WO2016131872A1 - Verfahren zur herstellung eines lichtemittierenden bauteils und lichtemittierendes bauteil - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines lichtemittierenden bauteils und lichtemittierendes bauteil Download PDF

Info

Publication number
WO2016131872A1
WO2016131872A1 PCT/EP2016/053363 EP2016053363W WO2016131872A1 WO 2016131872 A1 WO2016131872 A1 WO 2016131872A1 EP 2016053363 W EP2016053363 W EP 2016053363W WO 2016131872 A1 WO2016131872 A1 WO 2016131872A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
semiconductor chip
converter element
light
potting
emitting component
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/053363
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Pindl
Siegfried Herrmann
Kathy SCHMIDTKE
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors Gmbh filed Critical Osram Opto Semiconductors Gmbh
Priority to US15/550,968 priority Critical patent/US20180033925A1/en
Publication of WO2016131872A1 publication Critical patent/WO2016131872A1/de

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • H01L33/508Wavelength conversion elements having a non-uniform spatial arrangement or non-uniform concentration, e.g. patterned wavelength conversion layer, wavelength conversion layer with a concentration gradient of the wavelength conversion material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/483Containers
    • H01L33/486Containers adapted for surface mounting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005Processes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52Encapsulations
    • H01L33/54Encapsulations having a particular shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58Optical field-shaping elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008Processes
    • H01L2933/0033Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0041Processes relating to semiconductor body packages relating to wavelength conversion elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008Processes
    • H01L2933/0033Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/005Processes relating to semiconductor body packages relating to encapsulations
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a light-emitting component and to a light-emitting component.
  • converter elements are usually drawn as films over a radiation side of the light-emitting semiconductor chip, whereby a change in shape of the converter element caused by the drawing process can occur.
  • manufacturing processes use the spraying of converter materials onto the semiconductor chip.
  • the invention has for its object to provide a method for producing a light-emitting component and a light-emitting component, which is characterized by an improved arrangement of converter elements to the
  • Exterior surfaces of a semiconductor chip distinguished.
  • a carrier with a carrier top side is provided in a method step, wherein at least one light emitting
  • Semiconductor chip is arranged on the carrier top.
  • the semiconductor chip has a radiation emission side and is arranged on the carrier top such that the
  • Radiation emission side of the carrier top faces away.
  • the carrier may for example be formed from a substrate or comprise a substrate.
  • the semiconductor chip can be designed so that a radiation of the
  • Carrier surface in a direction away from the
  • Semiconductor chip includes, for example, a sapphire substrate. With regard to the semiconductor chip, in principle no restrictions are placed on the type and construction of the semiconductor chip arranged on the carrier surface. The electric
  • the semiconductor chip may be a so-called flip-chip.
  • Converter material which at least partially in.
  • the emitted radiation from the semiconductor chip of a first wavelength converts a radiation of a second wavelength.
  • Converter element one or more more
  • converter materials which convert the first wavelength of the radiation emitted by the semiconductor chip into radiation of further wavelengths, wherein the other
  • Wavelengths are different from the first wavelength.
  • the arrangement of the converter element on the semiconductor chip can be done manually or mechanically, for example automatically.
  • the arranging of the converter element takes place such that the radiation emission side of the semiconductor chip with the
  • Converter element is in direct contact.
  • the converter element is covered with a potting and by means of compression molding and
  • the potting is advantageously applied to the converter element on a side facing away from the semiconductor chip, wherein under a significantly higher compared to the ambient pressure, for example, compared to the air pressure, the converter element is pressed against the semiconductor chip.
  • the potting transfers the pressure effect on the
  • Converter element and nestles this to the semiconductor chip.
  • the pressure effect can be increased to improve the degree of nestling on the semiconductor chip, so that the converter element is preferably flush with the
  • the converter element can also cling well to corner regions of the surface of the semiconductor chip.
  • a flexible converter element which extends laterally beyond the semiconductor chip is, by the potting on the protruding areas of the
  • Thickness variations or cracks in the converter element can be avoided.
  • the encapsulation with the converter element and the semiconductor chip is detached from the carrier.
  • the carrier is advantageously replaced by the semiconductor chip. Is in the manufacture of the light-emitting component, the converter element and / or the casting with the carrier in
  • a plurality of semiconductor chips are arranged on the carrier top side at a lateral distance from each other and the encapsulation is separated with the semiconductor chips and the converter elements after detachment from the carrier into individual components.
  • the converter element In the arrangement of the converter element on the
  • the converter element is formed in one piece over the semiconductor chips.
  • the converter element covers all semiconductor chips and is formed from one piece, the converter element is pressed against the semiconductor chips and onto the semiconductor chip
  • the encapsulation can advantageously be severed between the semiconductor chips, wherein a respective component resulting therefrom comprises at least one semiconductor chip. The singulation takes place
  • the plurality of semiconductor chips with the potting and the
  • Converted converter elements before separation as a band at an acute angle from the carrier are Converted converter elements before separation as a band at an acute angle from the carrier.
  • This composite is
  • the composite is pulled off the backing as a tape.
  • the removal takes place at an acute angle as to the carrier top. A not too steep angle reduces the bending of the potting and thus resulting stresses and damage in the potting, or in the
  • Such a removal method is advantageously carried out only mechanically, whereby no further process steps are necessary, which would damage the potting, the converter element or the semiconductor chip.
  • the converter element is designed as a foil with a flat surface
  • Formed expansion and comprises a film material and at least one converter material, which in the
  • the film material may in particular comprise a thermo-release film, which can be easily detached from the carrier at an elevated temperature.
  • the film material may advantageously extend over at least one semiconductor chip and laterally beyond.
  • the converter material may form a converter layer within the film material or preferably be distributed homogeneously in the film material.
  • Converter particles are distributed in the film material.
  • the converter layer may have thicknesses of from 40 ym to 80 ym inclusive, preferably from 40 ym to 60 ym inclusive.
  • Film material is advantageously 40 wt .-% to 80 wt .-%, preferably 50 wt .-% to 70 wt .-%.
  • a converter material in the form of filler particles are advantageously: (Y, Lu, Gd, Tb) 3 (Ali_ x Ga x ) 5 O i2 ; (Ba, Sr,
  • An average particle size of the filler particles is
  • the film material comprises a material which increases with increasing
  • Temperature first at least partially melts, so that the converter element conforms to the semiconductor chip and adheres to this, and at further increasing temperature
  • the film material both melting and curing properties (bi-stage material), wherein upon heating of the film material this from a
  • characteristic melting temperature begins to melt or melt.
  • the film material is exposed by a compression molding a permanently increasing temperature and advantageously further increases the temperature above the characteristic melting temperature.
  • a characteristic curing temperature which
  • Converter element is cured in its final form.
  • the temporal temperature rise can be advantageously adapted to its melting and curing properties and to the degree of nestling on the semiconductor chip.
  • the film material comprises silicone. Due to the silicone, the converter element is advantageously flexible.
  • the converter material can advantageously be introduced into the silicone and can there advantageously form a converter layer or a plurality of converter layers, each comprising different converter materials.
  • the silicone advantageously has good melting and
  • the silicone is to form particularly thin converter elements advantageous as films. Due to the melting and curing properties of the silicone can in a melting process in the
  • the potting comprises liquid silicone.
  • Liquid silicone is suitable as a casting around at one
  • the encapsulation with the silicone advantageously forms a finishing layer in
  • the silicone advantageously comprises a methyl- or phenyl-based silicone. Furthermore, it is also possible to provide a silicone with a filler.
  • Filler material is, for example, alumina or titanium oxide with particle sizes of 0.2 ym to 5 ym, preferably from 0.2 ym to 2 ym.
  • the grain size may be about 0.5 ym.
  • the silicone of the encapsulation is at a temperature rise
  • the silicone cures advantageously above a characteristic curing temperature.
  • the compression molding and curing takes place in a combined lamination and molding process.
  • the pressing of the converter element to the semiconductor chip, as well as a melting of the converter element at Temperature increase and curing of the converter element after nestling on the semiconductor chip is advantageously carried out with increasing temperature in a single process step.
  • a converter element is laminated over the semiconductor chip and pressed into shape.
  • the semiconductor chip has only electrical contacts which face the carrier top side.
  • the semiconductor chip is, for example, a flip-chip, or a chip with a
  • Connection plate is suitable.
  • the conforming of the converter element and the encapsulation to the semiconductor chip takes place in such a way that the semiconductor chip is connected to the semiconductor chip
  • Radiation emission side and on all side surface is flush formed with the converter element and is directly in contact with this after forming.
  • a cover of the semiconductor chip from all sides, except from the side facing the carrier, is suitable
  • the potting is formed so that the potting after the
  • Curing forms a surface shape of an optical element.
  • the encapsulation can be formed as an optical element.
  • an emission side of the encapsulation may, for example, be concave or convex.
  • the encapsulation is formed with the shape of a lens.
  • the lens mold can be formed directly above the radiation emission side of the semiconductor chip.
  • a light-emitting component comprises at least one semiconductor chip, a converter element comprising converter material and a silicone film, wherein the converter material is introduced into the silicone film, wherein the converter element adjusts the semiconductor chip to a semiconductor chip
  • the semiconductor chip comprises electrical contacts, which are arranged on one side of the semiconductor chip, which is free from the converter element and free from encapsulation.
  • a film comprising silicone comprises at least one
  • Converter material forms a converter element, which is attached to the semiconductor chip and its side surfaces at least in places, so that the converter element converts radiation at the Strahlungsabstrahlseite and / or on the side surfaces of the semiconductor chip
  • the encapsulation and the converter element conform to the shape conforming to the contours of the semiconductor chip, wherein the encapsulation is cured and advantageously serves as an encapsulation of the semiconductor chip.
  • the component can thus be used as chip
  • the semiconductor chip has contacts on its underside and is free of a converter element and a potting. Further embodiments of the light-emitting component will be apparent from the description of the method and
  • FIG. 1 shows a schematic cross-section through a light-emitting component during production prior to compression molding of the converter element to the semiconductor chip.
  • FIG. 2 shows a schematic cross section through a light-emitting component after separation of the encapsulation.
  • FIG. 3 shows in a schematic cross section the detachment of a carrier from the composite of the semiconductor chip, the converter element and the encapsulation.
  • FIG. 4 shows an embodiment of the invention
  • Size ratios of the components with each other are not to be considered as true to scale.
  • FIG. 1 shows, in a schematic cross-section, a carrier 1 on which two semiconductor chips 2 in one
  • FIG. 1 further shows a converter element 3, which can be advantageously designed as a foil material, at least one
  • Converter material includes and extends laterally over the
  • Semiconductor chip 2 also extends and the semiconductor chips 2 completely covered at the Strahlungsabstrahltress 2a.
  • the converter element 3 has a constant thickness between one of the semiconductor chips 2 facing and one
  • the converter element 3 can advantageously be arranged over the semiconductor chip 2, which can be done manually or in a method step
  • the converter element 3 is not exposed to any lateral strain or tearing forces when arranged on the semiconductor chips 2, whereby damage, such as cracking, can be avoided or at least greatly reduced.
  • the semiconductor chips 2 can, for example, as
  • Volume emitter for example, a sapphire substrate, be formed.
  • the converter element 3 is covered with a potting 4 and by means of compression molding and curing of the potting 4 is the advantageous flexible
  • Converter element 3 is pressed against the Strahlababseite 2 a and to the side surfaces of the semiconductor chip 2.
  • the encapsulation 4 is advantageously applied to the converter element 3 on a side facing away from the semiconductor chip 2, wherein the converter element 3 is pressed against the semiconductor chip under a pressure which is significantly increased compared to the ambient pressure, for example in comparison to the air pressure.
  • Converter element 3 and nestles this to the semiconductor chip 2 at.
  • the pressure effect can be increased in order to improve the degree of clinging to the semiconductor chip 2, so that the converter element 3 is preferably flush with the surfaces of the semiconductor chip 2.
  • the converter element 3 can be snugly fitted against corner regions of the surface of the semiconductor chip 2 under a correspondingly high pressure effect, as shown in FIG. FIG. 2 shows, in a schematic cross-section, a light-emitting component 10 after the semiconductor chip 2 with the converter element 3, the encapsulation 4 and the
  • the converter element 3 conforms to the pressing through the potting 4 completely on side surfaces and on the
  • the converter element 3 has, for example, as
  • Foil material both melting and
  • Curing temperature which is advantageously higher than the characteristic melting temperature, cures the
  • Foil material has no more melting property. With these two properties it is through the
  • Foil material allows improved conformability of the material through easy melting
  • Converting element to the semiconductor chip results, and further at higher temperature, the converter element is cured in its final form.
  • the temporal increase in temperature can thereby, depending on the film material advantageous in its melting and curing properties and with respect to the degree of
  • the converter element after the manufacture of the component has a constant thickness.
  • the encapsulation 4 is advantageously singulated so that the subregions of the converter element 3 which cover the side surfaces of the semiconductor chip 2 are also covered by the encapsulation 4 and laterally surrounded.
  • the hardened potting 4 advantageously acts as an encapsulation of the semiconductor chip 2 and of the converter element 3.
  • the potting 4 extends to the bottom of the component 10 to the electrical contacts 2b.
  • the encapsulation 4 with the electrical contacts 2b terminates planar and flush at their faces facing away from the semiconductor chip 2. Between the electrical contacts 2b, the component does not encapsulation 4 and the electrical contacts 2b themselves are free from the potting 4. In a mounting of the
  • Semiconductor chip 2 can be contacted advantageously from the bottom.
  • FIG. 3 shows, in a schematic cross-section, the detachment of a flexible composite from several
  • Such a removal method is advantageously carried out only mechanically, whereby no further process steps are necessary, which would damage the potting, the converter element or the semiconductor chip. Due to the flexibility of the potting 4 and a not too steep angle ⁇ , the occurrence of damage, such as cracks in the potting 4, is reduced or avoided altogether.
  • the strip with the semiconductor chips 2 is advantageously detached from the carrier 1 in such a way that the electrical contacts 2b are exposed after being pulled off.
  • the potting 4 can be separated later and individual components are generated.
  • FIG. 4 shows, in a schematic cross-section, the light-emitting component 10 in a finished form, wherein the encapsulation 4 projects on a radiation side
  • Lenticular form 6 has.
  • the potting 4 thus encapsulates the semiconductor chip 2 and the converter element 3 and at the same time forms an optical element through its surface.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

Das Verfahren zur Herstellung eines lichtemittierenden Bauteils (10) umfasst ein Bereitstellen eines Trägers (1) mit einer Trägeroberseite (1a) und zumindest einem auf der Trägeroberseite (la) angeordneten lichtemittierenden Halbleiterchip (2), wobei der Halbleiterchip (2) eine Strahlungsabstrahlseite (2a) aufweist und so auf der Trägeroberseite (1a) angeordnet wird, dass die Strahlungsabstrahlseite (2a) der Trägeroberseite (1a) abgewandt ist. Weiterhin umfasst das Verfahren ein Anordnen eines Konverterelements (3) auf dem zumindest einen Halbleiterchip (2) auf dessen Strahlungsabstrahlseite (2a), so dass das Konverterelement (3) die Strahlungsabstrahlseite (2a) des Halbleiterchips (2) vollständig abdeckt und sich lateral über den Halbleiterchip (2) hinaus erstreckt. Das Verfahren umfasst weiterhin ein Überdecken des Konverterelements (3) mit einem Verguss (4) und Formpressen und Aushärten des Vergusses (4), so dass der Verguss (4) das Konverterelement (3) an einer dem Halbleiterchip (2) abgewandten Seite überdeckt und sich das Konverterelement (3) und der Verguss (4) an die Strahlungsabstrahlseite (2a) und zumindest an eine Seitenfläche des Halbleiterchips (2) anschmiegen. Es erfolgt ein Ablösen des Vergusses (4) mit dem Konverterelement (3) und dem Halbleiterchip (2) vom Träger (1).

Description

Beschreibung
Verfahren zur Herstellung eines lichtemittierenden Bauteils und lichtemittierendes Bauteil
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines lichtemittierenden Bauteils sowie ein lichtemittierendes Bauteil . Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2015 102 460.8, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Bei der Herstellung von Weißlicht emittierenden Bauteilen werden üblicherweise Konverterelemente als Folien über eine Abstrahlseite des lichtemittierenden Halbleiterchips gezogen, wobei eine durch den Ziehvorgang bedingte Formveränderung des Konverterelements entstehen kann. Alternative
Herstellungsverfahren nutzen beispielsweise das Aufsprühen von Konvertermaterialien auf den Halbleiterchip.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines lichtemittierenden Bauteils sowie ein lichtemittierendes Bauteil anzugeben, welches sich durch eine verbesserte Anordnung von Konverterelementen an den
Außenflächen eines Halbleiterchips auszeichnet.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und ein Bauteil gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind
Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Bei einem Verfahren zur Herstellung einer Leuchtdiode wird in einem Verfahrensschritt ein Träger mit einer Trägeroberseite bereitgestellt, wobei zumindest ein lichtemittierender
Halbleiterchip auf der Trägeroberseite angeordnet ist. Der Halbleiterchip weist eine Strahlungsabstrahlseite auf und wird so auf der Trägeroberseite angeordnet, dass die
Strahlungsabstrahlseite der Trägeroberseite abgewandt ist.
Der Träger kann beispielsweise aus einem Substrat ausgebildet sein oder ein Substrat umfassen. Der Halbleiterchip kann dabei so ausgebildet sein, dass eine Abstrahlung der
erzeugten Strahlung auf einer Seite abgewandt von der
Trägeroberfläche in eine Richtung weg von der
Trägeroberfläche erfolgt. Weiterhin ist es möglich, den
Halbleiterchip als Volumenemitter auszubilden. Der
Halbleiterchip umfasst beispielsweise ein Saphir-Substrat. Bezüglich des Halbleiterchips sind der Art und Bauweise des auf der Trägeroberfläche angeordneten Halbleiterchips im Prinzip keine Einschränkungen gesetzt. Die elektrische
Kontaktierung des Halbleiterchips erfolgt vorteilhaft von dessen Unterseite, insbesondere kann der Halbleiterchip ein sogenannter Flip-Chip sein.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird ein Konverterelement auf dem zumindest einen Halbleiterchip auf dessen
Strahlungsabstrahlseite angeordnet, so dass das
Konverterelement die Strahlungsabstrahlseite des
Halbleiterchips vollständig abdeckt und sich lateral über den Halbleiterchip hinaus erstreckt.
Das Konverterelement umfasst vorteilhaft ein
Konvertermaterial, welches die vom Halbleiterchip emittierte Strahlung einer ersten Wellenlänge zumindest teilweise in eine Strahlung einer zweiten Wellenlänge konvertiert.
Weiterhin ist es vorteilhaft auch möglich, dass das
Konverterelement ein oder mehrere weitere
Konvertermaterialien umfasst, welche die erste Wellenlänge der vom Halbleiterchip emittierten Strahlung in Strahlung weiterer Wellenlängen konvertieren, wobei die weiteren
Wellenlängen von der ersten Wellenlänge verschieden sind.
Das Anordnen des Konverterelements auf dem Halbleiterchip kann manuell oder maschinell, beispielsweise automatisiert erfolgen. Das Anordnen des Konverterelements erfolgt so, dass die Strahlungsabstrahlseite des Halbleiterchips mit dem
Konverterelement in direktem Kontakt steht.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird das Konverterelement mit einem Verguss überdeckt und mittels Formpressen und
Aushärten des Vergusses das Konverterelement und der Verguss an die Strahlungsabstrahlseite und zumindest an eine
Seitenfläche des Halbleiterchips angeschmiegt, wobei der Verguss das Konverterelement an einer dem Halbleiterchip abgewandten Seite überdeckt.
Der Verguss wird vorteilhaft auf das Konverterelement an einer dem Halbleiterchip abgewandten Seite aufgebracht, wobei unter einem im Vergleich zum Umgebungsdruck signifikant erhöhtem Druck, beispielsweise im Vergleich zum Luftdruck, das Konverterelement an den Halbleiterchip angedrückt wird. Der Verguss überträgt die Druckwirkung auf das
Konverterelement und schmiegt dieses an den Halbleiterchip an. Vorteilhaft kann die Druckwirkung erhöht werden um den Grad des Anschmiegens an den Halbleiterchip zu verbessern, damit das Konverterelement vorzugsweise bündig mit den
Oberflächen des Halbleiterchips abschließt und/oder in direktem Kontakt mit diesen steht. Hierbei ist es besonders von Vorteil, dass sich unter entsprechend hoher Druckwirkung das Konverterelement auch gut an Eckbereiche der Oberfläche des Halbleiterchips anschmiegen kann. Um den Grad des
Anschmiegens des Konverterelements an den Halbleiterchip zu verbessern wird vorteilhaft ein Konverterelement verwendet, welches biegsam ist.
Mittels Formpressens erfolgen vorteilhaft von Seiten des Trägers und über den Verguss eine Druckübertragung sowie ein Temperaturtransfer, um das Anschmiegen sowie eine Haftung des Konverterelements am Halbleiterchip zu erzeugen. Gegenüber Vakuum-Verfahren kann hierbei ein signifikant höherer Druck über den Verguss übertragen werden, wodurch ein sehr guter Grad des Anschmiegens des Konverterelements erzielt wird.
Durch das Formpressen eines Konverterelements, welches auf der Strahlungsabstrahlseite des Halbleiterchips und über der Trägeroberseite angeordnet wird, kann vorteilhaft ein
Bauelement mit einem Konverterelement hergestellt werden, wobei das Konverterelement eine konstante Dicke über der Strahlungsabstrahlseite und den Seitenflächen des
Halbleiterchips aufweist und auch Eckbereiche des
Halbleiterchips bedeckt.
Beim Positionieren des Konverterelements über dem
Halbleiterchip und beim Anschmiegen des Konverterelements an den Halbleiterchip erfolgt vorteilhaft keine laterale
Verschiebung oder Dehnung des Konverterelements relativ zur Strahlungsabstrahlseite des Halbleiterchips. Eine
Druckübertragung vom Verguss auf das Konverterelement findet vorteilhaft in einer Richtung senkrecht auf die
Trägeroberseite statt. Ein biegsames Konverterelement, welches lateral über den Halbleiterchip hinausreicht, wird durch den Verguss an den überstehenden Bereichen an die
Seitenflächen des Halbleiterchips gedrückt und bedeckt diese zumindest teilweise.
Auf diese Weise können vorteilhaft dehnungsbedingte
Dickevariationen oder Risse im Konverterelement vermieden werden .
In einem weiteren Verfahrensschritt wird der Verguss mit dem Konverterelement und dem Halbleiterchip vom Träger abgelöst.
Der ausgehärtete Verguss verbindet vorteilhaft den
Halbleiterchip und das Konverterelement und bildet ein
Gehäuse für das lichtemittierende Bauteil. Da die Anordnung Halbleiterchip, Konverterelement und Verguss nach dem
Aushärten keinen Träger als tragendes Element mehr benötigt, wird der Träger vorteilhaft vom Halbleiterchip abgelöst. Ist bei der Herstellung des lichtemittierenden Bauteils das Konverterelement und/oder der Verguss mit dem Träger in
Berührung gekommen, werden auch diese von dem Träger
abgelöst. Nach dem Ablösen weist das lichtemittierende
Bauteil einen Halbleiterchip mit einer frei zugänglichen Unterseite auf, auf welcher sich vorteilhaft elektrische Kontakte befinden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist eine Mehrzahl von Halbleiterchips auf der Trägeroberseite in einem lateralen Abstand zueinander angeordnet und der Verguss wird mit den Halbleiterchips und den Konverterelementen nach dem Ablösen vom Träger in einzelne Bauteile vereinzelt. Bei der Anordnung des Konverterelements auf der
Strahlungsabstrahlseite eines Halbleiterchips wird
vorteilhaft ein Konverterelement verwendet, welches
vorteilhaft alle auf der Trägeroberseite angeordneten
Halbleiterchips abdeckt und sich lateral über diese hinaus erstreckt. Vorteilhaft ist das Konverterelement in einem Stück über den Halbleiterchips ausgeformt.
Wenn das Konverterelement alle Halbleiterchips überdeckt und aus einem Stück ausgeformt ist, erfolgt ein Andrücken des Konverterelements an die Halbleiterchips und an die
Trägeroberseite durch den Verguss.
Nachdem das Konverterelement mit dem Verguss und dem
Halbleiterchip vom Träger abgelöst sind, erfolgt ein
Vereinzeln in einzelne Bauteile. Hierbei kann der Verguss vorteilhaft zwischen den Halbleiterchips durchtrennt werden, wobei ein jeweiliges daraus resultierendes Bauteil zumindest einen Halbleiterchip umfasst. Das Vereinzeln erfolgt
beispielsweise mittels Sägen, jedoch sind auch andere
Vereinzelungstechniken möglich.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Mehrzahl von Halbleiterchips mit dem Verguss und den
Konverterelementen vor dem Vereinzeln als Band unter einem spitzen Winkel vom Träger abgezogen.
Nach dem Aushärten des Vergusses verkörpern der
Halbleiterchip, das Konverterelement und der Verguss
vorteilhaft einen festen Verbund. Dieser Verbund ist
vorteilhaft biegsam. Mit diesen Eigenschaften ist es möglich, dass der Verbund als ein Band von dem Träger abgezogen wird. Vorteilhaft erfolgt das Abziehen unter einem spitzen Winkel bezüglich der Trägeroberseite. Ein nicht zu steiler Winkel verringert die Verbiegung des Vergusses und somit entstehende Spannungen und Schäden im Verguss, beziehungsweise im
Bauteil. Ein solches Abziehverfahren erfolgt vorteilhaft lediglich mechanisch, wodurch keine weiteren Prozessschritte nötig sind, welche den Verguss, das Konverterelement oder den Halbleiterchip schädigen würde.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist das Konverterelement als eine Folie mit einer flächigen
Ausdehnung ausgeformt und umfasst ein Folienmaterial und zumindest ein Konvertermaterial, welches in dem
Folienmaterial eingebracht ist. Das Folienmaterial kann insbesondere eine Thermo-Release-Folie umfassen, die bei einer erhöhten Temperatur leicht vom Träger abgelöst werden kann .
Das vorteilhaft biegsame Folienmaterial weist vorteilhaft eine konstante Dicke auf und kann mit einem einfachen
Positionierungsverfahren auf dem zumindest einen
Halbleiterchip positioniert werden. Bei mehreren
Halbleiterchips kann sich das Folienmaterial vorteilhaft über zumindest einen Halbleiterchip und lateral darüber hinaus erstrecken .
Das Konvertermaterial ist dabei vorteilhaft vor dem
Aufbringen des Konverterelements bereits in das
Folienmaterial eingebracht. Das Konvertermaterial kann eine Konverterschicht innerhalb des Folienmaterials ausbilden oder vorzugsweise homogen in dem Folienmaterial verteilt sein. Insbesondre kann das Konvertermaterial in Form von
Konverterpartikeln in dem Folienmaterial verteilt sein. Die Konverterschicht kann Dicken von einschließlich 40 ym bis 80 ym, vorzugsweise von einschließlich 40 ym bis 60 ym aufweisen. Der Füllgrad des Konvertermaterials in dem
Folienmaterial beträgt vorteilhaft 40 Gew.-% bis 80 Gew.-%, bevorzugt 50 Gew.-% bis 70 Gew.-%.
Als Konvertermaterial in Form von Füllpartikeln eignen sich vorteilhaft: (Y, Lu, Gd, Tb) 3 (Ali_xGax) 5 Oi2; (Ba, Sr,
Ca)Si202N2; (Ba, Sr, Ca)2Si04; (Ba, Sr, Ca)2 Si5N8; (Sr,
Ca)AlSiN3 Si2N20; (Sr, Ca)AlSiN3; Ca8Mg (Si04) 4C12.
Eine mittlere Korngröße der Füllpartikel beträgt
durchschnittlich vorteilhaft 5 ym bis 30 ym, bevorzugt 10 ym bis 30 ym, und besonders bevorzugt 15 ym bis 30 ym.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Folienmaterial ein Material, welches mit steigender
Temperatur zuerst zumindest teilweise schmilzt, so dass sich das Konverterelement an den Halbleiterchip anschmiegt und an diesem haftet, und bei weiter ansteigender Temperatur
aushärtet .
Vorteilhaft weist das Folienmaterial sowohl Schmelz- als auch Aushärtungseigenschaften (bi-stage Material) auf, wobei beim Erhitzen des Folienmaterials dieses ab einer
charakteristischen Schmelztemperatur beginnt an- beziehungsweise aufzuschmelzen. Dabei wird das Folienmaterial durch ein Formpressen einer permanent ansteigenden Temperatur ausgesetzt und vorteilhaft die Temperatur oberhalb der charakteristischen Schmelztemperatur weiter erhöht. Oberhalb einer charakteristischen Aushärtetemperatur, welche
vorteilhaft höher ist als die charakteristische
Schmelztemperatur, härtet das Folienmaterial aus und weist keine Schmelzeigenschaft mehr auf. Mit diesen beiden
Eigenschaften ist es durch das Folienmaterial ermöglicht, dass sich durch ein leichtes Aufschmelzen eine verbesserte Formanpassung des Konverterelements an den Halbleiterchip ergibt, und weiterhin bei höherer Temperatur das
Konverterelement in seiner Endform ausgehärtet wird. Der zeitliche Temperaturanstieg kann dabei je nach Folienmaterial vorteilhaft an dessen Schmelz- und Aushärtungseigenschaften und bezüglich dem Grad des Anschmiegens an den Halbleiterchip angepasst werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Folienmaterial Silikon. Durch das Silikon ist das Konverterelement vorteilhaft biegsam. Das Konvertermaterial kann dabei vorteilhaft in das Silikon eingebracht werden und kann dort vorteilhaft eine Konverterschicht oder mehrere Konverterschichten, umfassend jeweils unterschiedliche Konvertermaterialien, ausbilden. Das Silikon weist vorteilhaft gute Schmelz- und
Aushärtungseigenschaften mit steigender Temperatur auf und kann nach dem Aushärten einfach von dem Träger entfernt werden. Silikon ist vorteilhaft sehr beständig gegen
Vergilbung bei Bestrahlung mit Licht kurzer Wellenlängen, insbesondere blauem Licht. Weiterhin eignet sich das Silikon um besonders dünne Konverterelemente vorteilhaft als Folien auszubilden. Durch die Schmelz- und Aushärtungseigenschaften des Silikon können in einem Aufschmelzprozess bei der
Herstellung des Bauteils vorteilhaft mehrere Folien
zusammengefügt und an den Halbleiterchip angeschmiegt werden, was vorteilhaft in einem einzigen Prozessschritt erfolgen kann . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst der Verguss flüssiges Silikon.
Flüssiges Silikon eignet sich als Verguss um bei einem
Formpressen Druck auf das Konverterelement zu übertragen und das Konverterelement an den Halbleiterchip anzudrücken. Nach Abschluss der Herstellung des Bauteils bildet der Verguss mit dem Silikon vorteilhaft eine Abschlussschicht in
Abstrahlrichtung. Das Silikon umfasst vorteilhaft ein methyl- oder phenylbasiertes Silikon. Weiterhin ist es auch möglich ein Silikon mit einem Füllmaterial zu versehen. Als
Füllmaterial eignet sich beispielsweise Aluminiumoxid oder Titanoxid mit Korngrößen von 0,2 ym bis 5 ym, bevorzugt von 0,2 ym bis 2 ym. Beispielweise kann die Korngröße etwa 0,5 ym betragen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Silikon des Vergusses bei einem Temperaturanstieg
ausgehärtet .
Bei Temperaturerhöhung härtet das Silikon oberhalb einer charakteristischen Aushärtetemperatur vorteilhaft aus.
Dadurch wird vorteilhaft ein Verbund aus Halbleiterchip, Konverterelement und Verguss erzielt, welcher nach Abschluss der Herstellungsschritte das Bauteil, beispielsweise als Chip-Package bildet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Formpressen und Aushärten in einem kombinierten Laminier- und Moldprozess.
Das Andrücken des Konverterelements an den Halbleiterchip, sowie ein Anschmelzen des Konverterelements bei Temperaturerhöhung und ein Aushärten des Konverterelements nach Anschmiegen an den Halbleiterchip erfolgt vorteilhaft unter steigender Temperatur in einem einzigen Prozessschritt. In dem Prozessschritt wird ein Konverterelement über dem Halbleiterchip auflaminiert und in Form gepresst.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist der Halbleiterchip nur elektrische Kontakte auf, welche der Trägeroberseite zugewandt sind.
Bei dem Halbleiterchip handelt es sich beispielsweise um einen Flip-Chip, oder um einen Chip mit einer
Halbleiterschichtenfolge, bei welchem die Halbleiterschichten von der Unterseite her mittels Durchkontaktierungen in die jeweiligen Halbleiterschichten kontaktiert werden können. Nach dem Ablösen des Trägers weisen die Bauteile von der Unterseite frei zugängliche elektrische Kontakte auf, was sich vorteilhaft zu einer Montage sowie vorzugsweise
gleichzeitiger Kontaktierung auf beispielsweise einer
Anschlussplatte eignet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Anschmiegen des Konverterelements und des Vergusses an den Halbleiterchip so, dass der Halbleiterchip an der
Strahlungsabstrahlseite und an allen Seitenfläche bündig mit dem Konverterelement umformt wird und mit diesem nach dem Umformen direkt in Berührung steht.
Eine Abdeckung des Halbleiterchips von allen Seiten, außer von der dem Träger zugewandten Seite, eignet sich
vorteilhaft, um den Halbleiterchip bündig mit dem
Konverterelement und dem Verguss zu umschließen. Insbesondere für Volumenemitter, welche Strahlung zur Seite emittieren können, werden durch das Konverterelement alle emittierenden Seitenflächen und die Strahlungsabstrahlseite abgedeckt.
Weiterhin ist durch eine solche Umformung der Halbleiterchip von allen Seitenflächen und von der Strahlungsabstrahlseite mechanisch stabilisiert und thermisch angebunden, was sich vorteilhaft auf Konversion der Strahlung und Wärmeabfuhr vom Konverterelement und vom Halbleiterchip auswirkt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Verguss so ausgeformt, dass der Verguss nach dem
Aushärten eine Oberflächenform eines optischen Elements ausformt .
Um die abgestrahlte Strahlung in ihrer Richtung, Strahlform oder weiteren Eigenschaften zu beeinflussen, kann der Verguss als optisches Element ausgeformt werden. Hierbei kann eine Abstrahlseite des Vergusses beispielsweise konkav oder konvex ausgeformt sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Verguss mit der Form einer Linse ausgeformt.
Zur direkten Beeinflussung der Strahlung kann die Linsenform direkt über der Strahlungsabstrahlseite des Halbleiterchips geformt werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst ein lichtemittierendes Bauteil zumindest einen Halbleiterchip, ein Konverterelement umfassend Konvertermaterial und eine Silikonfolie, wobei das Konvertermaterial in die Silikonfolie eingebracht ist, wobei das Konverterelement den Halbleiterchip an einer
Strahlungsabstrahlseite und an den Seitenflächen zumindest stellenweise umgibt, und einen Verguss, wobei der Verguss das Konverterelement an den Halbleiterchip abgewandten Seiten bedeckt. Der Halbleiterchip umfasst elektrische Kontakte, welche an einer Seite des Halbleiterchips angeordnet sind, die frei vom Konverterelement und frei vom Verguss ist.
Eine Folie umfassend Silikon umfasst zumindest ein
Konvertermaterial und bildet ein Konverterelement, welches an den Halbleiterchip und dessen Seitenflächen zumindest stellenweise angebracht ist, so dass das Konverterelement Strahlung konvertiert, die an der Strahlungsabstrahlseite und/oder an den Seitenflächen aus dem Halbleiterchip
austritt. Der Verguss und das Konverterelement schmiegen sich formangepasst an die Konturen des Halbleiterchips an, wobei der Verguss ausgehärtet ist und vorteilhaft als Verkapselung des Halbleiterchips dient. Das Bauteil kann somit als Chip-
Package ausgeformt sein. Vorteilhaft weist der Halbleiterchip an seiner Unterseite Kontakte auf und ist frei von einem Konverterelement und einem Verguss. Weitere Ausgestaltungen des lichtemittierenden Bauteils ergeben sich aus der Beschreibung des Verfahrens und
umgekehrt .
Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und
Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in
Verbindung mit den Figuren beschriebenen
Ausführungsbeispielen .
Die Figur 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein lichtemittierendes Bauteil während der Herstellung vor dem Formpressen des Konverterelements an den Halbleiterchip. Die Figur 2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein lichtemittierendes Bauteil nach dem Vereinzeln des Vergusses.
Die Figur 3 zeigt in einem schematischen Querschnitt das Ablösen eines Trägers vom Verbund des Halbleiterchips, des Konverterelements und des Vergusses.
Die Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel des
lichtemittierenden Bauteils in einem schematischen
Querschnitt.
Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die in den Figuren dargestellten Bestandteile sowie die
Größenverhältnisse der Bestandteile untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen.
Die Figur 1 zeigt in einem schematischen Querschnitt einen Träger 1, auf welchem zwei Halbleiterchips 2 in einem
lateralen Abstand zueinander angeordnet sind. Die
Halbleiterchips 2 umfassen jeweils zwei elektrische Kontakte 2b, welche der Trägeroberseite la zugewandt sind. Die Figur 1 zeigt weiterhin ein Konverterelement 3, welches vorteilhaft als Folienmaterial ausgebildet sein kann, zumindest ein
Konvertermaterial umfasst und sich lateral über die
Halbleiterchips 2 hinaus erstreckt und die Halbleiterchips 2 an deren Strahlungsabstrahlseiten 2a vollständig bedeckt. Das Konverterelement 3 weist eine konstante Dicke zwischen einer den Halbleiterchips 2 zugewandten und einer den
Halbleiterchips 2 abgewandten Seite auf. Das Konverterelement 3 kann vorteilhaft über den Halbleiterchips 2 angeordnet werden, was in einem Verfahrensschritt manuell oder
maschinell, beispielsweise automatisiert erfolgen kann. Vorteilhaft wird das Konverterelement 3 beim Anordnen auf den Halbleiterchips 2 keinen lateralen Dehnungs- oder Zerrkräften ausgesetzt, wodurch eine Beschädigung, wie beispielsweise Rissbildung, vermieden oder zumindest stark verringert werden kann .
Die Halbleiterchips 2 können beispielsweise als
Volumenemitter, beispielsweise ein Saphir-Substrat umfassend, ausgebildet sein.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird das Konverterelement 3 mit einem Verguss 4 überdeckt und mittels Formpressen und Aushärten des Vergusses 4 wird das vorteilhaft biegsame
Konverterelement 3 an die Strahlungsabstrahlseite 2a und an die Seitenflächen des Halbleiterchips 2 angedrückt.
Der Verguss 4 wird vorteilhaft auf dem Konverterelement 3 an einer dem Halbleiterchip 2 abgewandten Seite aufgebracht, wobei unter einem im Vergleich zum Umgebungsdruck signifikant erhöhtem Druck, beispielsweise im Vergleich zum Luftdruck, das Konverterelement 3 an den Halbleiterchip angedrückt wird.
Der Verguss überträgt die Druckwirkung auf das
Konverterelement 3 und schmiegt dieses an den Halbleiterchip 2 an . Vorteilhaft kann die Druckwirkung erhöht werden um den Grad des Anschmiegens an den Halbleiterchip 2 zu verbessern, damit das Konverterelement 3 vorzugsweise bündig mit den Oberflächen des Halbleiterchips 2 abschließt. Besonders vorteilhaft kann unter entsprechend hoher Druckwirkung das Konverterelement 3 formgenau an Eckbereiche der Oberfläche des Halbleiterchips 2 anschmiegt werden, wie dies in Figur 2 dargestellt ist. Die Figur 2 zeigt in einem schematischen Querschnitt ein lichtemittierendes Bauteil 10 nachdem der Halbleiterchip 2 mit dem Konverterelement 3, dem Verguss 4 und den
elektrischen Kontakten 2b von einem Träger, wie in Figur 1 gezeigt, abgelöst wurde und der Verguss 4 vereinzelt, beispielsweise gesägt, wurde.
Das Konverterelement 3 schmiegt sich nach dem Andrücken durch den Verguss 4 vollständig an Seitenflächen und an die
Strahlungsabstrahlseite 2a des Halbleiterchips 2 an.
Das Konverterelement 3 weist beispielsweise als
Folienmaterial sowohl Schmelz- als auch
Aushärtungseigenschaften auf, wobei beim Erhitzen des
Folienmaterials dieses ab einer charakteristischen
Schmelztemperatur beginnt anzuschmelzen. Dabei wird das Folienmaterial durch ein Formpressen einer permanent
ansteigenden Temperatur ausgesetzt und vorteilhaft die
Temperatur oberhalb der charakteristischen Schmelztemperatur weiter erhöht. Oberhalb einer charakteristischen
Aushärtetemperatur, welche vorteilhaft höher ist als die charakteristische Schmelztemperatur, härtet das
Folienmaterial aus und weist keine Schmelzeigenschaft mehr auf. Mit diesen beiden Eigenschaften ist es durch das
Folienmaterial ermöglicht, dass sich durch ein leichtes Aufschmelzen eine verbesserte Formanpassung des
Konverterelements an den Halbleiterchip ergibt, und weiterhin bei höherer Temperatur das Konverterelement in seiner Endform ausgehärtet wird. Der zeitliche Temperaturanstieg kann dabei je nach Folienmaterial vorteilhaft an dessen Schmelz- und Aushärtungseigenschaften und bezüglich dem Grad des
Anschmiegens an den Halbleiterchip angepasst werden. Das Überdecken des Konverterelements 3 mit dem Verguss aus der Figur 1 und das Formpressen und nachträgliche Aushärten zum Verbund des Bauteils aus der Figur 2 erfolgt in einem einzigen Prozessschritt.
Vorteilhaft weist das Konverterelement nach der Herstellung des Bauteils eine konstante Dicke auf.
Der Verguss 4 wird vorteilhaft so vereinzelt, dass auch die Teilbereiche des Konverterelements 3, welche Seitenflächen des Halbleiterchips 2 bedecken von dem Verguss 4 überdeckt und lateral umgeben werden. Dadurch wirkt der ausgehärtete Verguss 4 vorteilhaft als Verkapselung des Halbleiterchips 2 und des Konverterelements 3.
Der Verguss 4 reicht an der Unterseite des Bauteils 10 bis zu den elektrischen Kontakten 2b. Beispielsweise schließt der Verguss 4 mit den elektrischen Kontakten 2b an deren vom Halbleiterchip 2 abgewandten Flächen planar und bündig ab. Zwischen den elektrischen Kontakten 2b umfasst das Bauteil keinen Verguss 4 und auch die elektrischen Kontakte 2b selbst sind frei vom Verguss 4. Bei einer Montage kann der
Halbleiterchip 2 vorteilhaft von der Unterseite kontaktiert werden .
Die Figur 3 zeigt in einem schematischen Querschnitt das Ablösen eines biegsamen Verbundes aus mehreren
Halbleiterchips 2 mit Konverterelementen 3 und einem Verguss 4 von einem Träger 1. Der Verbund wird vor dem Vereinzeln als Band vorteilhaft unter einem spitzen Winkel α vom Träger 1 abgezogen . Vorteilhaft erfolgt das Abziehen unter einem spitzen Winkel bezüglich auf die Trägeroberseite la. Ein nicht zu steiler Winkel verringert die Verbiegung des Vergusses und somit entstehende Spannungen und Schäden im Verguss,
beziehungsweise im Bauteil. Ein solches Abziehverfahren erfolgt vorteilhaft lediglich mechanisch, wodurch keine weiteren Prozessschritte nötig sind, welche den Verguss, das Konverterelement oder den Halbleiterchip schädigen würden. Durch die Biegsamkeit des Vergusses 4 und einem nicht zu steilen Winkel α wird das Entstehen von Beschädigungen, wie etwa Risse im Verguss 4, verringert oder gänzlich vermieden.
Das Band mit den Halbleiterchips 2 wird vorteilhaft so von dem Träger 1 abgelöst, dass die elektrischen Kontakte 2b nach dem Abziehen frei liegen. Vorteilhaft befindet sich zwischen den elektrischen Kontakten 2b kein Verguss 4. Bei dem
abgezogenen Band kann der Verguss 4 nachträglich vereinzelt werden und einzelne Bauteile erzeugt werden.
Die Figur 4 zeigt in einem schematischen Querschnitt das lichtemittierende Bauteil 10 in fertiggestellter Form, wobei der Verguss 4 auf einer Abstrahlseite über
Strahlungsabstrahlseite 2a des Halbleiterchips 2 eine
Linsenform 6 aufweist. Der Verguss 4 verkapselt somit den Halbleiterchip 2 und das Konverterelement 3 und bildet gleichzeitig durch seine Oberfläche ein optisches Element.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines lichtemittierenden
Bauteils (10) mit den Schritten:
- Bereitstellen eines Trägers (1) mit einer
Trägeroberseite (la) und zumindest einem auf der
Trägeroberseite (la) angeordneten lichtemittierenden Halbleiterchip (2), wobei der Halbleiterchip (2) eine Strahlungsabstrahlseite (2a) aufweist und so auf der Trägeroberseite (la) angeordnet wird, dass die
Strahlungsabstrahlseite (2a) der Trägeroberseite (la) abgewandt ist,
- Anordnen eines Konverterelements (3) auf dem zumindest einen Halbleiterchip (2) auf dessen
Strahlungsabstrahlseite (2a) , so dass das
Konverterelement (3) die Strahlungsabstrahlseite (2a) des Halbleiterchip (2) vollständig abdeckt und sich lateral über den Halbleiterchip (2) hinaus erstreckt,
- Überdecken des Konverterelements (3) mit einem Verguss (4) und Formpressen und Aushärten des Vergusses (4), so dass der Verguss (4) das Konverterelement (3) an einer dem Halbleiterchip (2) abgewandten Seite überdeckt und sich das Konverterelement (3) und der Verguss (4) an die Strahlungsabstrahlseite (2a) und zumindest an eine
Seitenfläche des Halbleiterchips (2) anschmiegen, und
- Ablösen des Vergusses (4) mit dem Konverterelement (3) und dem Halbleiterchip (2) vom Träger (1) .
2. Verfahren zur Herstellung eines lichtemittierenden
Bauteils (10) nach dem vorherigen Anspruch,
bei dem eine Mehrzahl von Halbleiterchips (2) auf der Trägeroberseite (la) in einem lateralen Abstand
zueinander angeordnet ist und der Verguss (4) mit den Halbleiterchips (2) und den Konverterelementen (3) nach dem Ablösen vom Träger (1) in einzelne Bauteile (10) vereinzelt wird.
3. Verfahren zur Herstellung eines lichtemittierenden
Bauteils (10) nach dem vorherigen Anspruch,
bei dem die Mehrzahl von Halbleiterchips (2) mit dem Verguss (4) und den Konverterelementen (3) vor dem
Vereinzeln als Band (5) unter einem spitzen Winkel ( a ) vom Träger (1) abgezogen wird.
4. Verfahren zur Herstellung eines lichtemittierenden
Bauteils (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem das Konverterelement (3) als eine Folie mit einer flächigen Ausdehnung ausgeformt ist und ein
Folienmaterial und zumindest ein Konvertermaterial (3a) , welches in dem Folienmaterial eingebracht ist, umfasst.
5. Verfahren zur Herstellung eines lichtemittierenden
Bauteils (10) nach Anspruch 4,
bei dem das Folienmaterial ein Material umfasst, welches mit steigender Temperatur zuerst zumindest teilweise schmilzt, so dass sich das Konverterelement (3) an den Halbleiterchip (2) anschmiegt und an diesem haftet, und bei weiter ansteigender Temperatur aushärtet.
6. Verfahren zur Herstellung eines lichtemittierenden
Bauteils (10) nach dem vorherigen Anspruch,
bei dem das Folienmaterial Silikon umfasst.
7. Verfahren zur Herstellung eines lichtemittierenden
Bauteils (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der Verguss (4) flüssiges Silikon umfasst.
8. Verfahren zur Herstellung eines lichtemittierenden
Bauteils (10) nach dem vorherigen Anspruch,
bei dem das Silikon des Vergusses (4) bei einem
Temperaturanstieg ausgehärtet wird.
9. Verfahren zur Herstellung eines lichtemittierenden
Bauteils (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem das Formpressen und Aushärten in einem
kombinierten Laminier- und Moldprozess erfolgt.
10. Verfahren zur Herstellung eines lichtemittierenden
Bauteils (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der Halbleiterchip (2) nur elektrische Kontakte (2b) aufweist, welche der Trägeroberseite (la) zugewandt sind .
11. Verfahren zur Herstellung eines lichtemittierenden
Bauteils (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem das Anschmiegen des Konverterelements (3) und des Vergusses (4) an den Halbleiterchip (2) so erfolgt, dass der Halbleiterchip (2) an der
Strahlungsabstrahlseite (2a) und an allen Seitenfläche bündig mit dem Konverterelement (3) umformt wird und mit diesem nach dem Umformen direkt in Berührung steht.
12. Verfahren zur Herstellung eines lichtemittierenden
Bauteils (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der Verguss (4) so ausgeformt wird, dass der Verguss (4) nach dem Aushärten eine Oberflächenform eines optischen Elements (6) ausformt.
13. Verfahren zur Herstellung eines lichtemittierenden
Bauteils (10) nach dem vorherigen Anspruch,
bei dem der Verguss (4) mit der Form einer Linse (6) ausgeformt wird.
14. Lichtemittierendes Bauteil (10) umfassend
- zumindest einen Halbleiterchip (2),
- ein Konverterelement (3) umfassend Konvertermaterial, welches in einer Silikonfolie eingebracht ist, wobei das Konverterelement (3) den Halbleiterchip (2) an einer Strahlungsabstrahlseite (2a) und an den Seitenflächen zumindest stellenweise umgibt,
- einen Verguss (4), wobei der Verguss (4) das
Konverterelement (3) an den Halbleiterchip (2)
abgewandten Seiten bedeckt, und wobei der Halbleiterchip (2) elektrische Kontakte (2b) umfasst, welche an einer Seite des Halbleiterchips (2) angeordnet sind, die frei vom Konverterelement (3) und frei vom Verguss (4) ist.
PCT/EP2016/053363 2015-02-20 2016-02-17 Verfahren zur herstellung eines lichtemittierenden bauteils und lichtemittierendes bauteil WO2016131872A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/550,968 US20180033925A1 (en) 2015-02-20 2016-02-17 Method of producing a light-emitting device, and light-emitting device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015102460.8A DE102015102460A1 (de) 2015-02-20 2015-02-20 Verfahren zur Herstellung eines lichtemittierenden Bauteils und lichtemittierendes Bauteil
DE102015102460.8 2015-02-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016131872A1 true WO2016131872A1 (de) 2016-08-25

Family

ID=55359533

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2016/053363 WO2016131872A1 (de) 2015-02-20 2016-02-17 Verfahren zur herstellung eines lichtemittierenden bauteils und lichtemittierendes bauteil

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20180033925A1 (de)
DE (1) DE102015102460A1 (de)
WO (1) WO2016131872A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018145728A1 (en) 2017-02-07 2018-08-16 Osram Opto Semiconductors Gmbh Light-emitting device, light-emitting arrangement with such a device and method for producing such a device
US10622523B2 (en) 2015-06-19 2020-04-14 Osram Oled Gmbh Light-emitting diode and method of producing a light-emitting diode

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015101143A1 (de) 2015-01-27 2016-07-28 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauelement und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102015107588B4 (de) 2015-05-13 2023-08-03 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung optoelektronischer Bauelemente und oberflächenmontierbares optoelektronisches Bauelement
DE102015107586B4 (de) 2015-05-13 2023-10-26 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung optoelektronischer Bauelemente und oberflächenmontierbares optoelektronisches Bauelement
JP7368749B2 (ja) * 2021-07-26 2023-10-25 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1657756A2 (de) * 2004-11-15 2006-05-17 Nitto Denko Corporation Folie zur Ummantelung optischer Halbleiterbauelemente und Verfahren zur Herstellung einer optischen Halbleitervorrichtung mit der Folie
EP2312625A2 (de) * 2009-10-07 2011-04-20 Nitto Denko Corporation Material zur Verkapselung optischer Halbleiter
KR20120032899A (ko) * 2010-09-29 2012-04-06 삼성엘이디 주식회사 Led 패키지 및 그 제조방법
US20130200398A1 (en) * 2012-02-07 2013-08-08 Chih-Ming Wang Light emitting diode with wavelength conversion layer

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9793247B2 (en) * 2005-01-10 2017-10-17 Cree, Inc. Solid state lighting component
EP1935036A1 (de) * 2005-10-14 2008-06-25 Lucea AG Flache led - lichtquelle mit effizienter lichtauskopplung
DE102009036621B4 (de) * 2009-08-07 2023-12-21 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronisches Halbleiterbauteil
DE102012216738A1 (de) * 2012-09-19 2014-03-20 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches bauelement
DE102013207226A1 (de) * 2013-04-22 2014-10-23 Osram Opto Semiconductors Gmbh Herstellung eines Schichtelements für einen optoelektronischen Halbleiterchip
DE102013106573B4 (de) * 2013-06-24 2021-12-09 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Strahlungsemittierendes optoelektronisches Bauelement, Gassensor mit strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden optoelektronischen Bauelements
TW201616689A (zh) * 2014-06-25 2016-05-01 皇家飛利浦有限公司 經封裝之波長轉換發光裝置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1657756A2 (de) * 2004-11-15 2006-05-17 Nitto Denko Corporation Folie zur Ummantelung optischer Halbleiterbauelemente und Verfahren zur Herstellung einer optischen Halbleitervorrichtung mit der Folie
EP2312625A2 (de) * 2009-10-07 2011-04-20 Nitto Denko Corporation Material zur Verkapselung optischer Halbleiter
KR20120032899A (ko) * 2010-09-29 2012-04-06 삼성엘이디 주식회사 Led 패키지 및 그 제조방법
US20130200398A1 (en) * 2012-02-07 2013-08-08 Chih-Ming Wang Light emitting diode with wavelength conversion layer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10622523B2 (en) 2015-06-19 2020-04-14 Osram Oled Gmbh Light-emitting diode and method of producing a light-emitting diode
WO2018145728A1 (en) 2017-02-07 2018-08-16 Osram Opto Semiconductors Gmbh Light-emitting device, light-emitting arrangement with such a device and method for producing such a device

Also Published As

Publication number Publication date
US20180033925A1 (en) 2018-02-01
DE102015102460A1 (de) 2016-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016131872A1 (de) Verfahren zur herstellung eines lichtemittierenden bauteils und lichtemittierendes bauteil
EP2162927B1 (de) Verfahren zur herstellung von optoelektronischen bauelementen
EP2136981B1 (de) Verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauelementes und optoelektronisches bauelement
DE102014114372B4 (de) Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterbauelementen und optoelektronisches Halbleiterbauelement
DE102010063760B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements und optoelektronisches Bauelement
DE102008008057A1 (de) Verfahren zur Herstellung von in Kompaktgehäusen untergebrachten Lichtemissionsvorrichtungen mit mehreren optischen Elementen durch Formpressen
EP2605895B1 (de) Verfahren zur herstellung eines schichtverbunds aus einer lumineszenzkonversionsschicht und einer streuschicht
DE102008008058A1 (de) Verfahren zur Herstellung von in Kompaktgehäusen untergebrachten Lichtemissionsvorrichtungen mit vorderseitigen Kontakten durch Formpressen
WO2009039816A1 (de) Strahlungsemittierendes bauelement mit glasabdeckung und verfahren zu dessen herstellung
WO2014095923A1 (de) Verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterbauteils und optoelektronisches halbleiterbauteil
EP2474203B1 (de) Konversionsmittelkörper, optoelektronischer halbleiterchip und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterchips
DE10258193A1 (de) Verfahren zum Herstellen von Leuchtdioden-Lichtquellen mit Lumineszenz-Konversionselement
EP1700349B1 (de) Verfahren zum herstellen einer mehrzahl strahlungsemittierender und/oder strahlungsempfangender halbleiterbauelemente
DE102019200271B4 (de) Halbleitervorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung
DE102010043378A1 (de) Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements
DE102018109542A1 (de) Licht emittierendes bauelement und verfahren zur herstellung eines licht emittierenden bauelements
WO2016087444A1 (de) Strahlungsemittierendes optoelektronisches halbleiterbauteil und verfahren zu dessen herstellung
DE102012109144A1 (de) Bauteilanordnung und Verfahren zum Herstellen von optischen Bauteilen
DE112018007262T5 (de) Leuchtstofffolie, verfahren zur herstellung einer leuchtstofffolie, optoelektronisches bauelement, verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauelements
WO2018172276A1 (de) Verfahren zur herstellung von optoelektronischen halbleiterbauteilen
WO2018162470A1 (de) Verfahren zur herstellung von zumindest einem optoelektronischen bauelement und optoelektronisches bauelement
WO2016177809A1 (de) Verfahren zum herstellen eines konverterbauteils
WO2017050617A1 (de) Halbleiterbauelement und verfahren zur herstellung eines halbleiterbauelements
DE102017120385A1 (de) Licht emittierendes Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines Licht emittierenden Bauelements
WO2018086909A1 (de) Leiterrahmen, optoelektronisches bauelement mit einem leiterrahmen und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauelements

Legal Events

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

Ref document number: 16704671

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16704671

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1