WO2017162753A1 - Herstellung von halbleiterbauelementen, halbleiterbauelement, und anzeigevorrichtung - Google Patents

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WO2017162753A1
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semiconductor
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semiconductor chips
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Georg Bogner
Luca HAIBERGER
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to a method for herstel ⁇ len of surface mount semiconductor devices.
  • the invention further relates to a surface mountable semiconductor device and a display device.
  • a display module has a printed circuit board on which a plurality of light-emitting semiconductor components is arranged.
  • the semiconductor components are realized in the form of light emitting diodes (LEDs, light emitting diode).
  • LEDs which are realized in the form of surface mount semiconductor devices (SMT components, Surface Mounting Technology), usually have a premold carrier with a leadframe surrounded by a plastic housing.
  • the housing includes a cavity within which one or more LED chips are disposed on the lead frame.
  • Such components have a low overall height. For example, there is usually a distance of at most 1 mm between the leadframe and a front of the housing.
  • the Schutzverguss on the circuit board of a display module can thus not be realized in ge ⁇ desired thickness.
  • SMT products are only used in special cases.
  • the object of the present invention is to provide an improved surface-mountable semiconductor device, an associated manufacturing method and a display device.
  • a method for producing surface mount semiconductor devices includes providing a metallic conductor pattern.
  • the conductor structure has in a first plane arranged front-side conductor portions in a second plane disposed offset from the first plane back conductor portions extending between the vorderseiti ⁇ gene and rear conductor portions intermediate portions and the back conductor portions connecting connection elements.
  • a forming of the conductor structure with a molding compound, so that a carrier is provided with a front side and a rear side. In this case, the front-side conductor sections on the front side and the rear-side conductor sections on the rear side of the carrier are exposed.
  • the method further comprises arranging semiconductor chips on the front side of the carrier and performing a singulation process.
  • the carrier is in the range of fasteners and the rear conductor sections cut through, and are isolated surface mount semiconductor devices ge ⁇ forms.
  • the metallic conductor structure used in the method has front and rear conductor sections, which are arranged in planes offset parallel to one another and connected via intermediate sections.
  • the interim ⁇ rule sections may be connected respectively to a front and to a rear conductor portion.
  • the rear conductor sections are also connected via connecting elements ⁇ . In this way, the conductor structure can be mechanically held together before forming with the molding compound. In this state, all front and back conductor portions of the conductor pattern may be electrically short-circuited.
  • the carrier is formed by forming the conductor structure with the molding compound.
  • the carrier formed by the shaping which may be initially assigned to all of the manufactured semiconductor devices and which may be planar, has a front side and a back side on
  • ⁇ sat On the front of the carrier semiconductor chips are mounted. As part of the chip mounting the semiconductor chip can be electrically connected to front ⁇ der districten conductor sections in a suitable manner.
  • the carrier is severed in the region of the rear conductor sections and in the region of the connecting elements.
  • the dacasememen- te which may be designed web-shaped, removed, and the short-circuit connections can be interrupted.
  • the individual semiconductor components may each have a part of the carrier and at least one semiconductor chip arranged on the front side of the carrier. On the rear side, the semiconductor components may have a plurality of severed rear conductor sections. These Porterabschnit ⁇ te can be connected via intermediate sections with front conductor sections.
  • the semiconductor components can be mounted as a surface mount on counter connections of a carrier device, such as a printed circuit board. In this way, it is possible to supply electrical energy to a semiconductor component and thus to the at least one associated and front-side placed semiconductor chip via the rear-side conductor sections.
  • the carrier with a large thickness, and thus with a large distance between the front side and the rear side serving as the mounting side in the semiconductor devices.
  • the semiconductor components with a large thickness or height can be gefer ⁇ taken.
  • the at least one front side For ⁇ tig disposed semiconductor chip can be located at a large distance to the assembly side.
  • radiation-emitting semiconductor chips are used, which are arranged on the front side of the carrier.
  • the radiation-emitting semiconductor chips can be, for example
  • the radiation-emitting semiconductor components produced by the process can be used, for example in the construction of a display device, such as a module for a Vi ⁇ deowand.
  • a display device such as a module for a Vi ⁇ deowand.
  • a plurality of semiconductor components can be mounted on a printed circuit board, and a protective potting material can be arranged on the printed circuit board in areas next to and between the semiconductor components.
  • the large overall height of the semiconductor components which can be achieved with the aid of the method makes it possible to form the casting material with a large thickness.
  • the rear conductor sections of the Halbleiterbauele ⁇ elements can be reliably sealed and consequently protected against external environmental influences.
  • the display device due to the front-side arrangement of the radiation-emitting semiconductor chips on the semiconductor components, the display device can be characterized by an efficient lighting operation.
  • the molding compound with which the conductor structure is formed may be an insulating plastic material.
  • an opaque, black as plastic material enforce a ⁇ . As a result, a lighting operation with high contrast is possible.
  • the intermediate sections of the conductor structure extend perpendicular to the first and second planes, and thus perpendicular to the front and rear sides of the carrier.
  • the provided Lei ⁇ ter Vietnamese in cross section have a repeating U-shaped profile. In this way, semiconductor devices can be manufactured with small lateral dimensions.
  • the carrier is provided with a thickness of at least 2mm. In a corresponding manner, semiconductor devices can be manufactured from we ⁇ tendonss 2mm with an overall height. By this configuration can the use of the semiconductor devices be ⁇ be êtt order for For a reliable Schutzverguss form ⁇ with a video wall.
  • the ladder structure can be provided in different ways.
  • a Me ⁇ tall slaughter or metal foil so that an initially still extending exit structure is present in a common plane, and bending this structure subsequently or fold to the desired expression with spaced in different planes conductor sections to create.
  • the structuring can be done, for example, by etching or by a mechanical process such as punching.
  • the conductor pattern with the conductor portions arranged in different planes by etching a metal layer.
  • the conductor structure can also be provided by mechanical machining of a metal layer.
  • the conductor structure with a metallic coating. This can be done for example by electroplating.
  • the coating can be carried out before or after the forming of the conductor structure with the molding compound.
  • each conductor element has two front autismab ⁇ sections, a rear-side conductor section and two the rear conductor section with the front autismab- sections connecting intermediate sections.
  • a severed conductor element of a semiconductor component which is present after the isolation may have a front-side conductor section and a severed rear-side conductor section which is connected to the front-side conductor section via an intermediate section.
  • the conductor elements can, viewed from above, have a Stripes ⁇ fenform.
  • the conductor elements can be a step-shaped course or a U-shaped profile be ⁇ sit.
  • the provided conductor structure may be made of ne ⁇ arranged next to one another in the longitudinal direction of the strip-like conductor elements comprise a plurality of parallel extending rows. In the individual rows, the front-side conductor sections of adjacent conductor elements can be arranged next to one another or opposite one another.
  • the singulation process is carried out in such a way that isolated semiconductor components are formed, which cut through at least two
  • the front-side conductor sections of such a pair of severed conductor elements can be arranged opposite one another, and the relevant conductor elements can serve as a cathode and anode for a semiconductor chip in the case of a corresponding electrical contacting.
  • single-chip components can be produced which have only one semiconductor chip or only one radiation-emitting semiconductor chip.
  • the semiconductor components can be manufactured with only one cathode and anode serving pair of two severed conductor elements, with which the semiconductor chip is electrically connected.
  • multichip components which comprise a plurality of semiconductor chips or a plurality of semiconductor chips Have radiation-emitting semiconductor chips.
  • the multi ⁇ tichip devices can be further prepared such that the plurality of semiconductor chips can be controlled separately.
  • the semiconductor devices may be fabricated with a plurality of separate pairs of two severed conductor elements, wherein the number of the conductor element pairs may coincide with the number of semiconductor chips. If the semiconductor chips are electrically connected to the individual and serving as Ka ⁇ method and anode conductor element pairs, it is possible to supply the semiconductor chips independently of each other with electrical energy and thereby separately to control each other.
  • For multi-chip devices with separately controllable half ⁇ semiconductor chip may further include a design in consideration kom ⁇ men, in which instead of separate cathodes and anodes and a common cathode separate anode or a common anode and a separate cathode present.
  • This can be realized with suitably designed conductor elements of the conductor structure.
  • conductor elements may have a greater number of conductor sections compared with the above-described embodiment of a conductor element having two front conductor sections, one rear conductor section and two intermediate sections.
  • the conductor elements can be divided both in separate and only individual semiconductor chips zugeord ⁇ designated respectively with individual semiconductor chips are electrically connected to conductor elements as well as in circuit elements by the separation, which are associated with a plurality of semiconductor chips together and which are electrically connected to a plurality of semiconductor chips.
  • a plurality of semiconductor chips may be arranged on a front-side conductor section of such a conductor element.
  • semiconductor chips are used for generating a first light radiation, semiconductor chips for generating a second light radiation and semiconductor chips for generating a third light radiation are arranged on the carrier.
  • semiconductor components are formed, which have a semiconductor chip for generating the first light radiation, a semiconductor chip for generating the second light radiation, and a semiconductor chip for generating the third light radiation.
  • the semiconductor components can be manufactured in such a way that the different semiconductor chips can be driven separately and thereby operated independently of one another for emitting their respective light radiation. In this way, the semiconductor devices can be used as Pi ⁇ xel a display device whose color is individually adjustable.
  • the first, second and third light radiation may be red, green and blue light radiation, for example.
  • the semiconductor devices manufactured in this way can be used as RGB pixels.
  • the semiconductor chips are each arranged on a front-side conductor section and are electrically connected via a contact structure to an adjacent or opposite front-side conductor section.
  • semiconductor chips can be used with a front side contact and a scrubfflekon ⁇ clock.
  • an electrically conductive connection means for example, a solder or an electrically conductive adhesive, a Such semiconductor chip are electrically and mechanically connected to a front conductor portion.
  • the front-side contact of the semiconductor chip can contact structural ⁇ structure are electrically connected in sections with an adjacent front-side conductor.
  • the contact structure used may be, for example, a bonding wire.
  • connection options as will be explained in more detail below.
  • a layer of insulating plastic material adjacent to the semiconductor chips can be formed on the front side of the carrier, with which the front-side conductor sections of the conductor structure can be covered. Thereby may be achieved that only the rear conductor portions used for surface mounting are in the singulated semiconductor components ⁇ free and accessible.
  • the intermediate portions may be embedded in the molding compound, and the front Lei ⁇ terabitese may applied from the front side
  • a sealing layer covering the semiconductor chips is formed on the front side of the carrier. With the help of the sealing layer Kings ⁇ nen, the semiconductor chips are completely encapsulated. With regard to the manufacture of radiation-emitting semiconductor components, the sealing layer may be formed of a trans ⁇ ent or semi-transparent plastic material. The formation of the sealant layer may be performed prior to the singulation process. In another embodiment, an embedding layer is formed on the front side of the carrier, which adjoins the semiconductor chips or on their side edges laterally so that front sides of the semiconductor chips are exposed. gen. Below contact structures can be configured to lock the semiconductor chip to front conductor sections of ⁇ .
  • semiconductor chips having a front-side contact and a back-side contact can be used.
  • the semiconductor chips Before forming the buried layer, the semiconductor chips can be mounted with its back print ⁇ tentitleen in the above-described manner on the front-side conductor portions.
  • the contact structures after forming the embedding can be electrically connected to adjacent front-side conductor portions tung layer, the front-side contacts of the semiconductor chips ⁇ .
  • the buried layer may be formed of a non transparent plastic material ⁇ to. The formation of the embedding layer and the formation of the contact structures can be carried out before the singulation process.
  • the aforementioned embodiment proves to be favorable with regard to the production of radiation-emitting semiconductor components.
  • the front sides of the semiconductor chips, via which the semiconductor chips can emit a light radiation remain uncovered.
  • efficient radiation emission without optical errors and scattering effects is possible, and the semiconductor devices can excel in high brightness and high contrast.
  • a high contrast can be favored if the embedding layer is formed with a black color or from a black plastic material.
  • a protective layer is formed on the semiconductor chips or on their exposed front sides, on the contact structures and on the embedding layer.
  • the protective layer may be formed of a transparent plastic material.
  • the aforementioned contact structures are formed as follows. A recess in the burying layer to expose a portion of a front-side conductor portion is generated for each contact ⁇ structure, and an electrically conductive contact layer is formed for connecting a semiconductor chip and a front side contact of a semiconductor chip with the exposed part of the front ladder section.
  • contact structures prepared so-called planar Kon ⁇ contacts or PI contacts may be (Planar Interconnect), also referred to as PICOS- contacts.
  • the procedure described above offers the possibility of making the contact structures as small as possible.
  • the semiconductor chips used may have small front side For ⁇ ten prestigee. Provided are radiation-emitting semiconducting ⁇ terbauimplantation with a black embedding layer Herge ⁇ provides, and built up from these a display device can be achieved that the display device is switched off appears almost black.
  • Herge ⁇ provides, and built up from these a display device can be achieved that the display device is switched off appears almost black.
  • only the semiconductor chips and the Kunststoffstruktu ⁇ ren can have a low reflective portion.
  • the contact structures implemented in the form of contact layers it may also be considered to form an insulating layer on each semiconductor chip prior to the formation of the contact layers, which on the front side at the edge or in the region of the front side contact and a part of the embedding layer be ⁇ the respective semiconductor chip covers. In this way it can be avoided that the Be ⁇ tenflanke and the front side contact of the semiconductor chip are short-circuited by the
  • a surface-mountable semiconductor component has a carrier with a front side and a rear side and at least one arranged on the front side of the carrier semiconductor chip.
  • the carrier has a metallic conductor structure and a molding compound adjoining the conductor structure.
  • the conductor structure has in a first plane arranged front Schwarzabschnit ⁇ te, in a second plane offset the first plane angeord ⁇ designated back conductor portions and extending between the front der Schoen ⁇ and rear conductor portions intermediate portions.
  • the front conductor sections are exposed at the front of the carrier.
  • the rear conductor sections are exposed at the back of the carrier.
  • the semiconductor device can drive or in accordance with the above-explained Ver ⁇ be prepared according to one or more of the above-described embodiments of the method.
  • the semiconductor device the same configurations may be conceivable and the same advantages may be considered as explained above.
  • the semiconducting ⁇ terbauelement may be embodied in the form of a radiation-emitting semiconductor component by the at least one semiconductor chip is a radiation-emitting semiconductor chip.
  • the semiconductor device may have a large height of, for example, at least 2mm. As a result, the semiconductor device is suitable for use in a display device.
  • the molding compound may comprise a black plastic material.
  • the front of the carrier may be formed by the front conductor portions and the molding compound.
  • the backside of the support may be ge ⁇ forms through the rear head portions and the molding composition.
  • the intermediate sections of the conductor structure may be perpendicular to the first and second planes and thus perpendicular to the front and back of the carrier. Furthermore, the intermediate sections may be connected to a vorderseiti ⁇ gen and a rear ladder section be.
  • the at least one semiconductor chip may be attached Schlos ⁇ sen via a bonding wire to a front ladder section.
  • the front side of the carrier and the at least one semiconductor chip may be covered with a transparent or semi-transparent sealing layer.
  • ei ⁇ ne burying layer is disposed on the front of the wearer, which side adjoins a semiconductor chip to the at least, so that an on ⁇ the side of a semiconductor chip of the at least not covered with the burying layer.
  • the respective semiconductor chip ⁇ may further be connected to a front-side conductor portion via a contact structure.
  • the embedding layer may have a recess over which a part of the front-side conductor section is exposed.
  • the contact structure may be realized in the form of a contact layer, via which the semiconductor chip is electrically connected to the exposed part of the front-side conductor section.
  • the buried layer may be formed of a non-transparent, for example, black plastic material from ⁇ .
  • the semiconductor device may optionally have an additional protective layer of a transparent plastic ⁇ material, which may be disposed on the at least one semiconductor chip, the contact structure and the embedding layer.
  • the semiconductor component can be embodied as a multi-chip component, and can have, for example, three radiation-emitting semiconductor chips.
  • the three semiconductor chips can be designed to generate different light radiations, for example red, green and blue light radiation.
  • a display device is proposed.
  • the display device has a printed circuit plate, several arranged on the circuit board ⁇ half-conductor devices and a potting material on.
  • the Vergussma ⁇ material is on the circuit board in areas next to and between - Lö ⁇ rule arranged the semiconductor devices.
  • the semiconductor devices have the structure described above or a structure according to one or more of the embodiments described above.
  • the semiconductor components may also be produced in accordance with the method explained above or in accordance with one or more of the embodiments of the method described above. With respect to the use in the display device, the semiconductor components ⁇ radiation-emitting semiconductor components. Therefore, the at least one semiconductor chip of the semiconductor components is a radiation-emitting semiconductor chip.
  • the semiconductor devices may have a large overall height of, for example, at least 2mm.
  • the potting material can be formed with a large thickness ⁇ SEN on the circuit board.
  • the back conductor sections of the semicon ⁇ terbauimplantation can be reliably sealed and thus safely protected from external environmental influences.
  • the front-side arrangement of the radiation-emitting semiconductor chips on the semiconductor components also enables efficient lighting operation of the display device. Compared to the use of conventional semiconductor devices, an increase in the luminous efficacy of, for example, up to 50 ⁇ 6 is possible.
  • the display device may be a module for a video wall.
  • the display device may also be suitable for use in the outdoor sector.
  • the semiconductor devices may be electrically and mechanically connected to the rear-side conductor portions and an electrically conductive connection ⁇ medium with terminals of the circuit board.
  • the potting material may be a Kunststoff- or silicone material.
  • the United ⁇ cast material may not be transparent and, for example, have a black color.
  • FIGS. 1 to 3 are perspective views and a side view of a provided conductor structure for producing multichip components
  • Figures 4, 5 is a perspective view and a side view of a formed by forming the conductor structure with a molding material carrier.
  • FIGS. 6, 7 are an elevational view and a side view of the carrier after chip mounting and forming a sealing layer
  • FIGS. 8, 9 are an elevational view and a side view of a singulated multichip device
  • Figure 10 is a side view of the carrier according to an alternative chip mounting using an embedding layer
  • FIG. 11 shows a side view of a further isolated multichip component
  • Figure 12 is an enlarged side view of the carrier after the alternative chip mounting with the embedding layer and forming further layers
  • FIG. 13 shows a top view of a carrier with an alternative conductor structure for producing multichip components
  • FIG. 14 shows a top view of a carrier with an alternative conductor structure for producing single-chip components
  • Figure 15 is a side view of a display device. Based on the following schematic figures are possible
  • the semiconductor devices may be used in Ad ⁇ vortexed directions in the outdoor area.
  • known processes can be carried out from semiconductor technology and from the production of electronic and optoelectronic components, and conventional materials can be used in these areas, so that this is only partially discussed.
  • further processes can be carried out and the components can be manufactured to ⁇ additional to shown and described components with other components and structures.
  • the figures are merely schematic in nature and are not to scale. In this
  • FIGS. 1 to 9 show a possible method for producing surface-mountable semiconductor components 101 based on top views and side sectional views.
  • These are radiation-emitting multichip components 101 which have three separately controllable radiation-emitting semiconductor chips 140.
  • the three semiconductor chips 140 may be that is adapted to generate different ⁇ handy light radiation, a red, a green and a blue light radiation.
  • the semiconductor device 101 can be used as an RGB pixel adosvor ⁇ direction. This application can be promoted by a large height of the semi ⁇ conductor components 101 achievable with the aid of the method.
  • a metallic conductor structure 110 is provided, which is shown in sections in FIGS. 1, 2 in a plan view and in FIG. 3 in cross section.
  • the conductor structure 110 has a plurality of cutnatiab ⁇ 121, 122, which are arranged in a first plane 171 (see FIG. 3). Accordingly, the coordinate system ⁇ is an xy plane 171.
  • a later than ter generated carrier 130 are the conductor portions
  • the conductor sections 121, 122 are also referred to below as front-side conductor sections 121, 122.
  • the ladder ⁇ sections 121 are longer than thenatiab- sections 122.
  • the conductor structure 110 further has a multiplicity of conductor sections 125, which are arranged in a second xy plane 172, offset in parallel with the first plane 171 (see FIG. Since the conductor sections 125 are located on a rear side 182 of the subsequently produced carrier 130 (cf., FIG. 5), these are also referred to below as rear conductor sections 125. With regard to the above mentioned large height of the Semiconductor components 101, the conductor structure 110 with ei ⁇ ner height and thus a distance of the planes 171, 172 of, for example, be realized at least 2mm.
  • the conductor structure 110 furthermore has intermediate sections 127 extending between the front and rear conductor sections 121, 122, 125 (see FIG. 3). The intermediate portions 127, which are respectively connected with a front ⁇ side conductor portion 121 or 122 and a rear conductor portion 125, perpendicular to the two planes 171, 172 and therefore in the z-direction.
  • the conductor members 111 which when viewed from above have a stripe shape, each comprising two front guide sections 121, 122, an intermediate at ⁇ parent rear conductor portion 125 and two intermediate portions 127 (see FIG. 3). About the two intermediate portions 127 of the rear conductor portion 125 is connected to one of the two front-side conductor sections 121, 122. As further illustrated in FIGS. 1, 2, the strip-shaped conductor elements 111 are arranged in a plurality of parallel rows extending in the x-direction.
  • the conductor elements 111 are positioned such that two front-side conductor sections 121, 122 of adjacent conductor elements 111 are located at a distance from each other.
  • the respective conductor sections 121, 122 are separated by an interruption.
  • the strip-shaped conductor elements 111 as shown in Figure 3, a U-shaped profile.
  • the conductor structure 110 has a repetitive U-profile in cross-section.
  • the conductor structure 110 has in addition, as shown in Figu ⁇ ren 1, 2, web-shaped connecting elements 115, 116, via which the rear conductor portions 125 are connected to each other. These are referred to below as connecting webs 115, 116.
  • the connecting bridges 116 which are directly connected to the back print ⁇ term conductor portions 125 and extending between adjacent circuit sections 125, extend in the y-direction in the second plane 172.
  • the connecting bars 116 are in turn connected to the part with the connecting webs 115th
  • the connecting webs 115 have, comparable to the conductor elements 111, a U-shaped cross-sectional profile.
  • the connecting webs 115 have partial sections extending in the x-direction both in the first plane 171 and in the second plane 172, as indicated in FIGS. 1, 2. Such portions are not provided via Darge ⁇ and extending perpendicular thereto, or in the z-direction portions of the connecting rods 115 connected.
  • FIG. 1 it is also clear from FIG. 1 that in the case of the conductor structure 110 three rows of conductor elements 111 are arranged next to one another, and the connecting webs 115 are present next to or between such row arrangements of conductor elements 111.
  • a rectangular or square component region 190 is also indicated by dashed lines, by means of which the geometric extension of one of the semiconductor components 101 to be produced is illustrated.
  • the Bauelementbe ⁇ rich 190 is enclosed by connecting webs 115, 116th
  • the conductor pattern 110 can be manufactured as follows.
  • a metal foil is provided and subsequently subjected to structuring, as a result of which an initial structure which initially still extends in a common plane present (not shown).
  • the patterning of the Metallfo ⁇ lie can be performed, for example, by etching or by a mechanical process such as stamping.
  • the starting structure is then folded to the extent of the conductor structure shown in Figures 1 to 3
  • the provided metal film has ei ⁇ ne thickness that both simple folding permits and the metal foil and the conductor pattern 110 egg gives ne sufficient rigidity. This can be achieved, for example, with a thickness of the metal foil in the range of 50 microns to 200 microns.
  • the conductor structure 110 is, as shown in Figure 4 in plan view and in Figure 5 in cross-section, with a molding material 135 molded around ⁇ .
  • a flat plate-shaped carrier is generated 130 with a flat front face 181 and a flat back this entge ⁇ genforceen 182nd
  • the front side 181 of the carrier 130 is formed by the frontnatiab ⁇ sections 121, 122 and with the conductor sections 121, 122 at this point flush final molding compound 135.
  • the front-side conductor portions 121, 122 on the front side 181 are exposed.
  • the rear side 182 of the carrier 130 is formed by the backside conductor sections 125 and the molding compound 135 flush with the conductor sections 125 at this point.
  • the backside conductor portions 125 are exposed at the backside 182.
  • the carrier 130 may have a thickness of at least 2 mm.
  • the forming of the conductor pattern 110 can be performed by means of a molding process (molding) using a non Darge ⁇ easily mold or Moldwerkmaschines.
  • the conductor structure 110 can be injected with the molding compound 135 um ⁇ .
  • the molding compound 135 may be a plastic material, for example a thermoset or Ther moplast, act.
  • the molding compound 135 used can have a black color.
  • First radiation-emitting semiconductor chips 130 are mounted 140 on the front 181 of the complaintge ⁇ easily carrier plate.
  • the semiconductor chips 140 may be the case ⁇ play LED chips.
  • the half ⁇ semiconductor chip 140 are placed on the front-side conductor portions 121 of the conductive elements 111 and electrically connected to these and to the opposite front-side conductor portions 122 of adjacent conductor elements 111th
  • the semiconductor chips 140 have a front-side contact and a back-side contact (not shown, respectively).
  • the semiconductor chips 140 are arranged on the conductor portions 121. At these locations, an electrical and mechanical connection is made by means of a bonding means such as a solder or an electrically conductive adhesive (not shown).
  • the front side contacts of the semiconductor chips 140 are connected to each Benach ⁇ discloses to the conductor portions 121 present conductor portions 122 via bonding wires 150th
  • semiconductor devices 101 serving as RGB pixels can be manufactured by the method.
  • 130 different light-emitting semiconductor chip 140 angeord ⁇ net on the carrier which are adapted to generate a red, a green and a blue light radiation.
  • the individual component regions (compare the region 190 in FIG. 1), in each case one red emitting, one green emitting and one blue emitting semiconductor chip 140 are arranged. From considered above, these three semiconductor chips 140 are arranged side by side in the y-direction (see Figure 6).
  • a sealing layer 160 is formed on the front side 181 of the carrier 130, with which the
  • the sealing layer 160 may be formed of a transparent plastic material. In order to achieve a higher contrast in the lighting operation of the semiconductor components 101, the sealing layer 160 may also be made of a semi-transparent blackened plastic material. Forming the sealing ⁇ layer 160 may be performed, for example with the aid of a molding or mole dreaes. It is also a Vergie ⁇ SEN of material of the sealing layer 160 on the front side 181 of the carrier ⁇ 130th
  • a dicing process is performed, in which the composite is severed from the be Published ⁇ th with the semiconductor chip 140 and the sealing layer 160 provided carrier 130 so that separate semiconductor light-emitting devices are formed one hundred and first
  • the severing takes place along separating tracks 195 indicated in FIGS. 6, 7 in the region of the rear conductor sections 125 and connecting webs 115, 116.
  • the sealing layer 160 and the molding compound 135 are severed.
  • the connecting webs 115, 116 are removed, whereby the short-circuit connections are interrupted.
  • the back conductor portions are severed 125 and the possiblege ⁇ impaired conductor elements 111, and thus each distributed on two semiconductor devices one hundred and first
  • a radiation-emitting semiconductor component 101 manufactured in this way is shown in the top view in FIG. 8 and in cross section in FIG. 9.
  • the realized as a multi-chip device semiconductor device 101 has egg ⁇ ne cuboid shape, and has a portion of the carrier 130, a part of the sealing layer 160, three semiconductor chips ⁇ 140 and three associated pairs of two by ⁇ separated conductor elements 111 on.
  • the conductor element pairs serve as the cathode and anode of the semiconductor chips 140, and make it possible to energize the semiconductor chips 140 independently of each other and thereby to control the light emission separately from each other.
  • the three semiconductor chips 140 can be used to generate different light radiations, ie be one red, one green and one blue light radiation designed so that the semiconductor device 101 can be used as RGB pixel ei ⁇ ner display device.
  • the conductor elements 111 Of the conductor elements 111, only the rear conductor sections 125 are exposed and thus accessible.
  • Thenatiab ⁇ sections 125 do not have the back connectors or Lötflä- surfaces of the semiconductor device can be used the one hundred and first The
  • Semiconductor device 101 may have a relatively large height of, for example, at least 2mm.
  • an alternative chip mounting is carried out after provision of the carrier 130, as shown in cross-section in FIG.
  • the carrier 130 instead of the sealing layer 160, an embedding layer 165 is used, and other contact structures 155 are formed instead of bonding wires 150.
  • the carrier 130 is manufactured in the manner described above, and the radiation-emitting semiconductor chips 140 are arranged on the front side 181 of the carrier 130.
  • red, green and blue emitting semiconductor chips 140 may be used.
  • a red-emitting, one green-emitting and one blue-emitting semiconductor chip 140 can be placed in each component region.
  • the semiconductor chips 140 are arranged with the backside contacts and using an electrically conductive connection means on the front Leiterabschnit ⁇ th 121.
  • a buried layer is formed on the carrier 130 165, which is adjacent to the side of the semiconductor chip 140 and at the side edges and the front side 181 of the carrier 130 and the conductor sections 121, 122 since ⁇ Lich of the semiconductor chips 140 covered.
  • the embedding layer 165 extends to the front sides of the semiconductor chips 140, so that the front sides of the semiconductor chips 140, via which the semiconductor chips 140 can emit light radiation, are exposed.
  • the embedding layer 165 may be formed of a plastic material. In order to achieve higher contrast in lighting operation, a black plastic material can come to an ⁇ set. Forming the embedding layer 165 can be performed, for example by means of a molding material or molding process by ⁇ . Also possible is a potting process.
  • contact structures 155 are formed, via which the front-side contacts of the semiconductor chip 140 are electrically connected to the respectively adjacent to the present Porterabschnit ⁇ th conductor portions 121 122nd.
  • a recess 166 is formed in the embedding ⁇ layer 165, via which a portion of a Porterab ⁇ section 122 is released, and is an electrical conductive or metallic contact layer 157 is formed, via which the front-side contact of a semiconductor chip 140 is connected to the exposed part of an adjacent conductor section 122.
  • the formation of the recesses 166 can be performed by means of a laser.
  • the formation of the contact layers 157 may be done using a photolithographic technique.
  • the contact layers 157 which may each be arranged on a semiconductor chip 140 in the area of its front side contact, on the embedding layer 165 and in a recess 166 on a conductor section 122, may be formed linearly and with a small width.
  • the provided with the light-emitting semiconductor chip 140 and the embedding layer 165 support 130 is ent ⁇ long severed by separating tracks 195 so that separate radiation-emitting semiconductor devices 102 are formed.
  • the embedding layer 165 and the molding compound 135 are severed, the connecting webs 115, 116 are removed, and the backside conductor sections 125 and the associated conductor elements 111 are severed and distributed to two semiconductor devices 102, respectively.
  • FIG. 11 A product produced in this way light-emitting semiconducting ⁇ terbauelement 102 is shown in Figure 11 in cross section.
  • the semiconductor device 102 has apart from the embedding layer 165 and the contact structures 155 a to a
  • Semiconductor device 101 comparable construction with three sepa ⁇ rat controllable semiconductor chips 140 on.
  • the semiconducting ⁇ terbauelement 102 may come as a RGB pixel of a display device used.
  • the insulating layer 156 may cover the 140 Subject Author ⁇ fenden semiconductor chip at the edge in the region of Vordersei- tenWallets 141st
  • the insulating layer 156 which may be formed of a transparent plastic material, may have a recess so that a part of the front-side contact 141 is exposed.
  • the embedding ⁇ layer 165 may be partially covered in addition to the semiconductor chip 140 with the insulating layer 156. In this embodiment, it can be avoided by using the insulating layer 156, that the side edge and the front side contact 141 of the semiconductor chip are short-circuited via the 140 below it ⁇ sired contact layer 157th
  • the contact layers 156 By forming the contact layers 156, the front-side contacts 141 of the semiconductor chips 140 are electrically connected to the conductor sections 122 that are partially exposed via the recesses 166 of the embedding layer 165.
  • the contact layer 157 may be arranged on the insulating layer 156 in the area of the relevant semiconductor chip 140 and contact the front-side contact 141 of the semiconductor chip 140 via the recess of the insulating layer 156 the contact layer 157 extending from the front side contact 141 in the corresponding recess 166 of the embedding layer 165 not only up to the Lei ⁇ terabites 122, but in addition also again out of the recess 166 out to a front of the embedding layer 165.
  • FIG. 12 further illustrates the possibility of providing an optional protective layer 169 prior to singulation form transparent plastic material, with which the semiconductor chips 140 and their front sides, the contact ⁇ layers 157 and the embedding layer 165 are covered. In this way, the semiconductor chips 140 and the contact layers 157 can be protected from external influences. Above may, as also indicated in Figure 12, with the contact layers 157 provided recesses 166 of the buried layer 165 are provided 159 to provide a flat surface provided in this region in each case with an optional fill ⁇ layer.
  • the multichip components 101, 102 explained above have pairs of separate severed conductor elements 111, which serve as separate cathodes and anodes of the semiconductor chips 140.
  • semiconductor chips 140 which can be supplied with power separately, which have a common cathode and separate anodes or a common anode and separate cathodes for the semiconductor chips 140.
  • This can be realized by a conductor structure 110 with forms of conductor elements 111 adapted thereto.
  • such conductor elements 111 may have conductor sections with larger dimensions and / or a larger number of conductor sections.
  • circuit elements 111 can be prepared by separating both in separate and only with individual semiconductor chips 140 are electrically connected to conductor elements as are divided into conductor elements 140 Community are sam associated with multiple or three semiconductor chips and which with the plurality of semiconductor ⁇ chips 140 are electrically connected.
  • FIG. 13 shows a possible embodiment of a carrier 130 equipped with radiation-emitting semiconductor chip 140 with a conductor structure 110 formed in this manner in the plan view.
  • the carrier 130 can, as described above, by reshaping the conductor structure 110 with the molding compound 135 be formed.
  • the conductor structure 110 comprises conductor elements 111, which each have a flat front-side conductor section 123 with larger lateral dimensions, three rear-side conductor sections 125 and three front-side conductor sections 122.
  • the head portion 123 may be construed as to ⁇ sammen stretchde design of three conductor sections 121 (see FIG. 2).
  • the conductor elements 111 of the conductor pattern 110 of Figure 12 also have not shown, perpendicular to the front and
  • the conductor elements 111 have a U-shaped cross-sectional profile, and the carrier 130 can have a structure corresponding to FIG. 5 in cross-section.
  • the circuit structure 110 of Figure 13 has appropriate connecting webs 115, 116 to further likewise, over which the back print ⁇ term conductor sections are connected to 125th
  • the conductor elements 111 are arranged in a plurality of rows extending in the x-direction, of which only a part of a row is shown in FIG. In each case next to or between the rows of conductor elements 111, the connecting webs 115 are present.
  • the chip assembly is carried out according to the embodiment of Figure 13 such that on the front side conductor portions 123 of the conductor elements 111 each three radiation-emitting semiconductor chips 140 are mounted.
  • the half ⁇ semiconductor chip 140 are placed with the back contacts and by using an electrically conductive bonding agent to the conductor portions 123rd It can be decorated plat ⁇ on a conductor portion 123,140, respectively, a red-emitting, a green-emitting and blue-emitting semiconductor chip.
  • the front-side contacts of the semiconductor chips 140 via contact structures, present Bonding wires 150, connected to the respective opposite Leiterab ⁇ sections 122 adjacent conductor elements 111.
  • a singulation process is carried out.
  • it ⁇ followed by a severing of the provided with the semiconductor chip 140 and the sealing layer 160 support 130 along the separating tracks 195 in the region of the connecting webs 115, 116 and the back conductor portions 125 and separa ⁇ te radiation-emitting semiconductor devices 103 are formed.
  • the semiconductor devices 103 are different from the semiconductor devices 101 through the conductor members 111.
  • a semiconductor device 103 has a severed Lei ⁇ terelement 111 with a planar front side and the three semiconductor chips 140 carrying conductor portion 123 and three rear conductor portions 125 and three severed conductor elements 111, each having a front conductor portion 122 and a rear conductor portion 125.
  • the conductor element 111 with the conductor section 123 as a common cathode, and Kings ⁇ NEN the conductor elements 111 with the conductor sections 122 serve as separate anodes of the semiconductor chips 140.
  • a case ⁇ game is an embodiment with conductor elements 111, which each have a plurality or three front-side conductor portions for arranging each a semiconductor chip 140, and a planar front ladder section with larger lateral dimensions for connecting a plurality of or three bonding wires 150th
  • conductor elements additionally or alternatively comprise 111 larger area intermediate portions and / or larger-scale rear ⁇ side conductor portions.
  • bonding wires 150 and a sealing layer 160 it is pointed out that these are not limited to the use of bonding wires 150 and a sealing layer 160.
  • the embodiments explained with reference to FIGS. 10, 11, 12 may also be provided with the embedding layer 165, the contact structures 155 and possibly the further layers 156, 159, 169. This applies in a corresponding manner to the method variant explained below.
  • FIG. 14 shows a possible embodiment of a carrier 130 equipped with semiconductor chip 140 with a conductor structure 110 matched thereto in plan view.
  • the carrier 130 may be formed by forming the conductor pattern 110 with the molding compound 135 as described above.
  • the conductor structure 110 strip-shaped and in cross-section U-shaped conductor elements 111 with two front ⁇ side conductor sections 121, 122, a rear conductor terabrough 125 and two not shown and perpendicular to the front and Rear side 181, 182 of the carrier 130 and extending in the z direction intermediate portions 127 on.
  • the carrier 130 may have a structure corresponding to FIG.
  • the conductor structure 110 of Figure 14 has connecting webs 115, 116, via which the back Leiterab ⁇ sections 125 are connected.
  • the conductor elements 111 are arranged in a plurality of rows extending in the x-direction, of which only a part of a row is shown in FIG. In each case next to or between the rows of conductor elements 111, the connecting webs 115 are present.
  • the chip mounting is carried out in accordance with Figure 14 such that the front-side conductor portions 121 of the circuit elements 111 each have a radiation-emitting semiconductor chip 140 mon ⁇ advantage is.
  • the semiconductor chips 140 are tencrediten with the remindsei- and on the conductor portions 121 angeord ⁇ net using an electrically conductive connecting means. Further, the front-side contacts the semiconductor chips 140 via ⁇ contact structures, in this case the bonding wires 150 are connected 122 of adjacent conductor elements 111 at each opposite conductor portions.
  • a singulation process is carried out.
  • ER- followed by a severing of the provided with the semiconductor chip 140 and the sealing layer 160 support 130 along the separating tracks 195 in the region of the connecting webs 115, 116 and the back conductor portions 125 and separa ⁇ te radiation-emitting semiconductor devices 104 are formed.
  • a semiconductor device 104 includes a single semi-conductor chip 140 and two ⁇ severed conductor elements 111, which serve as a cathode and anode for energizing the semiconductor chips ⁇ 140th It is possible to construct a display device from a plurality of the semiconductor devices described above. For illustrative purposes, such a display device 200 is shown in cross section in FIG.
  • the display device 200 may be a module of a video wall.
  • the display device 200 includes a circuit board 210, meh ⁇ eral arranged on the circuit board 210 strahlungsemittie ⁇ Rende semiconductor devices 201 and a potting material 205.
  • the semiconductor devices 201 may be semiconductor devices 101, 102, 103 or 104.
  • the Ver ⁇ cast material 205 is located on the circuit board 210 in areas adjacent to and between the semiconductor devices two hundred and first
  • the potting material 205 which is adjacent to the semiconductor devices ⁇ 201 laterally extends (approximately) to the pre ⁇ of the sides of the semiconductor devices 201 so as to expose the front sides of the semiconductor components ⁇ two hundred and first
  • the potting material 205 can be a plastic or silicone material and have a black color.
  • a surface mounting is carried out in which the semiconductor devices 201 are electrically and mechanically connected to terminals of the printed circuit board 210 via the rear conductor sections 125 and an electrically conductive connection means such as a solder (not shown).
  • an electrically conductive connection means such as a solder (not shown).
  • the display device 200 is suitable for outdoor use. Since the radiation-emitting semiconductor chips 140 in the
  • Semiconductor devices 201 are arranged on the front side or near the front side (see Figures 9, 11), moreover, an efficient lighting operation is possible. This can be promoted when the semiconductor devices 201, the reference of the semiconductor devices 102 illustrated construction ⁇ form with the buried layer 165 and having the contact structures 155 (see FIG. 11). Since the front sides of the semiconductor chips 140 can be uncovered in this case, an emission of light radiation is possible without optical errors and scattering effects, and thereby with a high efficiency, a high brightness and a high contrast. The presence of a high contrast may be favored by an embedding layer 165 formed with a black color.
  • a conductor structure 110 it is possible to provide a conductor structure 110, a carrier 130 and semiconductor components do not form with the above- ⁇ added thickness of at least 2mm, but with a different or smaller thickness. This can be considered when the semiconductor devices are not intended for use in video walls in the outdoor area, but for other applications, for example, video walls in the indoor area.
  • a conductor structure 110 an embodiment can be provided in which a reliable connection, for example in the form of a toothing with a molding compound 135, can be achieved.
  • constituents of the conductor structure 110 such as connecting webs 115, 116, conductor elements 111 and / or individual sections of the conductor elements 111 can be formed with structures such as edge-side incisions, holes and / or pinches.
  • a conductor structure 110 with additional bars or Auxiliary webs are produced. Such webs can be inventory ⁇ parts of the semiconductor devices manufactured or not.
  • a metallic coating of the conductor structure 110 by electroplating is a metallic coating of the conductor structure 110 by electroplating. Such a step can be carried out before or after the forming of the conductor structure 110 with a molding compound 135 ⁇ who.
  • semiconductor chips 140 having a front and a back contact
  • other types of semiconductor chips may be used. These include semiconductor chips with only rear contacts. Such semiconductor chips can be arranged with the rear-side contacts on opposing front-side conductor sections of adjacent conductor elements.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von oberflächenmontierbaren Halbleiterbauelementen. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen einer metallischen Leiterstruktur, wobei die Leiterstruktur in einer ersten Ebene angeordnete vorderseitige Leiterabschnitte, in einer zweiten Ebene versetzt zur ersten Ebene angeordnete rückseitige Leiterabschnitte, sich zwischen den vorderseitigen und rückseitigen Leiterabschnitten erstreckende Zwischenabschnitte und die rückseitigen Leiterabschnitte verbindende Verbindungselemente aufweist. Weiter vorgesehen ist ein Umformender Leiterstruktur mit einer Formmasse, so dass ein Träger mit einer Vorderseite und einer Rückseite bereitgestellt wird, wobei die vorderseitigen Leiterabschnitte an der Vorderseite und die rückseitigen Leiterabschnitte an der Rückseite des Trägers freiliegen. Das Verfahren umfasst ferner ein Anordnen von Halbleiterchips auf der Vorderseite des Trägers und ein Durchführen eines Vereinzelungsprozesses. Hierbei wird der Träger im Bereich der Verbindungselemente und der rückseitigen Leiterabschnitte durchtrennt und werden vereinzelte oberflächenmontierbare Halbleiterbauelemente gebildet. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein oberflächenmontierbares Halbleiterbauelement und eine Anzeigevorrichtung.

Description

HERSTELLUNG VON HALBLEITERBAUELEMENTEN, HALBLEITERBAUELEMENT,
UND ANZEIGEVORRICHTUNG
BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstel¬ len von oberflächenmontierbaren Halbleiterbauelementen. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein oberflächenmontierbares Halbleiterbauelement und eine Anzeigevorrichtung.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2016 105 491.7, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Bei Großveranstaltungen wie zum Beispiel Konzerten sowie auch in modernen Arenen und Stadien werden sogenannte Videowände eingesetzt. Hierbei handelt es sich um Anzeigeflächen, welche aus mehreren Anzeigemodulen aufgebaut sind. Ein Anzeigemodul weist eine Leiterplatte auf, auf welcher eine Mehrzahl an lichtemittierenden Halbleiterbauelementen angeordnet ist. Die Halbleiterbauelemente sind in Form von Leuchtdioden (LEDs, Light Emitting Diode) verwirklicht.
Für Anwendungen im Outdoor-Bereich ist es erforderlich, die elektrischen Anschlüsse der lichtemittierenden Halbleiterbauelemente vor äußeren Umwelteinflüssen zu schützen. Eine übliche Maßnahme besteht darin, auf einer Leiterplatte eines Mo¬ duls ein schützendes Vergussmaterial in Bereichen zwischen den Halbleiterbauelementen anzuordnen (Potting) . Derzeit sind Anzeigemodule von Videowänden hauptsächlich mit sogenannten Through-Hole-LEDs aufgebaut. Diese Bauelemente weisen einen Plastikkörper auf, aus welchem Anschlussbeinchen ragen. Der Plastikkörper kann eine Höhe von zum Beispiel mehr als 3mm aufweisen. Infolgedessen kann ein Verguss mit einer geforderten Dicke von zum Beispiel 2mm ausgebildet werden.
LEDs, welche in Form von oberflächenmontierbaren Halbleiterbauelementen ( SMT-Bauelementen, Surface Mounting Technology) verwirklicht sind, weisen in der Regel einen Premold-Träger mit einem von einem Kunststoffgehäuse umgebenen Leiterrahmen auf. Das Gehäuse umfasst eine Kavität, innerhalb derer ein oder mehrere LED-Chips auf dem Leiterrahmen angeordnet sind. Derartige Bauelemente weisen eine geringe Bauhöhe auf. Bei- spielsweise liegt zwischen dem Leiterrahmen und einer Vorderseite des Gehäuses üblicherweise ein Abstand von höchstens 1mm vor. Bei dieser Bauform kann der Schutzverguss auf der Leiterplatte eines Anzeigemoduls folglich nicht in der ge¬ wünschten Dicke verwirklicht werden. Dies führt dazu, dass SMT-Produkte nur in Spezialfällen zum Einsatz kommen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes oberflächenmontierbares Halbleiterbauelement, ein dazugehöriges Herstellungsverfahren sowie eine Anzeige- Vorrichtung 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 von oberflächenmontierbaren Halbleiterbauelementen vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen einer metallischen Leiterstruktur. Die Leiterstruktur weist in ei- ner ersten Ebene angeordnete vorderseitige Leiterabschnitte, in einer zweiten Ebene versetzt zur ersten Ebene angeordnete rückseitige Leiterabschnitte, sich zwischen den vorderseiti¬ gen und rückseitigen Leiterabschnitten erstreckende Zwischenabschnitte und die rückseitigen Leiterabschnitte verbindende Verbindungselemente auf. Weiter vorgesehen ist ein Umformen der Leiterstruktur mit einer Formmasse, so dass ein Träger mit einer Vorderseite und einer Rückseite bereitgestellt wird. Hierbei liegen die vorderseitigen Leiterabschnitte an der Vorderseite und die rückseitigen Leiterabschnitte an der Rückseite des Trägers frei. Das Verfahren umfasst ferner ein Anordnen von Halbleiterchips auf der Vorderseite des Trägers und ein Durchführen eines Vereinzelungsprozesses. Bei diesem Prozess wird der Träger im Bereich der Verbindungselemente und der rückseitigen Leiterabschnitte durchtrennt, und werden vereinzelte oberflächenmontierbare Halbleiterbauelemente ge¬ bildet . Die bei dem Verfahren eingesetzte metallische Leiterstruktur weist vorder- und rückseitige Leiterabschnitte auf, welche in zueinander parallel versetzten Ebenen angeordnet und über Zwischenabschnitte verbunden sind. Hierbei können die Zwi¬ schenabschnitte jeweils mit einem vorderseitigen und mit ei- nem rückseitigen Leiterabschnitt verbunden sein. Die rückseitigen Leiterabschnitte sind darüber hinaus über Verbindungs¬ elemente verbunden. Auf diese Weise kann die Leiterstruktur vor dem Umformen mit der Formmasse mechanisch zusammengehalten werden. In diesem Zustand können sämtliche vorder- und rückseitige Leiterabschnitte der Leiterstruktur elektrisch kurzgeschlossen sein.
Der Träger wird durch das Umformen der Leiterstruktur mit der Formmasse gebildet. Der durch das Umformen gebildete Träger, welcher zunächst sämtlichen der herzustellenden Halbleiterbauelementen zugeordnet sein kann und welcher eben ausgebildet werden kann, weist eine Vorderseite und eine entgegenge¬ setzte Rückseite auf. Auf der Vorderseite des Trägers werden Halbleiterchips montiert. Im Rahmen der Chipmontage können die Halbleiterchips in geeigneter Weise elektrisch mit vor¬ derseitigen Leiterabschnitten verbunden werden.
Durch Vereinzeln des mit den Halbleiterchips bestückten Trägers werden separate oberflächenmontierbare Halbleiterbauele- mente erzeugt (SMT-Bauelemente) . Beim Vereinzeln kann ein
Durchtrennen wenigstens der Formmasse und der Leiterstruktur erfolgen. Hierbei wird der Träger im Bereich der rückseitigen Leiterabschnitte und im Bereich der Verbindungselemente durchtrennt. Bei diesem Vorgang können die Verbindungselemen- te, welche stegförmig ausgeführt sein können, entfernt, und können die Kurzschlussverbindungen unterbrochen werden. Die vereinzelten Halbleiterbauelemente können jeweils einen Teil des Trägers und wenigstens einen auf der Vorderseite des Trägers angeordneten Halbleiterchip aufweisen. An der Rückseite können die Halbleiterbauelemente mehrere durchtrennte rückseitige Leiterabschnitte aufweisen. Diese Leiterabschnit¬ te können über Zwischenabschnitte mit vorderseitigen Leiterabschnitten verbunden sein. Mit Hilfe der rückseitigen Leiterabschnitte, welche als Anschlüsse dienen können, können die Halbleiterbauelemente im Rahmen einer Oberflächenmontage auf Gegenanschlüssen einer Trägervorrichtung wie zum Beispiel einer Leiterplatte montiert werden. Auf diese Weise ist es möglich, einem Halbleiterbauelement und damit dem wenigstens einen dazugehörigen und vorderseitig platzierten Halbleiterchip über die rückseitigen Leiterabschnitte elektrische Ener- gie zuzuführen.
Im Folgenden werden weitere mögliche Details und Ausführungs¬ formen näher beschrieben, welche für das Verfahren und für die gemäß dem Verfahren hergestellten Halbleiterbauelemente in Betracht kommen können.
Es ist möglich, den Träger mit einer großen Dicke, und damit mit einem großen Abstand zwischen der Vorderseite und der als Montageseite bei den Halbleiterbauelementen dienenden Rück- seite auszubilden. In entsprechender Weise können die Halbleiterbauelemente mit einer großen Dicke bzw. Bauhöhe gefer¬ tigt werden. Hierbei kann sich der wenigstens eine vordersei¬ tig angeordnete Halbleiterchip in einem großen Abstand zur Montageseite befinden.
Dies kann sich als vorteilhaft erweisen, wenn mit Hilfe des Verfahrens Strahlungsemittierende Halbleiterbauelemente her¬ gestellt werden. In einer solchen Ausführungsform kommen Strahlungsemittierende Halbleiterchips zum Einsatz, welche auf der Vorderseite des Trägers angeordnet werden. Die strah- lungsemittierenden Halbleiterchips können zum Beispiel
Leuchtdiodenchips (LED-Chips) sein. Die gemäß dem Verfahren hergestellten Strahlungsemittierenden Halbleiterbauelemente können zum Beispiel beim Aufbau einer Anzeigevorrichtung, beispielsweise eines Moduls für eine Vi¬ deowand, eingesetzt werden. Hierbei können mehrere Halblei- terbauelemente auf einer Leiterplatte montiert werden, und kann auf der Leiterplatte in Bereichen neben und zwischen den Halbleiterbauelementen ein schützenden Vergussmaterial angeordnet werden. Die mit Hilfe des Verfahrens erzielbare große Bauhöhe der Halbleiterbauelemente macht es möglich, das Ver- gussmaterial mit einer großen Dicke auszubilden. Dadurch können die rückseitigen Leiterabschnitte der Halbleiterbauele¬ mente zuverlässig abgedichtet und infolgedessen sicher vor äußeren Umwelteinflüssen geschützt werden. Des Weiteren kann sich die Anzeigevorrichtung aufgrund der vorderseitigen An- Ordnung der Strahlungsemittierenden Halbleiterchips auf den Halbleiterbauelementen durch einen effizienten Leuchtbetrieb aus zeichnen .
Die Formmasse, mit welcher die Leiterstruktur umformt wird, kann ein isolierendes Kunststoffmaterial sein. In Bezug auf eine Herstellung von Strahlungsemittierenden Halbleiterbauelementen kann es in Betracht kommen, als Formmasse ein nicht transparentes, zum Beispiel schwarzes Kunststoffmaterial ein¬ zusetzen. Dadurch ist ein Leuchtbetrieb mit hohem Kontrast möglich.
In einer weiteren Ausführungsform verlaufen die Zwischenabschnitte der Leiterstruktur senkrecht zur ersten und zweiten Ebene, und damit senkrecht zur Vorder- und Rückseite des Trä- gers . In dieser Ausgestaltung kann die bereitgestellte Lei¬ terstruktur im Querschnitt ein sich wiederholendes U-förmiges Profil aufweisen. Auf diese Weise können Halbleiterbauelemente mit geringen lateralen Abmessungen gefertigt werden. In einer weiteren Ausführungsform wird der Träger mit einer Dicke von wenigstens 2mm bereitgestellt. In entsprechender Weise können Halbleiterbauelemente mit einer Bauhöhe von we¬ nigstens 2mm gefertigt werden. Durch diese Ausgestaltung kann der Einsatz der Halbleiterbauelemente bei einer Videowand be¬ günstigt werden, um einen zuverlässigen Schutzverguss auszu¬ bilden . Die Leiterstruktur kann auf unterschiedliche Art und Weise bereitgestellt werden. Es ist zum Beispiel möglich, eine Me¬ tallschicht oder Metallfolie zu strukturieren, so dass eine sich zunächst noch in einer gemeinsamen Ebene erstreckende Ausgangsstruktur vorliegt, und diese Struktur anschließend zu biegen bzw. falten, um die gewünschte Ausprägung mit den in unterschiedlichen Ebenen angeordneten Leiterabschnitten zu erzeugen. Das Strukturieren kann zum Beispiel durch Ätzen o- der durch einen mechanischen Prozess wie zum Beispiel Stanzen erfolgen .
Alternativ ist es möglich, die Leiterstruktur mit den in unterschiedlichen Ebenen angeordneten Leiterabschnitten in direkter Weise durch Ätzen einer Metallschicht zu erzeugen. Des Weiteren kann die Leiterstruktur auch durch mechanische Zer- spanung einer Metallschicht bereitgestellt werden.
Darüber hinaus ist es möglich, die Leiterstruktur mit einer metallischen Beschichtung zu versehen. Dies kann zum Beispiel durch Elektroplattieren erfolgen. Das Beschichten kann vor oder auch nach dem Umformen der Leiterstruktur mit der Formmasse durchgeführt werden.
Die Leiterabschnitte und Zwischenabschnitte der Leiterstruk¬ tur können in größeren Einheiten bzw. Elementen zusammenge- fasst sein. In diesem Sinne weist die bereitgestellte Lei¬ terstruktur in einer weiteren Ausführungsform Leiterelemente auf, wobei jedes Leiterelement zwei vorderseitige Leiterab¬ schnitte, einen rückseitigen Leiterabschnitt und zwei den rückseitigen Leiterabschnitt mit den vorderseitigen Leiterab- schnitten verbindende Zwischenabschnitte aufweist. Bei dem
Vereinzelungsprozess werden die Leiterelemente im Bereich der rückseitigen Leiterabschnitte durchtrennt. Auf diese Weise kann ein Leiterelement jeweils auf zwei Halbleiterbauelemente verteilt werden. Ein nach der Vereinzelung vorliegendes durchtrenntes Leiterelement eines Halbleiterbauelements kann einen vorderseitigen Leiterabschnitt und einen über einen Zwischenabschnitt mit dem vorderseitigen Leiterabschnitt ver- bundenen durchtrennten rückseitigen Leiterabschnitt aufweisen .
Die Leiterelemente können, von oben betrachtet, eine Strei¬ fenform aufweisen. Im Querschnitt können die Leiterelemente einen stufenförmigen Verlauf bzw. ein U-förmiges Profil be¬ sitzen. Des Weiteren kann die bereitgestellte Leiterstruktur mehrere parallel verlaufende Reihen aus in Längsrichtung ne¬ beneinander angeordneten streifenförmigen Leiterelementen aufweisen. In den einzelnen Reihen können die vorderseitigen Leiterabschnitte benachbarter Leiterelemente nebeneinander bzw. gegenüberliegend angeordnet sein.
In einer weiteren Ausführungsform wird der Vereinzelungspro- zess derart durchgeführt, dass vereinzelte Halbleiterbauele- mente gebildet werden, welche wenigstens zwei durchtrennte
Leiterelemente bzw. wenigstens ein Paar aus zwei durchtrenn¬ ten Leiterelementen aufweisen. Hierbei können die vorderseitigen Leiterabschnitte eines solchen Paars aus durchtrennten Leiterelementen gegenüberliegend angeordnet sein, und können die betreffenden Leiterelemente bei einer entsprechenden elektrischen Kontaktierung als Kathode und Anode für einen Halbleiterchip dienen.
Mit Hilfe des Verfahrens können Einzelchip-Bauelemente herge- stellt werden, welche lediglich einen Halbleiterchip bzw. lediglich einen Strahlungsemittierenden Halbleiterchip aufweisen. Hierzu korrespondierend können die Halbleiterbauelemente mit lediglich einem als Kathode und Anode dienenden Paar aus zwei durchtrennten Leiterelementen gefertigt werden, mit wel- chen der Halbleiterchip elektrisch verbunden ist.
Mit Hilfe des Verfahrens können ferner Multichip-Bauelemente gefertigt werden, welche mehrere Halbleiterchips bzw. mehrere Strahlungsemittierende Halbleiterchips aufweisen. Die Mul¬ tichip-Bauelemente können des Weiteren derart hergestellt werden, dass die mehreren Halbleiterchips separat angesteuert werden können.
Zu diesem Zweck können die Halbleiterbauelemente mit mehreren separaten Paaren aus zwei durchtrennten Leiterelementen gefertigt werden, wobei die Anzahl der Leiterelement-Paare mit der Anzahl der Halbleiterchips übereinstimmen kann. Sofern die Halbleiterchips elektrisch mit den einzelnen und als Ka¬ thode und Anode dienenden Leiterelement-Paare verbunden sind, ist es möglich, die Halbleiterchips unabhängig voneinander mit elektrischer Energie zu versorgen und dadurch separat voneinander anzusteuern.
Für Multichip-Bauelemente mit getrennt ansteuerbaren Halb¬ leiterchips kann des Weiteren eine Bauform in Betracht kom¬ men, in welcher statt separater Kathoden und Anoden eine gemeinsame Kathode und separate Anoden oder eine gemeinsame Anode und separate Kathoden vorliegen. Dies lässt sich mit geeignet ausgestalteten Leiterelementen der Leiterstruktur verwirklichen. Derartige Leiterelemente können zum Beispiel im Vergleich zu der oben beschriebene Ausgestaltung eines Leiterelements mit zwei vorderseitigen Leiterabschnitten, ei- nem rückseitigen Leiterabschnitt und zwei Zwischenabschnitten eine größere Anzahl an Leiterabschnitten aufweisen. Des Weiteren können die Leiterelemente durch die Vereinzelung sowohl in separate und lediglich einzelnen Halbleiterchips zugeord¬ nete bzw. mit einzelnen Halbleiterchips elektrisch verbundene Leiterelemente als auch in Leiterelemente unterteilt werden, welche mehreren Halbleiterchips gemeinsam zugeordnet sind und welche mit mehreren Halbleiterchips elektrisch verbunden sind. Hierbei können zum Beispiel mehrere Halbleiterchips auf einem vorderseitigen Leiterabschnitt eines solchen Leiterele- ments angeordnet sein.
In Bezug auf Multichip-Bauelemente ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass Halbleiterchips zum Erzeugen einer ersten Lichtstrahlung, Halbleiterchips zum Erzeugen einer zweiten Lichtstrahlung und Halbleiterchips zum Erzeugen einer dritten Lichtstrahlung auf dem Träger angeordnet werden. Im Rahmen des Vereinzelungsprozesses werden separate Halbleiterbauelemente gebildet, welche einen Halbleiterchip zum Erzeugen der ersten Lichtstrahlung, einen Halbleiterchip zum Erzeugen der zweiten Lichtstrahlung und einen Halbleiterchip zum Erzeugen der dritten Lichtstrahlung aufweisen. Die Halbleiterbauelemente können wie vorstehend angegeben derart gefertigt werden, dass die unterschiedlichen Halbleiterchips separat angesteuert und dadurch unabhängig voneinander zur Abgabe ihrer jeweiligen Lichtstrahlung betrieben werden können. Auf diese Weise können die Halbleiterbauelemente als Pi¬ xel einer Anzeigevorrichtung eingesetzt werden, deren Farbe individuell einstellbar ist.
In Bezug auf die vorgenannte Ausführungsform kann es sich bei der ersten, zweiten und dritten Lichtstrahlung zum Beispiel um eine rote, eine grüne und eine blaue Lichtstrahlung han- dein. Die auf diese Weise hergestellten Halbleiterbauelemente können infolgedessen als RGB-Pixel verwendet werden.
Wie oben angedeutet wurde, kann im Rahmen des Anordnens der Halbleiterchips auf dem Träger auch ein elektrisches An- schließen der Halbleiterchips an vorderseitige Leiterab¬ schnitte der Leiterstruktur erfolgen. In diesem Zusammenhang können die im Folgenden erläuterten Ausführungsformen zur Anwendung kommen. In einer weiteren Ausführungsform werden die Halbleiterchips jeweils auf einem vorderseitigen Leiterabschnitt angeordnet und über eine Kontaktstruktur elektrisch an einen benachbarten bzw. gegenüberliegenden vorderseitigen Leiterabschnitt angeschlossen. Bei dieser Ausgestaltung können Halbleiter- chips mit einem Vorderseitenkontakt und einem Rückseitenkon¬ takt eingesetzt werden. Über den Rückseitenkontakt und ein elektrisch leitfähiges Verbindungsmittel, zum Beispiel ein Lotmittel oder ein elektrisch leitfähiger Klebstoff, kann ein solcher Halbleiterchip elektrisch und mechanisch mit einem vorderseitigen Leiterabschnitt verbunden werden. Der Vorderseitenkontakt des Halbleiterchips kann über die Kontaktstruk¬ tur elektrisch mit einem benachbarten vorderseitigen Leiter- abschnitt verbunden werden.
Bei der verwendeten Kontaktstruktur kann es sich zum Beispiel um einen Bonddraht handeln. Alternativ existieren andere Anschlussmöglichkeiten, wie weiter unten noch näher erläutert wird.
Auf der Vorderseite des Trägers kann zusätzlich eine an die Halbleiterchips angrenzende Schicht aus einem isolierenden Kunststoffmaterial ausgebildet werden, mit welcher die vor- derseitigen Leiterabschnitte der Leiterstruktur abgedeckt werden können. Dadurch kann erzielt werden, dass bei den vereinzelten Halbleiterbauelementen lediglich die zur Oberflächenmontage eingesetzten rückseitigen Leiterabschnitte frei¬ liegen und zugänglich sind. Die Zwischenabschnitte können in der Formmasse eingebettet sein, und die vorderseitigen Lei¬ terabschnitte können von der vorderseitig aufgebrachten
Schicht bedeckt sein. In Bezug auf die vorderseitige Schicht können folgende Ausführungsformen zur Anwendung kommen. In einer weiteren Ausführungsform wird eine die Halbleiterchips bedeckende Versiegelungsschicht auf der Vorderseite des Trägers ausgebildet. Mit Hilfe der Versiegelungsschicht kön¬ nen die Halbleiterchips vollständig eingekapselt werden. Im Hinblick auf die Herstellung strahlungsemittierender Halblei- terbauelemente kann die Versiegelungsschicht aus einem trans¬ parenten oder semitransparenten Kunststoffmaterial ausgebildet werden. Das Ausbilden der Versiegelungsschicht kann vor dem Vereinzelungsprozess durchgeführt werden. In einer weiteren Ausführungsform wird eine Einbettungsschicht auf der Vorderseite des Trägers ausgebildet, welche seitlich an die Halbleiterchips bzw. an deren Seitenflanken angrenzt, so dass Vorderseiten der Halbleiterchips freilie- gen. Nachfolgend können Kontaktstrukturen ausgebildet werden, um die Halbleiterchips an vorderseitige Leiterabschnitte an¬ zuschließen. Auch in dieser Ausführungsform können Halbleiterchips mit einem Vorderseitenkontakt und einem Rücksei- tenkontakt zur Anwendung kommen. Vor dem Ausbilden der Einbettungsschicht können die Halbleiterchips mit deren Rücksei¬ tenkontakten in der oben beschriebenen Art und Weise auf vorderseitigen Leiterabschnitten montiert werden. Durch das Herstellen der Kontaktstrukturen nach dem Ausbilden der Einbet- tungsschicht können die Vorderseitenkontakte der Halbleiter¬ chips elektrisch mit benachbarten vorderseitigen Leiterabschnitten verbunden werden. Die Einbettungsschicht kann aus einem nicht transparentes Kunststoffmaterial ausgebildet wer¬ den. Das Ausbilden der Einbettungsschicht und das Ausbilden der Kontaktstrukturen kann vor dem Vereinzelungsprozess durchgeführt werden.
Die vorgenannte Ausführungsform erweist sich als günstig in Bezug auf die Herstellung von Strahlungsemittierenden Halb- leiterbauelementen . In dieser Ausgestaltung können die Vorderseiten der Halbleiterchips, über welche die Halbleiterchips eine Lichtstrahlung abgeben können, unbedeckt bleiben. Auf diese Weise ist eine effiziente Strahlungsemission ohne optische Fehler und Streueffekte möglich, und können sich die Halbleiterbauelemente durch eine hohe Helligkeit und einen hohen Kontrast auszeichnen. Ein hoher Kontrast kann begünstigt werden, wenn die Einbettungsschicht mit einer schwarzen Farbe bzw. aus einem schwarzen Kunststoffmaterial ausgebildet wird .
In einer weiteren Ausführungsform wird nach dem Ausbilden der Kontaktstrukturen und vor der Vereinzelung eine Schutzschicht auf den Halbleiterchips bzw. auf deren freiliegenden Vorderseiten, auf den Kontaktstrukturen und auf der Einbettungs- schicht ausgebildet. Auf diese Weise können die Halbleiter¬ chips und die Kontaktstrukturen vor äußeren Einflüssen geschützt werden. Die Schutzschicht kann aus einem transparenten Kunststoffmaterial ausgebildet werden. In einer weiteren Ausführungsform werden die vorgenannten Kontaktstrukturen wie folgt ausgebildet. Für jede Kontakt¬ struktur wird eine Ausnehmung in der Einbettungsschicht zum Freilegen eines Teils eines vorderseitigen Leiterabschnitts erzeugt, und wird eine elektrisch leitfähige Kontaktschicht zum Verbinden eines Halbleiterchips bzw. eines Vorderseitenkontakts eines Halbleiterchips mit dem freigelegten Teil des vorderseitigen Leiterabschnitts ausgebildet. Auf diese Weise hergestellte Kontaktstrukturen können sogenannte planare Kon¬ takte bzw. PI-Kontakte (Planar Interconnect) , auch als PICOS- Kontakte bezeichnet, sein.
Die vorstehend beschriebene Vorgehensweise bietet die Mög- lichkeit, die Kontaktstrukturen möglichst klein auszubilden. Auch können die verwendeten Halbleiterchips kleine Vordersei¬ tenkontakte aufweisen. Sofern Strahlungsemittierende Halblei¬ terbauelemente mit einer schwarzen Einbettungsschicht herge¬ stellt werden, und aus diesen eine Anzeigevorrichtung aufge- baut wird, kann erreicht werden, dass die Anzeigevorrichtung im ausgeschalteten Zustand nahezu schwarz erscheint. Hierbei können lediglich die Halbleiterchips und die Kontaktstruktu¬ ren einen geringen reflektierenden Anteil besitzen. Hinsichtlich der in Form von Kontaktschichten verwirklichten Kontaktstrukturen kann es ferner in Betracht kommen, vor dem Ausbilden der Kontaktschichten an jedem Halbleiterchip eine isolierende Schicht auszubilden, welche den betreffenden Halbleiterchip vorderseitig am Rand bzw. im Bereich des Vor- derseitenkontakts und einen Teil der Einbettungsschicht be¬ deckt. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass die Sei¬ tenflanke und der Vorderseitenkontakt des Halbleiterchips über die nachfolgend erzeugte Kontaktschicht kurzgeschlossen werden. Die isolierende Schicht kann aus einem transparenten Kunststoffmaterial ausgebildet werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein oberflä- chenmontierbares Halbleiterbauelement vorgeschlagen. Das Halbleiterbauelement weist einen Träger mit einer Vorderseite und einer Rückseite und wenigstens einen auf der Vorderseite des Trägers angeordneten Halbleiterchip auf. Der Träger weist eine metallische Leiterstruktur und eine an die Leiterstruk- tur angrenzende Formmasse auf. Die Leiterstruktur weist in einer ersten Ebene angeordnete vorderseitige Leiterabschnit¬ te, in einer zweiten Ebene versetzt zur ersten Ebene angeord¬ nete rückseitige Leiterabschnitte und sich zwischen den vor¬ derseitigen und rückseitigen Leiterabschnitten erstreckende Zwischenabschnitte auf. Die vorderseitigen Leiterabschnitte liegen an der Vorderseite des Trägers frei. Die rückseitigen Leiterabschnitte liegen an der Rückseite des Trägers frei.
Das Halbleiterbauelement kann gemäß dem oben erläuterten Ver¬ fahren bzw. gemäß einer oder mehrerer der oben beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens hergestellt sein. Für das Halbleiterbauelement können dieselben Ausgestaltungen denkbar sein und können dieselben Vorteile in Betracht kommen, wie sie oben erläutert wurden. Beispielsweise kann das Halblei¬ terbauelement in Form eines Strahlungsemittierenden Halbleiterbauelements verwirklicht sein, indem der wenigstens eine Halbleiterchip ein strahlungsemittierender Halbleiterchip ist. Auch kann das Halbleiterbauelement eine große Bauhöhe von zum Beispiel wenigstens 2mm aufweisen. Dadurch eignet sich das Halbleiterbauelement für eine Verwendung bei einer Anzeigevorrichtung .
Des Weiteren können zum Beispiel einzelne oder mehrere der folgenden Ausgestaltungen vorliegen. Die Formmasse kann ein schwarzes Kunststoffmaterial aufweisen. Die Vorderseite des Trägers kann durch die vorderseitigen Leiterabschnitte und die Formmasse gebildet sein. Die Rückseite des Trägers kann durch die rückseitigen Leiterabschnitte und die Formmasse ge¬ bildet sein. Die Zwischenabschnitte der Leiterstruktur können senkrecht zur ersten und zweiten Ebene und damit senkrecht zur Vorder- und Rückseite des Trägers verlaufen. Des Weiteren können die Zwischenabschnitte jeweils mit einem vorderseiti¬ gen und mit einem rückseitigen Leiterabschnitt verbunden sein. Der wenigstens eine Halbleiterchip kann über einen Bonddraht an einen vorderseitigen Leiterabschnitt angeschlos¬ sen sein. Die Vorderseite des Trägers sowie der wenigstens eine Halbleiterchip können mit einer transparenten oder semi- transparenten Versiegelungsschicht bedeckt sein.
Möglich ist es auch, dass auf der Vorderseite des Trägers ei¬ ne Einbettungsschicht angeordnet ist, welche seitlich an den wenigstens einen Halbleiterchip angrenzt, so dass eine Vor¬ derseite des wenigstens einen Halbleiterchips nicht mit der Einbettungsschicht bedeckt ist. Der betreffende Halbleiter¬ chip kann ferner über eine Kontaktstruktur an einen vorderseitigen Leiterabschnitt angeschlossen sein. Hierbei kann die Einbettungsschicht eine Ausnehmung aufweisen, über welche ein Teil des vorderseitigen Leiterabschnitts freigelegt ist. Die Kontaktstruktur kann in Form einer Kontaktschicht verwirklicht sein, über welche der Halbleiterchip mit dem freigelegten Teil des vorderseitigen Leiterabschnitts elektrisch verbunden ist. Die Einbettungsschicht kann aus einem nicht transparenten, zum Beispiel schwarzen Kunststoffmaterial aus¬ gebildet sein. Das Halbleiterbauelement kann gegebenenfalls eine zusätzliche Schutzschicht aus einem transparenten Kunst¬ stoffmaterial aufweisen, welche auf dem wenigstens einen Halbleiterchip, der Kontaktstruktur und der Einbettungsschicht angeordnet sein kann.
Darüber hinaus kann das Halbleiterbauelement als Multichip- Bauelement verwirklicht sein, und zum Beispiel drei strah- lungsemittierende Halbleiterchips aufweisen. Die drei Halb- leiterchips können zum Erzeugen von unterschiedlichen Lichtstrahlungen, beispielsweise einer roten, einen grünen und einer blauen Lichtstrahlung, ausgebildet sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Anzeige- Vorrichtung vorgeschlagen. Die Anzeigevorrichtung weist eine Leiterplatte, mehrere auf der Leiterplatte angeordnete Halb¬ leiterbauelemente und ein Vergussmaterial auf. Das Vergussma¬ terial ist auf der Leiterplatte in Bereichen neben und zwi- - lö ¬ schen den Halbleiterbauelementen angeordnet. Die Halbleiterbauelemente weisen den oben beschriebenen Aufbau bzw. einen Aufbau gemäß einer oder mehrerer der oben beschriebenen Ausführungsformen auf. Auch können die Halbleiterbauelemente ge- maß dem oben erläuterten Verfahren bzw. gemäß einer oder mehrerer der oben beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens hergestellt sein. In Bezug auf den Einsatz bei der Anzeige¬ vorrichtung sind die Halbleiterbauelemente strahlungsemittie- rende Halbleiterbauelemente. Daher ist der wenigstens eine Halbleiterchip der Halbleiterbauelemente ein strahlungsemit- tierender Halbleiterchip.
Wie oben angeben wurde, können die Halbleiterbauelemente eine große Bauhöhe von zum Beispiel wenigstens 2mm aufweisen. In entsprechender Weise kann das Vergussmaterial mit einer gro¬ ßen Dicke auf der Leiterplatte ausgebildet werden. Auf diese Weise können die rückseitigen Leiterabschnitte der Halblei¬ terbauelemente zuverlässig abgedichtet und damit sicher vor äußeren Umwelteinflüssen geschützt werden. Die vorderseitige Anordnung der Strahlungsemittierenden Halbleiterchips auf den Halbleiterbauelementen ermöglicht darüber hinaus einen effizienten Leuchtbetrieb der Anzeigevorrichtung. Im Vergleich zur Verwendung herkömmlicher Halbleiterbauelemente ist eine Steigerung der Lichtausbeute von zum Beispiel bis zu 50 ~6 mög lieh.
Für die Anzeigevorrichtung können einzelne oder mehrere der folgenden Ausgestaltungen vorliegen. Die Anzeigevorrichtung kann ein Modul für eine Videowand sein. Auch kann die Anzei- gevorrichtung für eine Anwendung im Outdoor-Bereich geeignet sein. Die Halbleiterbauelemente können über die rückseitigen Leiterabschnitte und ein elektrisch leitfähiges Verbindungs¬ mittel elektrisch und mechanisch mit Anschlüssen der Leiterplatte verbunden sein. Das Vergussmaterial kann ein Kunst- Stoff- bzw. Silikonmaterial sein. Des Weiteren kann das Ver¬ gussmaterial nicht transparent sein und zum Beispiel eine schwarze Farbe aufweisen. Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen der Erfindung können - außer zum Beispiel in Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbare 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 Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den schematischen Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen: Figuren 1 bis 3 AufSichtsdarstellungen und eine seitliche Darstellung einer bereitgestellten Leiterstruktur zum Herstellen von Multichip-Bauelementen;
Figuren 4, 5 eine AufSichtsdarstellung und eine seitliche Darstellung eines durch Umformen der Leiterstruktur mit einer Formmasse gebildeten Trägers;
Figuren 6, 7 eine AufSichtsdarstellung und eine seitliche Darstellung des Trägers nach einer Chipmontage und einem Aus- bilden einer Versiegelungsschicht;
Figuren 8, 9 eine AufSichtsdarstellung und eine seitliche Darstellung eines vereinzelten Multichip-Bauelements; Figur 10 eine seitliche Darstellung des Trägers nach einer alternativen Chipmontage unter Verwendung einer Einbettungsschicht ;
Figur 11 eine seitliche Darstellung eines weiteren vereinzel- ten Multichip-Bauelements; Figur 12 eine vergrößerte seitliche Darstellung des Trägers nach der alternativen Chipmontage mit der Einbettungsschicht und einem Ausbilden von weiteren Schichten; Figur 13 eine AufSichtsdarstellung eines Trägers mit einer alternativen Leiterstruktur zum Herstellen von Multichip- Bauelernenten;
Figur 14 eine AufSichtsdarstellung eines Trägers mit einer alternativen Leiterstruktur zum Herstellen von Einzelchip- Bauelementen; und
Figur 15 eine seitliche Darstellung einer Anzeigevorrichtung. Anhand der folgenden schematischen Figuren werden mögliche
Ausgestaltungen eines Verfahrens zum Herstellen von oberflä- chenmontierbaren Strahlungsemittierenden Halbleiterbauelementen beschrieben. Die Halbleiterbauelemente können bei Anzei¬ gevorrichtungen im Outdoor-Bereich zur Anwendung kommen. Bei dem Verfahren können aus der Halbleitertechnik und aus der Fertigung elektronischer und optoelektronischer Bauelemente bekannte Prozesse durchgeführt werden und können in diesen Gebieten übliche Materialien zum Einsatz kommen, so dass hierauf nur teilweise eingegangen wird. In gleicher Weise können zusätzlich zu gezeigten und beschriebenen Prozessen weitere Prozesse durchgeführt werden und können die Bauelemente zu¬ sätzlich zu gezeigten und beschriebenen Komponenten mit weiteren Komponenten und Strukturen gefertigt werden. Es wird ferner darauf hingewiesen, dass die Figuren lediglich schema- tischer Natur sind und nicht maßstabsgetreu sind. In diesem
Sinne können in den Figuren gezeigte Komponenten und Strukturen zum besseren Verständnis übertrieben groß oder verkleinert dargestellt sein. In den Figuren ist ergänzend anhand von mit x, y, z bezeich¬ neten und rechtwinklig orientierten Achsen ein dreidimensionales orthogonales Koordinatensystem angedeutet. Dieses wird im Folgenden zum Teil zur Beschreibung geometrischer Gegebenheiten verwendet.
Die Figuren 1 bis 9 zeigen anhand von AufSichtsdarstellungen und seitlichen Schnittdarstellungen ein mögliches Verfahren zum Herstellen von oberflächenmontierbaren Halbleiterbauelementen 101. Hierbei handelt es sich um Strahlungsemittierende Multichip-Bauelemente 101, welche drei getrennt ansteuerbare Strahlungsemittierende Halbleiterchips 140 aufweisen. Die drei Halbleiterchips 140 können zum Erzeugen von unterschied¬ lichen Lichtstrahlungen, d.h. einer roten, einer grünen und einer blauen Lichtstrahlung ausgebildet sein. Dadurch können die Halbleiterbauelemente 101 als RGB-Pixel einer Anzeigevor¬ richtung eingesetzt werden. Diese Anwendung kann durch eine mit Hilfe des Verfahrens erzielbare große Bauhöhe der Halb¬ leiterbauelemente 101 begünstigt werden.
Zu Beginn des Verfahrens wird eine metallische Leiterstruktur 110 bereitgestellt, welche ausschnittsweise in den Figuren 1, 2 in einer Aufsicht und in Figur 3 im Querschnitt gezeigt ist. Die Leiterstruktur 110 weist eine Vielzahl an Leiterab¬ schnitten 121, 122 auf, welche in einer ersten Ebene 171 angeordnet sind (vgl. Figur 3) . Entsprechend des Koordinaten¬ systems handelt es sich um eine x-y-Ebene 171. Bei einem spä- ter erzeugten Träger 130 befinden sich die Leiterabschnitte
121, 122 an dessen Vorderseite 181 (vgl. Figur 5) . Daher werden die Leiterabschnitte 121, 122 im Folgenden auch als vorderseitige Leiterabschnitte 121, 122 bezeichnet. Die Leiter¬ abschnitte 121 weisen eine größere Länge als die Leiterab- schnitte 122 auf.
Die Leiterstruktur 110 weist ferner eine Vielzahl an Leiterabschnitten 125 auf, welche in einer zur ersten Ebene 171 parallel versetzten zweiten x-y-Ebene 172 angeordnet sind (vgl. Figur 3) . Da sich die Leiterabschnitte 125 an einer Rückseite 182 des später erzeugten Trägers 130 befinden (vgl. Figur 5), werden diese im Folgenden auch rückseitige Leiterabschnitte 125 genannt. In Bezug auf die oben erwähnte große Bauhöhe der Halbleiterbauelemente 101 kann die Leiterstruktur 110 mit ei¬ ner Bauhöhe und damit einem Abstand der Ebenen 171, 172 von zum Beispiel wenigstens 2mm verwirklicht sein. Die Leiterstruktur 110 weist des Weiteren sich zwischen den vorderseitigen und rückseitigen Leiterabschnitten 121, 122, 125 erstreckende Zwischenabschnitte 127 auf (vgl. Figur 3) . Die Zwischenabschnitte 127, welche jeweils mit einem vorder¬ seitigen Leiterabschnitt 121 oder 122 und einem rückseitigen Leiterabschnitt 125 verbunden sind, verlaufen senkrecht zu den beiden Ebenen 171, 172 und damit in z-Richtung.
Wie anhand der Figuren 1 bis 3 deutlich wird, sind mehrere der Abschnitte 121, 122, 125, 127 zu größeren Einheiten 111 zusammengefasst , welche im Folgenden als Leiterelemente 111 bezeichnet werden. Die Leiterelemente 111, welche von oben betrachtet eine Streifenform aufweisen, umfassen jeweils zwei vorderseitige Leiterabschnitte 121, 122, einen dazwischen an¬ geordneten rückseitigen Leiterabschnitt 125 und zwei Zwi- schenabschnitte 127 (vgl. Figur 3) . Über die beiden Zwischenabschnitte 127 ist der rückseitige Leiterabschnitt 125 mit jeweils einem der beiden vorderseitigen Leiterabschnitte 121, 122 verbunden. Wie in den Figuren 1, 2 ferner dargestellt ist, sind die streifenförmigen Leiterelemente 111 in mehreren parallelen und in x-Richtung verlaufenden Reihen angeordnet. In jeder Reihe sind die Leiterelemente 111 derart positioniert, dass sich jeweils zwei vorderseitige Leiterabschnitte 121, 122 von benachbarten Leiterelementen 111 in einem Abstand gegenüberliegen. Hierbei sind die betreffenden Leiterabschnitte 121, 122 durch eine Unterbrechung voneinander getrennt. Im Querschnitt weisen die streifenförmigen Leiterelemente 111, wie in Figur 3 gezeigt ist, ein U-förmiges Profil auf. In ent- sprechender Weise besitzt die Leiterstruktur 110 im Querschnitt ein sich wiederholendes U-Profil. Die Leiterstruktur 110 weist darüber hinaus, wie in den Figu¬ ren 1, 2 gezeigt ist, stegförmige Verbindungselemente 115, 116 auf, über welche die rückseitigen Leiterabschnitte 125 miteinander verbunden sind. Diese werden im Folgenden als Verbindungsstege 115, 116 bezeichnet. Mit Hilfe der Verbin¬ dungsstege 115, 116 wird die Leiterstruktur 110 mechanisch zusammengehalten. In diesem Zustand sind sämtliche Bestand¬ teile der Leiterstruktur 110 elektrisch kurzgeschlossen. Die Verbindungsstege 116, welche unmittelbar mit den rücksei¬ tigen Leiterabschnitten 125 verbunden sind und sich zwischen benachbarten Leiterabschnitten 125 erstrecken, verlaufen in y-Richtung in der zweiten Ebene 172. Die Verbindungsstege 116 sind ihrerseits zum Teil mit den Verbindungsstegen 115 ver- bunden. Die Verbindungsstege 115 besitzen, vergleichbar zu den Leiterelementen 111, ein U-förmiges Querschnittsprofil. Hierbei weisen die Verbindungsstege 115 sowohl in der ersten Ebene 171 als auch in der zweiten Ebene 172 in x-Richtung verlaufende Teilabschnitte auf, wie in den Figuren 1, 2 ange- deutet ist. Derartige Teilabschnitte sind über nicht darge¬ stellte und senkrecht hierzu bzw. in z-Richtung verlaufende Teilabschnitte der Verbindungsstege 115 verbunden.
Anhand von Figur 1 wird weiter deutlich, dass bei der Lei- terstruktur 110 jeweils drei Reihen aus Leiterelementen 111 nebeneinander angeordnet sind, und jeweils neben bzw. zwischen solchen Reihenanordnungen aus Leiterelementen 111 die Verbindungsstege 115 vorhanden sind. In Figur 1 ist ferner anhand von gestrichelten Linien ein rechteckiger bzw. quadra- tischer Bauelementbereich 190 angedeutet, anhand dessen die geometrische Ausdehnung von einem der herzustellenden Halbleiterbauelemente 101 veranschaulicht ist. Der Bauelementbe¬ reich 190 ist von Verbindungsstegen 115, 116 umschlossen. Die Leiterstruktur 110 kann wie folgt hergestellt werden.
Hierbei wird eine Metallfolie bereitgestellt und nachfolgend einer Strukturierung unterzogen, wodurch eine sich zunächst noch in einer gemeinsamen Ebene erstreckende Ausgangsstruktur vorliegt (nicht dargestellt) . Das Strukturieren der Metallfo¬ lie kann zum Beispiel durch Ätzen oder durch einen mechanischen Prozess wie zum Beispiel Stanzen durchgeführt werden. Die Ausgangsstruktur wird anschließend gefaltet, um die in den Figuren 1 bis 3 gezeigte Ausprägung der Leiterstruktur
110 in Form eines Metallnetzes mit dem sich wiederholenden U- Profil zu erzeugen. Die bereitgestellte Metallfolie weist ei¬ ne Dicke auf, welche sowohl ein einfaches Falten ermöglicht als auch der Metallfolie und damit der Leiterstruktur 110 ei- ne ausreichende Steifigkeit verleiht. Dies kann zum Beispiel mit einer Dicke der Metallfolie im Bereich von 50ym bis 200ym erreicht werden.
Nach dem Bereitstellen der Leiterstruktur 110 wird die Lei- terstruktur 110, wie in Figur 4 in der Aufsicht und in Figur 5 im Querschnitt gezeigt ist, mit einer Formmasse 135 um¬ formt. Auf diese Weise wird ein ebener plattenförmiger Träger 130 mit einer flachen Vorderseite 181 und einer hierzu entge¬ gengesetzten flachen Rückseite 182 erzeugt. Die Vorderseite 181 des Trägers 130 wird durch die vorderseitigen Leiterab¬ schnitte 121, 122 und die mit den Leiterabschnitten 121, 122 an dieser Stelle bündig abschließende Formmasse 135 gebildet. Infolgedessen sind die vorderseitigen Leiterabschnitte 121, 122 an der Vorderseite 181 freigestellt. In gleicher Weise wird die Rückseite 182 des Trägers 130 durch die rückseitigen Leiterabschnitte 125 und die mit den Leiterabschnitten 125 an dieser Stelle bündig abschließende Formmasse 135 gebildet. Infolgedessen liegen die rückseitigen Leiterabschnitte 125 an der Rückseite 182 frei. Entsprechend der oben erläuterten Ausgestaltung der Leiterstruktur 110 kann der Träger 130 eine Dicke von wenigstens 2mm aufweisen.
Das Umformen der Leiterstruktur 110 kann mit Hilfe eines Formprozesses (Molding) unter Verwendung eines nicht darge¬ stellten Form- bzw. Moldwerkzeugs durchgeführt werden. Hier bei kann die Leiterstruktur 110 mit der Formmasse 135 um¬ spritzt werden. Bei der Formmasse 135 kann es sich um ein Kunststoffmaterial , zum Beispiel um ein Duroplast oder Ther moplast, handeln. Um im Leuchtbetrieb der mit dem Verfahren hergestellten Halbleiterbauelemente 101 einen hohen Kontrast zu erzielen, kann die verwendete Formmasse 135 eine schwarze Farbe aufweisen.
Anschließend werden weitere Prozesse durchgeführt, wie in Fi¬ gur 6 in der Aufsicht und in Figur 7 im Querschnitt gezeigt ist. Zunächst werden auf der Vorderseite 181 der bereitge¬ stellten Trägerplatte 130 Strahlungsemittierende Halbleiter- chips 140 montiert. Die Halbleiterchips 140 können zum Bei¬ spiel LED-Chips sein. Bei der Chipmontage werden die Halb¬ leiterchips 140 auf den vorderseitigen Leiterabschnitten 121 der Leiterelemente 111 angeordnet sowie elektrisch mit diesen und mit den gegenüberliegenden vorderseitigen Leiterabschnit- ten 122 von benachbarten Leiterelementen 111 verbunden.
Die Halbleiterchips 140 weisen einen Vorderseitenkontakt und einen Rückseitenkontakt auf (jeweils nicht dargestellt).
Mit den Rückseitenkontakten werden die Halbleiterchips 140 auf den Leiterabschnitten 121 angeordnet. An diesen Stellen wird eine elektrische und mechanische Verbindung mit Hilfe eines Verbindungsmittels wie zum Beispiel eines Lotmittels oder eines elektrisch leitfähigen Klebstoffs hergestellt (nicht dargestellt) . Die Vorderseitenkontakte der Halbleiter- chips 140 werden über Bonddrähte 150 an die jeweils benach¬ bart zu den Leiterabschnitten 121 vorliegenden Leiterabschnitte 122 angeschlossen.
Wie oben angedeutet wurde, können mit Hilfe des Verfahrens als RGB-Pixel dienende Halbleiterbauelemente 101 hergestellt werden. Für diese Ausgestaltung werden auf dem Träger 130 unterschiedliche lichtemittierende Halbleiterchips 140 angeord¬ net, welche zum Erzeugen einer roten, einer grünen und einer blauen Lichtstrahlung ausgebildet sind. Hierbei werden in den einzelnen Bauelementbereichen (vgl. den Bereich 190 in Figur 1) jeweils ein rot emittierender, ein grün emittierender und ein blau emittierender Halbleiterchip 140 angeordnet. Von oben betrachtet sind diese drei Halbleiterchips 140 in y- Richtung nebeneinander angeordnet (vgl. Figur 6).
Nachfolgend wird eine Versiegelungsschicht 160 auf der Vor- derseite 181 des Trägers 130 ausgebildet, mit welcher die
Halbleiterchips 140 und die Bonddrähte 150 vollständig einge¬ kapselt und die vorderseitigen Leiterabschnitte 121, 122 ab¬ gedeckt werden (vgl. Figur 7) . Die Versiegelungsschicht 160 kann aus einem transparenten Kunststoffmaterial ausgebildet sein. Um im Leuchtbetrieb der Halbleiterbauelemente 101 einen höheren Kontrast zu erzielen, kann die Versiegelungsschicht 160 auch aus einem semitransparenten geschwärzten Kunststoffmaterial gefertigt sein. Das Ausbilden der Versiegelungs¬ schicht 160 kann zum Beispiel mit Hilfe eines Form- bzw. Mol- dprozesses durchgeführt werden. Möglich ist auch ein Vergie¬ ßen von Material der Versiegelungsschicht 160 auf der Vorder¬ seite 181 des Trägers 130.
Anschließend wird ein Vereinzelungsprozess durchgeführt, in welchem der Verbund aus dem mit Halbleiterchips 140 bestück¬ ten und mit der Versiegelungsschicht 160 versehenen Träger 130 durchtrennt wird, so dass separate lichtemittierende Halbleiterbauelemente 101 gebildet werden. Das Durchtrennen erfolgt entlang von in den Figuren 6, 7 angedeuteten Trenn- spuren 195 im Bereich der rückseitigen Leiterabschnitte 125 und Verbindungsstege 115, 116. Bei diesem Prozess werden die Versiegelungsschicht 160 und die Formmasse 135 durchtrennt. Auch werden die Verbindungsstege 115, 116 entfernt, wodurch die Kurzschlussverbindungen unterbrochen werden. Des Weiteren werden die rückseitigen Leiterabschnitte 125 und die dazuge¬ hörigen Leiterelemente 111 durchtrennt, und damit jeweils auf zwei Halbleiterbauelemente 101 verteilt.
Ein auf diese Weise hergestelltes strahlungsemittierendes Halbleiterbauelement 101 ist in Figur 8 in der Aufsicht und in Figur 9 im Querschnitt gezeigt. Das als Multichip- Bauelement verwirklichte Halbleiterbauelement 101 besitzt ei¬ ne quaderförmige Gestalt, und weist einen Teil des Trägers 130, einen Teil der Versieglungsschicht 160, drei Halbleiter¬ chips 140 und drei dazugehörige Paare aus jeweils zwei durch¬ trennten Leiterelementen 111 auf. Die Leiterelement-Paare dienen als Kathode und Anode der Halbleiterchips 140, und er- möglichen es, die Halbleiterchips 140 unabhängig voneinander zu bestromen und dadurch separat voneinander zur Lichtemission anzusteuern. Die drei Halbleiterchips 140 können zum Erzeugen unterschiedlicher Lichtstrahlungen, d.h. einer roten, einer grünen und einer blauen Lichtstrahlung ausgebildet sein, so dass das Halbleiterbauelement 101 als RGB-Pixel ei¬ ner Anzeigevorrichtung verwendet werden kann. Von den Leiterelementen 111 sind lediglich die rückseitigen Leiterabschnitte 125 freiliegend und damit zugänglich. Die Leiterab¬ schnitte 125 können als rückseitige Anschlüsse bzw. Lötflä- chen des Halbleiterbauelements 101 verwendet werden. Das
Halbleiterbauelement 101 kann eine relativ große Bauhöhe von zum Beispiel wenigstens 2mm aufweisen.
Im Folgenden werden mögliche Varianten und Abwandlungen des anhand der Figuren 1 bis 9 erläuterten Verfahrensablaufs be¬ schrieben. Übereinstimmende Verfahrensschritte und Merkmale sowie gleiche und gleich wirkende Komponenten werden im Fol¬ genden nicht erneut detailliert beschrieben. Für Details hierzu wird stattdessen auf die vorstehende Beschreibung Be- zug genommen. Des Weiteren können Aspekte und Details, welche in Bezug auf eine Verfahrensvariante genannt werden, auch in Bezug auf eine andere Verfahrensvariante zur Anwendung kommen und können Merkmale von zwei oder mehreren Ausgestaltungen miteinander kombiniert werden.
In einer möglichen Abwandlung des Verfahrens wird nach dem Bereitstellen des Trägers 130 eine alternative Chipmontage durchgeführt, wie in Figur 10 im Querschnitt gezeigt ist. In dieser Ausgestaltung kommt statt der Versiegelungsschicht 160 eine Einbettungsschicht 165 zum Einsatz, und werden anstelle von Bonddrähten 150 andere Kontaktstrukturen 155 ausgebildet. Zum Verwirklichen des in Figur 10 gezeigten Verbunds wird der Träger 130 in der oben beschriebenen Art und Weise hergestellt, und werden die Strahlungsemittierenden Halbleiterchips 140 auf der Vorderseite 181 des Trägers 130 angeordnet. Wie oben beschrieben, können rot, grün und blau emittierende Halbleiterchips 140 zur Anwendung kommen. Hierbei können in jedem Bauelementbereich ein rot emittierender, ein grün emittierender und ein blau emittierender Halbleiterchip 140 platziert werden. Die Halbleiterchips 140 werden mit den Rücksei- tenkontakten und unter Verwendung eines elektrisch leitfähigen Verbindungsmittels auf den vorderseitigen Leiterabschnit¬ ten 121 angeordnet.
Nachfolgend wird eine Einbettungsschicht 165 auf dem Träger 130 ausgebildet, welche seitlich an die Halbleiterchips 140 bzw. an deren Seitenflanken angrenzt und die Vorderseite 181 des Trägers 130 und damit die Leiterabschnitte 121, 122 seit¬ lich der Halbleiterchips 140 bedeckt. Die Einbettungsschicht 165 reicht bis zu den Vorderseiten der Halbleiterchips 140, so dass die Vorderseiten der Halbleiterchips 140, über welche die Halbleiterchips 140 eine Lichtstrahlung emittieren können, freiliegen.
Die Einbettungsschicht 165 kann aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet sein. Um im Leuchtbetrieb einen höheren Kontrast zu erzielen, kann ein schwarzes Kunststoffmaterial zum Ein¬ satz kommen. Das Ausbilden der Einbettungsschicht 165 kann zum Beispiel mit Hilfe eines Form- bzw. Moldprozesses durch¬ geführt werden. Möglich ist auch ein Vergießprozess .
Anschließend werden Kontaktstrukturen 155 ausgebildet, über welche die Vorderseitenkontakte der Halbleiterchips 140 elektrisch mit den jeweils benachbart zu den Leiterabschnit¬ ten 121 vorliegenden Leiterabschnitten 122 verbunden sind. Dies kann wie folgt durchgeführt werden. Für jede Kontakt¬ struktur 155 wird eine Ausnehmung 166 in der Einbettungs¬ schicht 165 ausgebildet, über welche ein Teil eines Leiterab¬ schnitts 122 freigestellt wird, und wird eine elektrisch leitfähige bzw. metallische Kontaktschicht 157 ausgebildet, über welche der Vorderseitenkontakt eines Halbleiterchips 140 mit dem freigelegten Teil eines benachbarten Leiterabschnitts 122 verbunden ist. Das Ausbilden der Ausnehmungen 166 kann mit Hilfe eines Lasers durchgeführt werden. Das Ausbilden der Kontaktschichten 157 kann unter Einsatz einer fotolithographischen Technik erfolgen. Die Kontaktschichten 157, welche jeweils auf einem Halbleiterchip 140 im Bereich von dessen Vorderseitenkontakt, auf der Einbettungsschicht 165 und in einer Ausnehmung 166 auf einem Leiterabschnitt 122 angeordnet sein können, können linienförmig und mit einer geringen Breite ausgebildet werden.
Nach dem Ausbilden der Kontaktstrukturen 155, wodurch von oben betrachtet eine Gegebenheit vergleichbar zu Figur 6 vor¬ liegen kann, wird ein Vereinzelungsprozess durchgeführt.
Hierbei wird der mit den lichtemittierenden Halbleiterchips 140 und der Einbettungsschicht 165 versehene Träger 130 ent¬ lang von Trennspuren 195 durchtrennt, so dass separate strah- lungsemittierende Halbleiterbauelemente 102 gebildet werden. Bei diesem Prozess werden die Einbettungsschicht 165 und die Formmasse 135 durchtrennt, werden die Verbindungsstege 115, 116 entfernt, und werden die rückseitigen Leiterabschnitte 125 und die dazugehörigen Leiterelemente 111 durchtrennt und jeweils auf zwei Halbleiterbauelemente 102 verteilt.
Ein auf diese Weise hergestelltes lichtemittierendes Halblei¬ terbauelement 102 ist in Figur 11 im Querschnitt gezeigt. Das Halbleiterbauelement 102 weist abgesehen von der Einbettungs- schicht 165 und den Kontaktstrukturen 155 einen zu einem
Halbleiterbauelement 101 vergleichbaren Aufbau mit drei sepa¬ rat ansteuerbaren Halbleiterchips 140 auf. Auch das Halblei¬ terbauelement 102 kann als RGB-Pixel einer Anzeigevorrichtung zur Anwendung kommen.
Im Rahmen der Herstellung der Halbleiterbauelemente 102 können neben der Einbettungsschicht 165 und den Kontaktschichten 157 weitere optionale Schichten ausgebildet werden. Zur Ver- anschaulichung zeigt Figur 12 eine vergrößerte seitliche Dar¬ stellung des Trägers 130 im Bereich eines Halbleiterchips 140. Hier dargestellt ist auch der Vorderseitenkontakt 141 des Halbleiterchips 140. Es ist zum Beispiel möglich, vor dem Ausbilden der Kontaktschichten 157 im Bereich jedes Halbleiterchips 140 zusätzlich eine isolierende Schicht 156 aus¬ zubilden. Wie in Figur 12 anhand des einen Halbleiterchips 140 gezeigt ist, kann die isolierende Schicht 156 den betref¬ fenden Halbleiterchip 140 am Rand im Bereich des Vordersei- tenkontakts 141 bedecken. Die isolierende Schicht 156, welche aus einem transparenten Kunststoffmaterial ausgebildet sein kann, kann eine Aussparung aufweisen, so dass ein Teil des Vorderseitenkontakts 141 freigestellt ist. Auch die Einbet¬ tungsschicht 165 kann neben dem Halbleiterchip 140 zum Teil mit der isolierenden Schicht 156 bedeckt sein. Bei dieser Ausgestaltung kann mit Hilfe der isolierenden Schicht 156 vermieden werden, dass die Seitenflanke und der Vorderseitenkontakt 141 des Halbleiterchips 140 über die nachfolgend er¬ zeugte Kontaktschicht 157 kurzgeschlossen werden.
Durch das Ausbilden der Kontaktschichten 156 werden die Vorderseitenkontakte 141 der Halbleiterchips 140 elektrisch mit den über die Ausnehmungen 166 der Einbettungsschicht 165 zum Teil freigestellten Leiterabschnitte 122 verbunden. Wie in Figur 12 anhand des einen Halbleiterchips 140 gezeigt ist, kann die Kontaktschicht 157 im Bereich des betreffenden Halbleiterchips 140 auf der isolierenden Schicht 156 angeordnet sein und den Vorderseitenkontakt 141 des Halbleiterchips 140 über die Aussparung der isolierenden Schicht 156 kontaktie- ren. Des Weiteren kann die Kontaktschicht 157 ausgehend von dem Vorderseitenkontakt 141 sich in der zugehörigen Ausnehmung 166 der Einbettungsschicht 165 nicht nur bis zu dem Lei¬ terabschnitt 122 erstrecken, sondern zusätzlich auch wieder aus der Ausnehmung 166 heraus bis zu einer Vorderseite der Einbettungsschicht 165 verlaufen.
Figur 12 veranschaulicht des Weiteren die Möglichkeit, vor der Vereinzelung eine optionale Schutzschicht 169 aus einem transparenten Kunststoffmaterial auszubilden, mit welcher die Halbleiterchips 140 bzw. deren Vorderseiten, die Kontakt¬ schichten 157 und die Einbettungsschicht 165 bedeckt werden. Auf diese Weise können die Halbleiterchips 140 und die Kon- taktschichten 157 vor äußeren Einflüssen geschützt werden. Zuvor können, wie ebenfalls in Figur 12 angedeutet ist, die mit den Kontaktschichten 157 versehenen Ausnehmungen 166 der Einbettungsschicht 165 jeweils mit einer optionalen Füll¬ schicht 159 versehen werden, um in diesem Bereich eine plane Oberfläche zur Verfügung zu stellen.
Die vorstehend erläuterten Multichip-Bauelemente 101, 102 weisen Paare aus separaten durchtrennten Leiterelementen 111 auf, welche als separate Kathoden und Anoden der Halbleiter- chips 140 dienen. Es können jedoch auch Multichip-Bauelemente mit getrennt bestrombaren Halbleiterchips 140 verwirklicht werden, welche eine gemeinsame Kathode und separate Anoden oder eine gemeinsame Anode und separate Kathoden für die Halbleiterchips 140 aufweisen. Dies lässt sich durch eine Leiterstruktur 110 mit hierauf abgestimmten Formen von Leiterelementen 111 verwirklichen. Derartige Leiterelemente 111 können abweichend von der vorstehend beschriebenen in den Figuren 1, 2, 4, 6 gezeigten Ausgestaltung Leiterabschnitte mit größeren Abmessungen und/oder eine größere Anzahl an Leiter- abschnitten aufweisen. Auf diese Weise können solche Leiterelemente 111 durch das Vereinzeln sowohl in separate und lediglich mit einzelnen Halbleiterchips 140 elektrisch verbundene Leiterelemente als auch in Leiterelemente unterteilt werden, welche mehreren bzw. drei Halbleiterchips 140 gemein- sam zugeordnet sind und welche mit den mehreren Halbleiter¬ chips 140 elektrisch verbunden sind.
Zur beispielhaften Veranschaulichung ist in Figur 13 eine mögliche Ausgestaltung eines mit Strahlungsemittierenden Halbleiterchips 140 bestückten Trägers 130 mit einer in die¬ ser Art und Weise ausgebildeten Leiterstruktur 110 in der Aufsicht gezeigt. Der Träger 130 kann wie oben beschrieben durch Umformen der Leiterstruktur 110 mit der Formmasse 135 gebildet werden. Die Leiterstruktur 110 umfasst Leiterelemente 111, welche jeweils einen flächigen vorderseitigen Leiterabschnitt 123 mit größeren lateralen Abmessungen, drei rückseitige Leiterabschnitte 125 und drei vorderseitige Leiterab- schnitte 122 aufweisen. Der Leiterabschnitt 123 kann als zu¬ sammenhängende Ausgestaltung von drei Leiterabschnitten 121 (vgl. Figur 2) aufgefasst werden.
Die Leiterelemente 111 der Leiterstruktur 110 von Figur 12 weisen ferner nicht dargestellte, senkrecht zur Vorder- und
Rückseite 181, 182 des Trägers 130 bzw. in z-Richtung verlau¬ fende Zwischenabschnitte 127 auf, über welche die rückseiti¬ gen Leiterabschnitte 125 mit den vorderseitigen Leiterab¬ schnitten 122, 123 verbunden sind. Daher besitzen die Lei- terelemente 111 auch in dieser Ausgestaltung ein U-förmiges Querschnittsprofil, und kann der Träger 130 im Querschnitt einen Figur 5 entsprechenden Aufbau aufweisen.
Die Leiterstruktur 110 von Figur 13 weist des Weiteren eben- falls Verbindungsstege 115, 116 auf, über welche die rücksei¬ tigen Leiterabschnitte 125 verbunden sind. Die Leiterelemente 111 sind in mehreren und in x-Richtung verlaufenden Reihen angeordnet, von welchen in Figur 13 lediglich ein Teil einer Reihe gezeigt ist. Jeweils neben bzw. zwischen den Reihen aus Leiterelementen 111 sind die Verbindungsstege 115 vorhanden.
Die Chipmontage erfolgt gemäß der Ausgestaltung von Figur 13 derart, dass auf den vorderseitigen Leiterabschnitten 123 der Leiterelemente 111 jeweils drei Strahlungsemittierende Halb- leiterchips 140 montiert werden. Hierbei werden die Halb¬ leiterchips 140 mit den Rückseitenkontakten und unter Verwendung eines elektrisch leitfähigen Verbindungsmittels auf den Leiterabschnitten 123 angeordnet. Es können jeweils ein rot emittierender, ein grün emittierender und ein blau emittie- render Halbleiterchip 140 auf einem Leiterabschnitt 123 plat¬ ziert werden. Des Weiteren werden die Vorderseitenkontakte der Halbleiterchips 140 über Kontaktstrukturen, vorliegend Bonddrähte 150, an die jeweils gegenüberliegenden Leiterab¬ schnitte 122 benachbarter Leiterelemente 111 angeschlossen.
Nach dem Ausbilden einer Versieglungsschicht 160, wodurch im Querschnitt eine Gegebenheit entsprechend Figur 7 vorliegen kann, wird ein Vereinzelungsprozess durchgeführt. Hierbei er¬ folgt ein Durchtrennen des mit den Halbleiterchips 140 und der Versiegelungsschicht 160 versehenen Trägers 130 entlang von Trennspuren 195 im Bereich der Verbindungsstege 115, 116 und der rückseitigen Leiterabschnitte 125, und werden separa¬ te strahlungsemittierende Halbleiterbauelemente 103 gebildet. Die Halbleiterbauelemente 103 unterscheiden sich von den Halbleiterbauelementen 101 durch die Leiterelemente 111. Ein Halbleiterbauelement 103 weist ein durchtrenntes Lei¬ terelement 111 mit einem flächigen vorderseitigen und die drei Halbleiterchips 140 tragenden Leiterabschnitt 123 und drei rückseitigen Leiterabschnitten 125, sowie drei durchtrennte Leiterelemente 111 mit jeweils einem vorderseitigen Leiterabschnitt 122 und einem rückseitigen Leiterabschnitt 125 auf. In dieser Ausgestaltung kann das Leiterelement 111 mit dem Leiterabschnitt 123 als gemeinsame Kathode, und kön¬ nen die Leiterelemente 111 mit den Leiterabschnitten 122 als separate Anoden der Halbleiterchips 140 dienen.
Abweichend von Figur 13 können auch andere Ausgestaltungen in Bezug auf die Kontaktstruktur 110 Betracht kommen. Ein Bei¬ spiel ist eine Ausgestaltung mit Leiterelementen 111, welche jeweils mehrere bzw. drei vorderseitige Leiterabschnitte zum Anordnen von jeweils einem Halbleiterchip 140 und einen flächigen vorderseitigen Leiterabschnitt mit größeren lateralen Abmessungen zum Anschließen von mehreren bzw. drei Bonddrähten 150 aufweisen. Denkbar sind auch Ausgestaltungen, bei welchen Leiterelemente 111 zusätzlich oder alternativ größere flächige Zwischenabschnitte und/oder größere flächige rück¬ seitige Leiterabschnitte aufweisen. In Bezug auf die vorgenannten Abwandlungen mit alternativen Formen der Leiterstruktur 110 wird darauf hingewiesen, dass diese nicht auf den Einsatz von Bonddrähten 150 und einer Versiegelungsschicht 160 beschränkt sind. Es können alterna- tiv auch die anhand der Figuren 10, 11, 12 erläuterten Ausgestaltungen mit der Einbettungsschicht 165, den Kontaktstrukturen 155 sowie gegebenenfalls den weiteren Schichten 156, 159, 169 vorgesehen werden. Dies gilt in entsprechender Weise für die im Folgenden erläuterte Verfahrensvariante.
In einer weiteren Abwandlung des Verfahrens werden anstelle von Multichip-Bauelementen Einzelchip-Bauelemente herge¬ stellt, welche lediglich einen einzelnen lichtemittierenden Halbleiterchip 140 aufweisen. Zur beispielhaften Veranschau- lichung ist in Figur 14 eine mögliche Ausgestaltung eines mit Halbleiterchips 140 bestückten Trägers 130 mit einer hierauf abgestimmten Leiterstruktur 110 in der Aufsicht gezeigt. Der Träger 130 kann wie oben beschrieben durch Umformen der Leiterstruktur 110 mit der Formmasse 135 gebildet werden.
Wie bei dem anhand der Figuren 1 bis 9 erläuterten Verfahrensablauf weist die Leiterstruktur 110 streifenförmige und im Querschnitt U-förmige Leiterelemente 111 mit zwei vorder¬ seitigen Leiterabschnitten 121, 122, einem rückseitigen Lei- terabschnitt 125 und zwei nicht dargestellten und senkrecht zur Vorder- und Rückseite 181, 182 des Trägers 130 bzw. in z- Richtung verlaufenden Zwischenabschnitten 127 auf. Im Querschnitt kann der Träger 130 einen Figur 5 entsprechenden Aufbau besitzen.
Auch die Leiterstruktur 110 von Figur 14 weist Verbindungsstege 115, 116 auf, über welche die rückseitigen Leiterab¬ schnitte 125 verbunden sind. Die Leiterelemente 111 sind in mehreren und in x-Richtung verlaufenden Reihen angeordnet, von welchen in Figur 14 lediglich ein Teil einer Reihe gezeigt ist. Jeweils neben bzw. zwischen den Reihen aus Leiterelementen 111 sind die Verbindungsstege 115 vorhanden. Die Chipmontage erfolgt gemäß Figur 14 derart, dass auf den vorderseitigen Leiterabschnitten 121 der Leiterelemente 111 jeweils ein strahlungsemittierende Halbleiterchip 140 mon¬ tiert wird. Die Halbleiterchips 140 werden mit den Rücksei- tenkontakten und unter Verwendung eines elektrisch leitfähigen Verbindungsmittels auf den Leiterabschnitten 121 angeord¬ net. Ferner werden die Vorderseitenkontakte der Halbleiter¬ chips 140 über Kontaktstrukturen, vorliegend Bonddrähte 150, an die jeweils gegenüberliegenden Leiterabschnitte 122 be- nachbarter Leiterelemente 111 angeschlossen.
Nach dem Ausbilden einer Versieglungsschicht 160, wodurch im Querschnitt eine Gegebenheit entsprechend Figur 7 vorliegen kann, wird ein Vereinzelungsprozess durchgeführt. Hierbei er- folgt ein Durchtrennen des mit den Halbleiterchips 140 und der Versiegelungsschicht 160 versehenen Trägers 130 entlang von Trennspuren 195 im Bereich der Verbindungsstege 115, 116 und der rückseitigen Leiterabschnitte 125, und werden separa¬ te strahlungsemittierende Halbleiterbauelemente 104 gebildet. Ein Halbleiterbauelement 104 weist einen einzelnen Halb¬ leiterchip 140 und zwei durchtrennte Leiterelemente 111 auf, welche als Kathode und Anode zur Bestromung des Halbleiter¬ chips 140 dienen. Es ist möglich, aus mehreren der vorstehend beschriebenen Halbleiterbauelementen eine Anzeigevorrichtung aufzubauen. Zur beispielhaften Veranschaulichung ist in Figur 15 eine solche Anzeigevorrichtung 200 ausschnittsweise im Querschnitt gezeigt. Die Anzeigevorrichtung 200 kann ein Modul einer Vi- deowand sein.
Die Anzeigevorrichtung 200 weist eine Leiterplatte 210, meh¬ rere auf der Leiterplatte 210 angeordnete strahlungsemittie¬ rende Halbleiterbauelemente 201 und ein Vergussmaterial 205 auf. Bei den Halbleiterbauelementen 201 kann es sich um Halbleiterbauelemente 101, 102, 103 oder 104 handeln. Das Ver¬ gussmaterial 205 befindet sich auf der Leiterplatte 210 in Bereichen neben und zwischen den Halbleiterbauelementen 201. Das Vergussmaterial 205, welches seitlich an die Halbleiter¬ bauelemente 201 angrenzt, reicht (annähernd) bis zu den Vor¬ derseiten der Halbleiterbauelemente 201, so dass die Vorder¬ seiten der Halbleiterbauelemente 201 freiliegen. Das Verguss- material 205 kann ein Kunststoff- bzw. Silikonmaterial sein, und eine schwarze Farbe aufweisen.
Zur Herstellung der Anzeigevorrichtung 200 wird eine Oberflächenmontage durchgeführt, in welcher die Halbleiterbauelemen- te 201 über die rückseitigen Leiterabschnitte 125 und ein elektrisch leitfähiges Verbindungsmittel wie zum Beispiel ein Lotmittel elektrisch und mechanisch mit Anschlüssen der Leiterplatte 210 verbunden werden (nicht dargestellt) . Nachfol¬ gend wird das Vergussmaterial 205 neben und zwischen den Halbleiterbauelementen 210 auf die Leiterplatte 210 aufge¬ bracht .
Durch die große Bauhöhe der Halbleiterbauelemente 201 von zum Beispiel wenigstens 2mm ist es in entsprechender Weise mög- lieh, das Vergussmaterial 205 mit einer Dicke von 2mm oder einer größeren Dicke auszubilden. Auf diese Weise können die rückseitigen Leiterabschnitte 125 der Halbleiterbauelemente 201 zuverlässig abgedichtet werden. Dadurch eignet sich die Anzeigevorrichtung 200 für eine Anwendung im Outdoor-Bereich . Da die Strahlungsemittierenden Halbleiterchips 140 bei den
Halbleiterbauelementen 201 vorderseitig bzw. nahe der Vorderseite angeordnet sind (vgl. die Figuren 9, 11), ist darüber hinaus ein effizienter Leuchtbetrieb möglich. Dies kann begünstigt werden, wenn die Halbleiterbauelemente 201 die anhand der Halbleiterbauelemente 102 erläuterte Bau¬ form mit der Einbettungsschicht 165 und den Kontaktstrukturen 155 aufweisen (vgl. Figur 11) . Da die Vorderseiten der Halbleiterchips 140 hierbei unbedeckt sein können, ist eine Emis- sion von Lichtstrahlung ohne optische Fehler und Streueffekte, und dadurch mit einer hohen Effizienz, einer hohen Helligkeit und einem hohen Kontrast möglich. Das Vorliegen eines hohen Kontrasts kann durch eine mit einer schwarzen Farbe ausgebildete Einbettungsschicht 165 begünstigt werden.
In diesem Zusammenhang ist es ferner möglich, die Kontakt- strukturen 155 der Halbleiterbauelemente 201 relativ klein zu verwirklichen. In entsprechender Weise können Halbleiterchips 140 mit relativ kleinen Vorderseitenkontakten zum Einsatz kommen. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass die Anzei¬ gevorrichtung 200 im ausgeschalteten Zustand nahezu vollstän- dig schwarz erscheint. Lediglich die Halbleiterchips 140 und die Kontaktstrukturen 155 können eine geringe Reflexion von Umgebungslicht bewirken.
Die anhand der Figuren erläuterten Ausführungsformen stellen bevorzugte bzw. beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung dar. Neben den beschriebenen und abgebildeten Ausführungsformen sind weitere Ausführungsformen vorstellbar, welche weitere Abwandlungen und/oder Kombinationen von Merkmalen umfassen können .
Beispielsweise ist es möglich, eine Leiterstruktur 110, einen Träger 130 und Halbleiterbauelemente nicht mit der oben ange¬ gebenen Dicke von wenigstens 2mm, sondern mit einer anderen bzw. geringeren Dicke auszubilden. Dies kann in Betracht kom- men, wenn die Halbleiterbauelemente nicht für den Einsatz bei Videowänden im Outdoor-Bereich, sondern für andere Anwendungen, zum Beispiel bei Videowänden im Indoor-Bereich, vorgesehen sind. Für eine Leiterstruktur 110 kann eine Ausgestaltung vorgesehen werden, in welcher eine zuverlässige Verbindung beispielsweise in Form einer Verzahnung mit einer Formmasse 135 erzielt werden kann. Zu diesem Zweck können Bestandteile der Leiterstruktur 110 wie Verbindungsstege 115, 116, Leiterele- mente 111 und/oder einzelne Abschnitte der Leiterelemente 111 mit Strukturen wie zum Beispiel randseitigen Einschnitten, Löchern und/oder Quetschungen ausgebildet werden. Des Weiteren kann eine Leiterstruktur 110 mit zusätzlichen Stegen bzw. Hilfsstegen hergestellt werden. Solche Stege können Bestand¬ teile der hergestellten Halbleiterbauelemente sein oder auch nicht . Neben der oben angegebenen Vorgehensweise kann eine Leiterstruktur 110 auf andere Art und Weise bereitgestellt wer¬ den. Es ist zum Beispiel möglich, eine Leiterstruktur 110 mit in unterschiedlichen Ebenen 171, 172 angeordneten Leiterabschnitten in direkter Weise durch Ätzen eine Metallschicht bereitzustellen. Eine alternative Methode ist eine Zerspanung einer Metallschicht.
Ein weiterer im Verlauf des Verfahrens in Bezug auf eine Lei¬ terstruktur 110 durchführbarer Schritt ist ein metallisches Beschichten der Leiterstruktur 110 durch Elektroplattieren . Ein solcher Schritt kann vor oder auch nach dem Umformen der Leiterstruktur 110 mit einer Formmasse 135 durchgeführt wer¬ den . Anstelle von Halbleiterchips 140 mit einem vorderseitigen und einen rückseitigen Kontakt können andere Bauformen von Halbleiterchips eingesetzt werden. Hierzu gehören Halbleiterchips mit lediglich rückseitigen Kontakten. Solche Halbleiterchips können mit den rückseitigen Kontakten auf sich gegenüberlie- genden vorderseitigen Leiterabschnitten benachbarter Leiterelemente angeordnet werden.
In Bezug auf Halbleiterchips ist es ferner möglich, auf den Halbleiterchips bzw. auf zumindest einem Teil der Halbleiter- chips eine Konversionsschicht zur Strahlungskonversion auszu¬ bilden .
Des Weiteren kann es in Betracht kommen, zusätzlich zu oder anstelle von Strahlungsemittierenden Halbleiterchips andere Typen von Halbleiterchips auf einem Träger 130 anzuordnen, und infolgedessen Halbleiterbauelemente mit anderen Typen von Halbleiterchips herzustellen. Hierunter können zum Beispiel Strahlungsempfangende Halbleiterchips fallen. 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.
BEZUGSZEICHENLISTE
101, 102 Halbleiterbauelement
103, 104 Halbleiterbauelement
110 Leiterstruktur
111 Leiterelement
115, 116 Verbindungssteg
121, 122 vorderseitiger Leiterabschnitt
123 vorderseitiger Leiterabschnitt
125 rückseitiger Leiterabschnitt
127 Zwischenabschnitt
130 Träger
135 Formmasse
140 Halbleiterchip
141 Vorderseitenkontakt
150 Bonddraht
155 Kontaktstruktur
156 isolierende Schicht
157 KontaktSchicht
159 Füllschicht
160 VersiegelungsSchicht
165 EinbettungsSchicht
166 Ausnehmung
169 Schutzschicht
171, 172 Ebene
181 Vorderseite
182 Rückseite
190 Bauelementbereich
195 Trennspur
200 Anzeigevorrichtung
201 Halbleiterbauelement
205 Vergussmaterial
210 Leiterplatte

Claims

PATENTA S PRÜCHE
1. Verfahren zum Herstellen von oberflächenmontierbaren
Halbleiterbauelementen (101, 102, 103, 104), umfassend:
Bereitstellen einer metallischen Leiterstruktur (110), wobei die Leiterstruktur (110) in einer ersten Ebene (171) angeordnete vorderseitige Leiterabschnitte (121, 122, 123), in einer zweiten Ebene (172) versetzt zur ersten Ebene (171) angeordnete rückseitige Leiterab¬ schnitte (125), sich zwischen den vorderseitigen und rückseitigen Leiterabschnitten (121, 122, 123, 125) erstreckende Zwischenabschnitte (127) und die rückseitigen Leiterabschnitte (125) verbindende Verbindungselemente (115, 116) aufweist;
Umformen der Leiterstruktur (110) mit einer Formmasse (135), so dass ein Träger (130) mit einer Vorderseite (181) und einer Rückseite (182) bereitgestellt wird, wo- bei die vorderseitigen Leiterabschnitte (121, 122, 123) an der Vorderseite (181) und die rückseitigen Leiterab¬ schnitte (125) an der Rückseite (182) des Trägers (130) freiliegen; Anordnen von Halbleiterchips (140) auf der Vorderseite
(181) des Trägers (130); und
Durchführen eines Vereinzelungsprozesses, wobei der Trä¬ ger (130) im Bereich der Verbindungselemente (115, 116) und der rückseitigen Leiterabschnitte (125) durchtrennt wird und vereinzelte oberflächenmontierbare Halbleiter¬ bauelemente gebildet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
wobei die Halbleiterchips (140) Strahlungsemittierende Halbleiterchips sind. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zwischenabschnitte (127) senkrecht zur ersten und zweiten Ebene (171, 172) verlaufen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Träger (130) eine Dicke von wenigstens 2mm aufweist .
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leiterstruktur (130) Leiterelemente (111) auf¬ weist, welche zwei vorderseitige Leiterabschnitte (121, 122, 123), einen rückseitigen Leiterabschnitt (125) und zwei den rückseitigen Leiterabschnitt (125) mit den vor¬ derseitigen Leiterabschnitten (121, 122, 123) verbindende Zwischenabschnitte (127) aufweisen, und wobei die Leiterelemente (111) bei dem Vereinzelungsprozess im Be¬ reich der rückseitigen Leiterabschnitte (125) durchtrennt werden.
Verfahren nach Anspruch 5,
wobei vereinzelte Halbleiterbauelemente gebildet werden, welche wenigstes zwei durchtrennte Leiterelemente (111) aufweisen .
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Halbleiterchips (140) zum Erzeugen einer ersten Lichtstrahlung, Halbleiterchips (140) zum Erzeugen einer zweiten Lichtstrahlung und Halbleiterchips (140) zum Erzeugen einer dritten Lichtstrahlung auf dem Träger (130) angeordnet werden, und wobei vereinzelte Halbleiterbau¬ elemente gebildet werden, welche einen Halbleiterchip (140) zum Erzeugen der ersten Lichtstrahlung, einen Halbleiterchip (140) zum Erzeugen der zweiten Lichtstrahlung und einen Halbleiterchip (140) zum Erzeugen der dritten Lichtstrahlung aufweisen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halbleiterchips (140) jeweils auf einem vor- derseitigen Leiterabschnitt (121, 123) angeordnet und über eine Kontaktstruktur (150, 155) elektrisch an einen benachbarten vorderseitigen Leiterabschnitt (122) angeschlossen werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine die Halbleiterchips (140) bedeckende Versie¬ gelungsschicht (160) auf der Vorderseite (181) des Trä¬ gers (130) ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
wobei eine Einbettungsschicht (165) auf der Vorderseite (181) des Trägers (130) ausgebildet wird, welche seit¬ lich an die Halbleiterchips (140) angrenzt, so dass Vor¬ derseiten der Halbleiterchips (140) freiliegen, und wo¬ bei nachfolgend Kontaktstrukturen (155) zum Anschließen der Halbleiterchips (140) an vorderseitige Leiterab¬ schnitte (122) ausgebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 10,
wobei das Ausbilden einer Kontaktstruktur (155) folgende Schritte umfasst:
Ausbilden einer Ausnehmung (166) in der Einbettungsschicht (165) zum Freilegen eines Teils eines vordersei¬ tigen Leiterabschnitts (122); und
Ausbilden einer Kontaktschicht (157) zum Verbinden eines Halbleiterchips (140) mit dem freigelegten Teil des vor¬ derseitigen Leiterabschnitts (122).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der bereitgestellte Träger (130) eben ist und die Vorderseite (181) und die Rückseite (182) des bereitge¬ stellten Trägers (130) flach sind, wobei die Vorderseite (181) des bereitgestellten Trägers (130) durch die vorderseitigen Leiterabschnitte (121, 122, 123) und die Formmasse (135) gebildet ist, und wobei die Rückseite (182) des bereitgestellten Trägers (130) durch die rückseitigen Leiterabschnitte (125) und die Formmasse (135) gebildet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die bereitgestellte Leiterstruktur (110) im Quer¬ schnitt ein sich wiederholendes U-förmiges Profil auf¬ weist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Formmasse (135) ein schwarzes Kunststoffmate- rial ist.
Oberflächenmontierbares Halbleiterbauelement (101, 102, 103, 104), aufweisend einen Träger (130) mit einer Vorderseite (181) und einer Rückseite (182) und wenigstens einen auf der Vorderseite (181) des Trägers (130) ange¬ ordneten Halbleiterchip (140), wobei der Träger (130) eine metallische Leiterstruktur und eine an die Leiterstruktur angrenzende Formmasse (135) aufweist, wobei die Leiterstruktur in einer ersten Ebene angeordnete vorderseitige Leiterabschnitte (121, 122, 123), in einer zweiten Ebene versetzt zur ersten Ebene angeordne¬ te rückseitige Leiterabschnitte (125) und sich zwischen den vorderseitigen und rückseitigen Leiterabschnitten
(121, 122, 123, 125) erstreckende Zwischenabschnitte
(127) aufweist, und wobei die vorderseitigen Leiterabschnitte (121, 122, 123) an der Vorderseite (181) und die rückseitigen Lei¬ terabschnitte (125) an der Rückseite (182) des Trägers (130) freiliegen.
Halbleiterbauelement (102) nach Anspruch 15,
wobei auf der Vorderseite (181) des Trägers (130) eine Einbettungsschicht (165) angeordnet ist, welche seitlich an den wenigstens einen Halbleiterchip (140) angrenzt, so dass eine Vorderseite des wenigstens einen Halb¬ leiterchips (140) nicht mit der Einbettungsschicht (165) bedeckt ist, wobei die Einbettungsschicht (165) eine Ausnehmung (166) aufweist, über welche ein Teil eines vorderseitigen Lei¬ terabschnitts (122) freigelegt ist, und wobei der wenigstens eine Halbleiterchip (140) über eine Kontaktschicht (157) mit dem freigelegten Teil des vorderseitigen Leiterabschnitts (122) verbunden ist.
17. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 15 oder 16,
wobei der Träger (130) eben ist und die Vorderseite (181) und die Rückseite (182) des Trägers (130) flach sind, wobei die Vorderseite (181) des Trägers (130) durch die vorderseitigen Leiterabschnitte (121, 122, 123) und die Formmasse (135) gebildet ist, und wobei die Rückseite (182) des Trägers (130) durch die rückseitigen Leiterabschnitte (125) und die Formmasse (135) gebildet ist .
18. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei die Formmasse (135) ein schwarzes Kunststoffmate- rial ist.
19. Anzeigevorrichtung, aufweisend eine Leiterplatte (210), mehrere auf der Leiterplatte (210) angeordnete Halblei¬ terbauelemente (101, 102, 103, 104, 201) nach einem der Ansprüche 15 bis 18 und ein Vergussmaterial (205) , wobei der wenigstens eine Halbleiterchip (140) der Halb¬ leiterbauelemente ein strahlungsemittierender Halbleiterchip ist, und wobei das Vergussmaterial (205) auf der Leiterplatte (210) in Bereichen neben und zwischen den Halbleiterbauelementen angeordnet ist.
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