitte 111, 112, 114 bei jedem der vereinzelten Bauelemente 105 elektrisch voneinander getrennt sind.
Das auf diese Weise gefertigte optoelektronische Bauelement 105 ist, wie auch die anderen Bauelemente 100, 101, 102, 103, 104, für eine SMD- bzw. Oberflächenmontage geeignet. Hierbei kann das Bauelement 105 mit den rückseitig freiliegenden Lei¬ terrahmenabschnitten 111, 112, 114 auf Anschlussflächen einer nicht gezeigten Leiterplatte angeordnet werden. Über die Lei¬ terrahmenabschnitte 112, 114 kann dem Bauelement 105 elektri- sehe Energie zugeführt werden. Der Leiterrahmenabschnitt 111, auf welchem der Halbleiterchip 220 platziert ist, kann als isolierte Wärmesenke zur Abführung von Wärme von dem Halb¬ leiterchip 220 dienen. Bei dem Bauelement 105 können in gleicher Weise die oben auf¬ gezeigte Abwandlungen wie zum Beispiel das Weglassen von Schichten, das Vorsehen von einfachen bzw. großflächigen Konversionselementen (also auch oberhalb der Kontakte 223, 224 bzw. auf den Kontaktschichten 271, 272), usw. zum Einsatz kommen.
Die anhand der Figuren erläuterten Ausführungsformen stellen bevorzugte bzw. beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung dar. Neben den beschriebenen und abgebildeten Ausführungsfor- men sind weitere Ausführungsformen vorstellbar, welche weitere Abwandlungen und/oder Kombinationen von Merkmalen umfassen können. Es ist zum Beispiel möglich, anstelle der oben ange¬ gebenen Materialien andere Materialien zu verwenden. Auch können anstelle von oben angegebenen Prozessen andere Prozesse durchgeführt werden.
In einer weiteren Abwandlung kann ein Halbleiterchip nicht nur auf einem Leiterrahmenabschnitt, sondern auch auf zwei oder mehr Leiterrahmenabschnitten montiert werden.
Bei den in den Figuren gezeigten Bauelementen 100, 101, 102, 103, 104, 105 kann es sich um Einzelchip-Bauelemente handeln, welche lediglich einen einzelnen Halbleiterchip 120, 220 aufweisen. Mit den oben beschriebenen Ansätzen können jedoch auch Bauelemente mit mehreren Halbleiterchips bzw. Multichip- Anordnungen verwirklicht werden. Hierfür können unterschiedliche Ausgestaltungen in Betracht kommen. Es ist zum Beispiel möglich, ein Bauelement zu verwirklichen, welches mehrere und auf separaten Leiterrahmenabschnitten angeordnete Halbleiterchips aufweist. Diese können ferner elektrisch voneinander getrennt sein. Eine solche Ausgestaltung lässt sich zum Beispiel mit Bezug auf die in den Figuren 8, 9, 10, 11, 13, 14 gezeigten Anord¬ nungen dadurch verwirklichen, indem der dazugehörige Bauelementverbund durch eine entsprechende Vorgabe von Trennlinien in Bauelemente mit mehreren (zum Beispiel zwei) Halbleiter- chips 120, 220 vereinzelt wird. Alternativ sind auch Ausge¬ staltungen möglich, in welchen mehrere Halbleiterchips auf einem gemeinsamen Leiterrahmenabschnitt angeordnet sind.
Mehrere Halbleiterchips eines Multichip-Bauelements können ferner auch elektrisch miteinander verbunden sein. Bei einer Anordnung auf separaten Leiterrahmenabschnitten kann eine elektrische Verbindung zwischen zwei Halbleiterchips unter Verwendung einer Kontaktschicht verwirklich sein. Die Kontaktschicht kann an einen Vorderseitenkontakt eines Halb- leiterchips, und an einen Leiterrahmenabschnitt, auf welchem ein weiterer Halbleiterchip angeordnet ist, angeschlossen sein . Es können ferner Bauelemente verwirklicht werden, welche eine weitere und mit einem Halbleiterchip elektrisch verbundene elektronische Einrichtung, zum Beispiel eine ESD-Schutzdiode, aufweisen. Die Schutzdiode kann antiparallel zu dem Halb- leiterchip geschaltet sein. Die Schutzdiode kann einen Vorderseiten- und einen Rückseitenkontakt aufweisen, und kann mit dem Rückseitenkontakt auf einem Leiterrahmenabschnitt an¬ geordnet sein. Der Formkörper kann hierauf abgestimmt derart ausgebildet werden, dass der Vorderseitenkontakt der Schutz- diode wenigstens teilweise frei von dem Formkörper ist. Auf diese Weise kann eine mit dem Vorderseitenkontakt der Schutz¬ diode verbundene Kontaktschicht ausgebildet werden.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungs¬ beispiele näher illustriert und beschrieben 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.
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Bezugs zeichenliste
100, 101 Bauelement
102, 103 Bauelement
104, 105 Bauelement
110 Leiterrahmen
111, 112 Leiterrahmenabschnitt
113 Verbindungsstruktur
114 Leiterrahmenabschnitt
115 Vorderseite
116 Aussparung
117 Rückseite
120 Halbleiterchip
121 Chipsubstrat
122 Halbleiterschichtenfolge
123 Kontakt
125 Vorderseite
126 Seitenflanke
131, 132 Folie
141, 142 Werkzeughälfte
143 Erhebung
150 Formkörper
151 Ausnehmung
160 Isolierende Schicht
170 KontaktSchicht
180, 181 KonversionsSchicht
182, 184 KonversionsSchicht
185 KonversionsSchicht
190 Schutzschicht
191 VerbindungsSchicht
192 Füllschicht
220 Halbleiterchip
221 Chipsubstrat
222 Halbleiterschichtenfolge
223, 224 Kontakt
251, 252 Ausnehmung
261, 262 Isolierende Schicht
271, 272 KontaktSchicht 280 Trennlinie

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements (100, 101, 102, 193, 104, 105), umfassend die Verfahrensschritte :
Bereitstellen eines Leiterrahmens (110) mit einem auf dem Leiterrahmen angeordneten strahlungsemittierenden Bauteil (120, 185, 220), wobei das Bauteil (120, 185, 220) ausgebildet ist, Strahlung an einer von dem Leiterrahmen (110) abgewandten Abstrahlseite (125) abzugeben, und wobei das Bauteil (120, 185, 220) einen Kontakt (123, 223, 224) im Bereich der Abstrahlseite (125) auf¬ weist;
Ausbilden eines den Leiterrahmen (110) und das strah- lungsemittierende Bauteil (120, 185, 220) umgebenden Formkörpers (150), wobei die Abstrahlseite (125) und der Kontakt (123, 223, 224) des Bauteils (120, 185, 220) we¬ nigstens teilweise frei von dem Formkörper (150) sind; und
Ausbilden einer mit dem Kontakt (123, 223, 224) des strahlungsemittierenden Bauteils (120, 185, 220) verbundenen Kontaktschicht (170, 271, 272) nach dem Ausbilden des Formkörpers (150) .
2. Verfahren nach Anspruch 1,
wobei der Formkörper (150) mit einer Ausnehmung (151, 251, 252) ausgebildet wird, über welche ein Teil des Leiterrahmens (110) freigestellt ist, und wobei die Kon¬ taktschicht (170, 271, 272) derart ausgebildet wird, dass die Kontaktschicht (170, 271, 272) mit dem freige¬ stellten Teil des Leiterrahmens (110) verbunden ist.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Leiterrahmen (110) einen ersten Leiterrahmenabschnitt (111) und einen zweiten Leiterrahmenabschnitt (112) aufweist, wobei das Strahlungsemittierende Bauteil (120, 185, 220) auf dem ersten Leiterrahmenabschnitt (111) angeordnet wird, wobei der Formkörper (150) mit einer Ausnehmung (151, 252) ausgebildet wird, über wel¬ che ein Teil des zweiten Leiterrahmenabschnitts (112) freigestellt ist, und wobei die Kontaktschicht (170, 272) derart ausgebildet wird, dass die Kontaktschicht (170, 272) mit dem zweiten Leiterrahmenabschnitt (112) verbunden ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend Ausbilden einer isolierenden Schicht (160, 261, 262) nach dem Ausbilden des Formkörpers (150) und vor dem Ausbilden der Kontaktschicht (170, 271, 272), wobei die isolierende Schicht (160, 261, 262) ei¬ nen Bereich des Strahlungsemittierenden Bauteils (120, 185, 220) gegenüber der nachfolgend ausgebildeten Kontaktschicht (170, 271, 272) isoliert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das auf dem bereitgestellten Leiterrahmen (110) angeordnete Strahlungsemittierende Bauteil einen strah- lungsemittierenden Halbleiterchip (120, 220) oder einen Strahlungsemittierenden Halbleiterchip (120) und eine Konversionsschicht (185) zur Strahlungskonversion auf¬ weist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ausbilden des Formkörpers (150) ein Durchfüh¬ ren eines Spritzpressprozesses, insbesondere eines foli¬ enunterstützten Spritzpressprozesses, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6,
wobei ein Spritzpresswerkzeug verwendet wird, welches eine Werkzeughälfte (142) mit einer Struktur (143) auf¬ weist, so dass der Formkörper (150) mit einer Ausnehmung (151, 251, 252) ausgebildet wird, über welche ein Teil des Leiterrahmens (110) freigestellt ist, und wobei die Kontaktschicht (170, 271, 272) derart ausgebildet wird, dass die Kontaktschicht (170, 271, 272) mit dem freige¬ stellten Teil des Leiterrahmens (110) verbunden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7,
wobei der Spritzpressprozess ein folienunterstützter Spritzpressprozess ist, in welchem eine Folie (132) zum Abdichten und Schützen des strahlungsemittierenden Bauteils (120, 185, 220) im Bereich der Abstrahlseite (125) verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Formkörper (150) seitlich an das Strahlungse¬ mittierende Bauteil (120, 185, 220) heranreichend ausge¬ bildet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend Bereitstellen einer Konversionsschicht (180, 181, 182) zur Strahlungskonversion wenigstens auf dem strahlungsemittierenden Bauteil (120, 220).
Verfahren nach Anspruch 10,
wobei sich die bereitgestellte Konversionsschicht (181, 182) auch in einem Bereich oberhalb des Kontakts (123) des strahlungsemittierenden Bauteils (120) befindet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend Ausbilden einer Schutzschicht (190) zur OberflachenverSiegelung .
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Strahlungsemittierende Bauteil (220) einen ersten Kontakt (223) und einen zweiten Kontakt (224) im Bereich der Abstrahlseite (125) aufweist, und wobei eine mit dem ersten Kontakt (223) verbundene erste Kontakt¬ schicht (271) und eine mit dem zweiten Kontakt (224) verbundene zweite Kontaktschicht (272) ausgebildet wer- den .
Verfahren nach Anspruch 13,
wobei der Leiterrahmen (110) einen ersten Leiterrahmenabschnitt (111) und einen zweiten Leiterrahmenabschnitt (112) aufweist, wobei das strahlungsemittierende Bauteil (220) auf dem ersten Leiterrahmenabschnitt (111) ange¬ ordnet wird, wobei der Formkörper (150) mit einer ersten Ausnehmung (251) und einer zweiten Ausnehmung (252) ausgebildet wird, wobei ein Teil des ersten Leiterrahmenab¬ schnitts (111) über die erste Ausnehmung (251) und ein Teil des zweiten Leiterrahmenabschnitts (112) über die zweite Ausnehmung (252) freigestellt ist, und wobei die erste und zweite Kontaktschicht (271, 272) derart ausge¬ bildet werden, dass die erste Kontaktschicht (271) mit dem ersten Leiterrahmenabschnitt (111) und die zweite Kontaktschicht (272) mit dem zweiten Leiterrahmenab¬ schnitt (112) verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 13,
wobei der Leiterrahmen (110) einen ersten Leiterrahmenabschnitt (111), einen zweiten Leiterrahmenabschnitt (112) und einen dritten Leiterrahmenabschnitt (114) auf¬ weist, wobei das strahlungsemittierende Bauteil (220) auf dem ersten Leiterrahmenabschnitt (111) angeordnet wird, wobei der Formkörper (150) mit einer ersten Ausnehmung (251) und einer zweiten Ausnehmung (252) ausgebildet wird, wobei ein Teil des dritten Leiterrahmenab¬ schnitts (114) über die erste Ausnehmung (251) und ein Teil des zweiten Leiterrahmenabschnitts (112) über die zweite Ausnehmung (252) freigestellt ist, und wobei die erste und zweite Kontaktschicht (271, 272) derart ausge¬ bildet werden, dass die erste Kontaktschicht (271) mit dem dritten Leiterrahmenabschnitt (114) und die zweite Kontaktschicht (272) mit dem zweiten Leiterrahmenab¬ schnitt (112) verbunden ist. Optoelektronisches Bauelement (100, 101, 102, 103, 104, 105) , hergestellt durch Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend: einen Leiterrahmen (110) mit einem auf dem Leiterrahmen
(110) angeordneten strahlungsemittierenden Bauteil (120, 185, 220), wobei das Bauteil (120, 185, 220) ausgebildet ist, Strahlung an einer von dem Leiterrahmen (110) abgewandten Abstrahlseite (125) abzugeben, und wobei das Bauteil (120, 185, 220) einen Kontakt (123, 223, 224) im
Bereich der Abstrahlseite (125) aufweist; einen den Leiterrahmen (110) und das strahlungsemittie- rende Bauteil (120, 185, 220) umgebenden Formkörper (150), wobei die Abstrahlseite (125) und der Kontakt (123, 223, 224) des Bauteils (120, 185, 220) wenigstens teilweise frei von dem Formkörper (150) sind; und eine mit dem Kontakt (123, 223, 224) des strahlungsemit¬ tierenden Bauteils (120, 185, 220) verbundene Kontakt¬ schicht (170, 271, 272) .
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