WO2018189236A1 - Strahlungsemittierendes bauelement - Google Patents

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WO2018189236A1
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semiconductor chip
radiation
carrier
emitting
chip
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PCT/EP2018/059277
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Ivar Tangring
Tamas Lamfalusi
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to a radiation-emitting component.
  • the invention further relates to a method for producing a radiation-emitting component.
  • a conventional radiation-emitting component may comprise egg ⁇ NEN carrier, one arranged on the carrier radiation-emitting semiconductor chip and an arranged on the support and surrounding the semiconductor chip converter for radiation conversion.
  • the semiconductor chip may be a volume emitter, which is designed to emit a primary blue light radiation. With the help of the converter, the primary light radiation can be at least partially converted. In this way, a white light radiation can be generated.
  • a mirror can be provided inside or outside the semiconductor chip. By means of the mirror, the primary light radiation can be reflected in the direction of the front side of the semiconductor chip.
  • radiation absorption in the semiconductor chip may occur. This applies in particular to the primary light radiation radiated back in the direction of the mirror and reflected back on it and passing through the semiconductor chip. Because of the semicon ⁇ ter and contact layers of the semiconductor chip mainly the primary light radiation can be absorbed. One consequence of this is a loss of luminous efficacy.
  • the object of the present invention is to provide an improved radiation-emitting component and a drive Ver ⁇ for making an improved radiation-emitting device. This problem is solved by the features of the independent Pa ⁇ tentance. Further advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.
  • a radiation-emitting component has a carrier, a radiation-emitting semiconductor chip arranged on a front side of the carrier and a converter for radiation conversion surrounding the semiconductor chip.
  • the semiconductor chip is a volume emitter designed for all-round radiation emission.
  • the semiconductor chip is electrically connected to the carrier at a rear side with the aid of metallic contact elements.
  • the contact elements serve as spacers, so that there is a gap between the back side of the semiconductor chip and the front side of the carrier.
  • the convergence ⁇ ter the semiconductor chip to surround on all sides and is arranged in the space between the semiconductor chip and the carrier.
  • the radiation-emitting component has a volume-emitting semiconductor chip arranged on a carrier, which is designed for all-round radiation emission.
  • a semiconductor chip can emit light radiation over all sides of the semiconductor chip, including the backside. Only those locations of the rear side on which the semiconductor chip by means of metallic contact elements with the carrier is electrically connected may be covered, so that there can be no radiation ⁇ emission over the back at these locations.
  • the metallic contact elements used in the region of the rear side of the radiation-emitting semiconductor chip are used for the electrical connection between the semiconductor chip and the carrier, and serve as spacers. In this way, a gap is formed laterally and between the contact elements between the rear side of the semiconductor chip and the opposite front side of the carrier.
  • the radiation-emitting component has a converter for radiation conversion, which surrounds the semiconductor chip on all sides.
  • the converter to all radiation-emitting side of the semiconductor chip borders, including the back, and be ⁇ is also found in the existing between the semiconductor chip and the carrier space. In this way, an all-round radiation conversion can be effected.
  • the gap can be completely filled with the converter.
  • the semiconductor chip can radiate a primary light radiation on all sides.
  • the primary light radiation can be at least partially converted with the help of the half ⁇ conductor chip on all sides enclosing converter on all chip sides, so at least partially in one or more conversion radiation, also referred to as secondary light radiation (s), converted ⁇ the.
  • This is associated with a local extraction of the primary light radiation on all sides of the chip, so that an internal absorption or reabsorption of the primary light radiation in the semiconductor chip can be suppressed.
  • a conversion radiation can, in contrast to the primary light radiation, be subject to a significantly lower absorption in the semiconductor chip.
  • due to the gap between the semiconductor chip and the carrier, which contains the converter a lower absorption of light radiation on the carrier can be effected.
  • the radiation characterized mediate device by an efficient operation with a high light output.
  • the metallic contact elements on the rear side of the semiconductor chip are used for the connection between the radiation-emitting semiconductor chip and the carrier. This is more stable than the usual in conventional ⁇ conventional components use of bonding wires. By omitting bond wires, absorption losses occurring on such bond wires can furthermore be avoided.
  • the output from the radiation-emitting semiconductor chip primary light radiation can, for example, be a blue light ⁇ radiation.
  • the primary light radiation can be converted with the aid of the converter into one or more conversion radiations, for example from the yellow, green and / or red spectral range. In this way, for example, a white light radiation can be generated.
  • the radiation-emitting semiconductor chip may be an LED chip (Light Emitting Diode).
  • the semiconductor chip has a radiation-transmissive chip substrate of, for example, sapphire and a chip substrate which is transparent to the chip. Substrate arranged semiconductor layer sequence with a akti ⁇ ven zone for generating radiation on.
  • the semiconductor layer sequence can be arranged on a carrier-facing rear side of the chip substrate.
  • all sides of the radiation-emitting semiconductor chips are at least 50% strah ⁇ lung permeable.
  • a proportion or area fraction of at least 50% of the radiation emission can be available from each side of the semiconductor chip.
  • the primary light radiation can be delivered ⁇ rich from each side of the semiconductor chip over a range or proceedingsnbe here, occupies which at least 50% of each respective chip side.
  • An emission of the primary light radiation only over a partial area of a page can apply at least to the rear side of the radiation-emitting semiconductor chip. This may be as described above arise from the fact that sites of the back, is on which the semiconductor chip by means of metallic contact elements with the carrier electrically connected, are covered, so that in these places no Strah ⁇ lung emission can take place on the back. However, the remaining sides of the semiconductor chip can be wholly or substantially wholly to emit radiation available, so that the primary light radiation entire respective side from ⁇ can be given over the entire or substantially.
  • the radiation-emitting semiconductor chip has a rectangular shape and thus chip six sides, that is adjacent to the rear one of the front and rear opposite sides of the four lateral edges ⁇ .
  • the converter can be adjacent to the six sides of the semiconductor chip. During operation of the radiation-emitting component, the semiconductor chip can emit the primary light radiation over all six sides, and the converter can at least partially convert the primary light radiation emitted by the six sides.
  • the semiconductor chip is designed for omnidirectional radiation emission, so that light emission can also take place via the rear side of the semiconductor chip facing the carrier.
  • the semiconductor chip does not have a mirror used for the reflection of radiation such as a metallic mirror layer on its back side ⁇ .
  • the semiconductor chip used is a low-cost volume-emitting sapphire chip, and not an expensive volume-emitting mirror-equipped flip-chip.
  • the semiconductor chip can only be mounted on the carrier in the manner of a flip chip. As a result, the radiation-emitting component can be produced inexpensively.
  • the carrier of the radiation-emitting component carrying the semiconductor chip has metallic conductor structures to which the semiconductor chip is electrically connected. Via the conductor structures, the semiconductor chip can be supplied with electrical energy during operation of the radiation-emitting component.
  • the metallic conductor structures of the carrier may be freely accessible on a rear side of the carrier opposite the front side. At this point, the conductor structures can form back contact surfaces.
  • the radiation-emitting component is suitable for surface mounting (SMT, Surface Mounting Technology).
  • the front side of the carrier is designed to be reflective or highly reflective.
  • the carrier may, for example, be a ladder frame based carrier having a metallic lead frame partially enclosed with a reflective plastic material. It is also possible to use a ceramic carrier provided with metallic conductor structures. In this embodiment, the ceramic carrier may additionally have a reflective plastic layer on the front side.
  • the carrier can, for example, have a cavity serving as a reflector on the front side, within which the semiconductor chip and the converter are arranged on the carrier.
  • a design can be realized for example ei ⁇ nem lead frame-based carrier.
  • the radiation-emitting semiconductor chip may be soldered onto the carrier, so that the semiconductor chip and the carrier are connected via a solder.
  • the metallic contact elements with the aid of which the semiconductor chip is connected to the carrier and which serve as spacers, can be components of the carrier and / or components of the semiconductor chip. In this context, the following embodiments may be considered.
  • the carrier has on the front side protruding contact portions of metallic conductor structures through which the contact elements or at least a part of the contact elements is formed.
  • the semiconductor chip can have corresponding contact surfaces on the rear side, which are electrically connected to protruding contact sections of the carrier.
  • the carrier may have corresponding contact surfaces on the front side, which are electrically connected to protruding chip contacts of the semiconductor chip.
  • the metallic contact elements may be formed by contact sections of the carrier which project on the front side and by chip contacts of the semiconductor chip projecting on the rear side.
  • the protruding contact portions of the carrier and the protruding chip contacts of the semi ⁇ conductor chip may be electrically connected together.
  • the electrical connection between the joining partners can be realized using a soldering process, so that the connection is made in each case via a solder or a layer of a solder.
  • a soldering process so that the connection is made in each case via a solder or a layer of a solder.
  • Such a connection can be generated reproducibly and can be characterized by a low thermal resistance, which favors efficient cooling of the semiconductor chip.
  • the solder layer having a small thickness, for ⁇ In game having a thickness in a range of lym to 2ym be formed exclusively. This allows a height of between the
  • Semiconductor chip and the carrier gap can be set with high accuracy. Also, during operation of the radiation-emitting component, only a slight absorption of light radiation on the solder can occur.
  • the metallic contact elements have a reflective metallic coating. This may be, for example, a silver coating. In this embodiment, absorption of light radiation at the contact elements can be suppressed during operation of the radiation-emitting component.
  • the metallic contact elements may have a sockeiförmige shape and seen in plan view, for example, have a circular contour. Also possible is another contour such as a rectangular or square contour. Furthermore, the contact elements can have sailed ⁇ hen an elongated shape in plan view. It possible that the Radiation-emitting semiconductor chip is connected by means of two of ⁇ spaced apart contact elements with the carrier. Alternatively, a larger number of contact elements, for example three contact elements, may be provided for connecting the semiconductor chip to the carrier. Such embodiments may be dependent on a soldering process used to connect the semiconductor chip to the carrier.
  • the contact elements can have such La ⁇ teral dimensions that an efficient thermal connection of the semiconductor chip to the carrier is possible, and the semiconductor chip can also return a large part of the primary light radiation.
  • the provided using the metal contact elements gap Zvi ⁇ rule the radiation-emitting semiconductor chip and the carrier has a height of at least 10ym. In this way, a large part of the operation of the radiation-emitting
  • Component be given over the back of the semiconductor chip ⁇ given primary light radiation using the converter arranged in the gap, so that it can no longer be absorbed in the semiconductor chip.
  • the gap between the semiconductor chip and the carrier may also have a height of at least 30ym or 40ym. In a further embodiment, the gap between the semiconductor chip and the carrier has a height of at least 50 ⁇ m.
  • the converter can be reliably introduced into the gap in the course of producing the radiation-emitting component.
  • the converter has a radiation-transmissive base material and phosphor particles contained therein.
  • the base material also called Matrixmate ⁇ rial, may be a plastic material such as a silicone material. This embodiment favors a cost-effective production of the radiation-emitting component. It is possible that the converter comprises one type of phosphor particles or mixtures of different types of phosphor particles. Furthermore, the converter can be designed such that the primary light radiation of the radiation-emitting semiconductor chip is converted differently in different regions of the converter.
  • the converter has a sedimented conversion layer adjacent to the radiation-emitting semiconductor chip and to the carrier.
  • This Kon ⁇ version layer which may be generated by sedimentation of phosphor ⁇ particles, may have a high concentration of phosphor particles.
  • the converter has a first and a second conversion layer.
  • the first Kon ⁇ version layer is disposed in the space between the semiconductor chip and the carrier and adjacent to the back of the semiconductor chip.
  • the second conversion layer adjoins a front side opposite the rear side and to lateral side edges of the semiconductor chip.
  • the first and second conversion layer for generating radiation ⁇ Licher conversion differed formed.
  • the first and second conversion layers may have a radiation-transmissive base material and phosphor particles contained therein.
  • the first and / or second conversion layer Kgs ⁇ NEN a kind of phosphor particles, or mixtures of different types of phosphor particles.
  • the two conversion layers can have a different material expression in the form of different types of phosphor particles.
  • the two conversion layers can be matched to one another such that a re-absorption of a conversion radiation generated in the operation of the radiation-emitting component with the aid of the first conversion layer can be suppressed in the second conversion layer.
  • the first conversion ⁇ layer for generating at least a first, for example red conversion radiation, and the second conversion layer for generating at least a second shorter wavelength conversion radiation, for example, be a yellow, green or yellow-green conversion radiation is formed.
  • an efficient mode of operation of the radiation-emitting component can be further promoted.
  • the gap between the semiconductor chip and the carrier can be completely filled with the first Konversi ⁇ onstik.
  • the second conversion layer which may adjoin the first conversion layer, may optionally be realized in the form of the above-described sedimented conversion layer.
  • the radiation-emitting component may be a single-chip component with a single radiation-emitting semiconductor chip arranged on the carrier.
  • the component has at least one further radiation-emitting semiconductor chip arranged on the front side of the carrier.
  • the further semiconductor chip can likewise be a volume emitter designed for all-round emission of radiation and can be electrically connected to the carrier at the rear side facing the carrier with the aid of further metallic contact elements. These may serve as spacers, whereby a gap between the back of the further semiconductor chip and the front of the carrier may be present.
  • the converter can surround the further semiconductor chip on all sides and be arranged in the intermediate space between the further semiconductor chip and the carrier.
  • the radiation-emitting component as a multi-chip device characteristics as discussed above with respect to a semiconductor chip, may come with respect to the at least one further semiconductor chip or on all semiconductor chips in the multi-chip device to at ⁇ application. For example, one or more of the following configurations and details may be present.
  • the semiconductor chip can be thermally connected in a i ⁇ ver manner with the support.
  • the contact elements may be realized in the form offindste ⁇ Henden at the front contact portions of the metallic conductor structures of the carrier and / or in the form ofnostiste ⁇ Henden at the back of the chip contacts of the semiconductor chip. From the rear sides of the semiconductor chips, in each case a proportion of at least 80% of the radiation emission can be available.
  • the gaps between the semiconductor chips and the carrier may each have a height of at least 10ym,
  • the converter may comprise a radiation-permeable base material and therein contained ⁇ ne phosphor particles.
  • the converter can also have a sedimented conversion layer adjacent to the semiconductor chips and to the carrier.
  • the converter may further comprise first and second conversion coatings Konversi ⁇ onstik which are adapted to generate different conversion radiations.
  • the first conversions Onstiken can be arranged in the spaces between the semiconductor chips and the carrier and adjacent to the back ⁇ sides of the semiconductor chips.
  • the second layer may ⁇ conversion to the front sides and lateral soflan- ken adjacent the semiconductor chips. If the carrier has a cavity at the front side, the semiconductor chips and the converter within the cavity on the carrier is arranged ⁇ can be.
  • the radiation-emitting semiconductor chip and the at least one further radiation-emitting semiconductor chip and all the semiconductor chips in the multi-chip device are mutually electrically connected ⁇ ver.
  • a series connection or a parallel connection of the semiconductor chips is possible. This can be realized by a coordinated design of metallic conductor structures of the carrier.
  • a method for producing a radiation-emitting component comprises providing a carrier and arranging a radiation-emitting semiconductor chip on a front side of the carrier.
  • the semi ⁇ conductor chip is excluded for all-round radiation emission imaginary volume emitters.
  • the semiconductor chip is electrically connected to the carrier at the rear side facing the carrier by means of metallic contact elements. Due to the contact elements, there is a gap between the back side of the semiconductor chip and the front side of the carrier. Further provided is a
  • the converter surrounds the semiconductor chip on all sides and is arranged in the intermediate space between the semiconductor chip and the carrier.
  • the radiation-emitting component produced with the aid of the method can have the above-described structure or a NEN structure according to one or more of the embodiments described above. Therefore, features and details described above can be applied in a similar manner for the herstel ⁇ regulatory procedure. Likewise, features and details mentioned below may also find application for the radiation-emitting device.
  • the provided carrier has on the front side protruding contact portions of metallic conductor structures, by which at least part of the contact elements is formed.
  • the radiation-emitting semiconductor chip can for this purpose have corresponding contact surfaces on the rear side of the carrier are electrically connected which cut in the arranging of the half ⁇ semiconductor chip on the carrier with protruding contact distances.
  • the semiconductor chip has on the rear side protruding chip contacts, through which at least a part of the contact elements is formed.
  • the carrier can for this purpose have corresponding contact surfaces on the front side, which are electrically connected at the placing of the half ⁇ semiconductor chip on the carrier with protruding chip contacts of the semiconductor chip.
  • the contact elements are formed by protruding on the front of the carrier and contact portions by protruding on the back of the chip contacts half ⁇ semiconductor chip.
  • the Maisab ⁇ sections and chip contacts in the arrangement of the semiconductor chip can be electrically connected to each other on the carrier.
  • the arrangement of the radiation-emitting semiconductor chip on the carrier can be carried out by means of a soldering process.
  • the respective joining partners of the embodiments described above can be connected to one another with the aid of a soldering agent.
  • the soldering offers the opportunity to realize an electrical connection with a high reproduction ⁇ ibility. Also, such a connection have a low thermal resistance.
  • the soldering can be carried out such that in each case a thin layer of solder is formed between the joining partners. For example, a layer thickness in a range from lym to 2ym is possible. In this manner, a height of the intermediate ⁇ space between the semiconductor chip and the carrier with a high accuracy can be set. Also, only a small absorption of light radiation on the solder can occur during operation of the radiation-emitting component.
  • the radiation-emitting semiconductor chip or the carrier with egg ⁇ nem solder can be provided, and the semiconductor chip may be formed using a heated bonding head (Bond Head) are placed on the carrier to solder the semiconductor chip to the carrier.
  • the semiconductor chip or the carrier may be provided with a eutectic solder and an adhesive, and the semiconductor chip may be disposed on the carrier. Subsequently, an oven process may be performed to solder the semiconductor chip to the carrier and evaporate the adhesive.
  • the connection of the semiconductor chip to the carrier can be carried out using two contact elements.
  • a larger number of Kunststoffele ⁇ elements for example three contact elements, kom ⁇ men to place the application of the semiconductor chip for the furnace process in a mechanically stable on the support and a self-alignment of the semiconductor chip on the carrier in the furnace process to be ⁇ favorable.
  • the second variant can also be carried out with the aid of two contact elements which, in view of the stable placement and the self-alignment of the semiconductor chip, can have a shape matched thereto, seen in plan view, for example an elongate shape.
  • providing the converter comprises applying a radiation-transmissive Base material with phosphor particles contained therein on the carrier after arranging the semiconductor chip on the carrier. This configuration enables a cost-Her ⁇ position of the radiation-emitting component.
  • the application of the phosphor particles containing Grundma ⁇ terials on the support can be performed in different ways and Wei ⁇ se.
  • a molding process molding process
  • Another possible process is a Dosie ⁇ ren using a dispenser (dispensing).
  • Base material on the carrier can also be introduced into the intermediate space between the semiconductor chip and the carrier.
  • a height of at least 50 ⁇ m can be provided for the intermediate space.
  • a sedimentation of phosphor particles takes place, so that a sedimented conversion layer adjacent to the radiation-emitting semiconductor chip and to the carrier is formed.
  • the converter has a first and a second conversion layer, which are designed to generate different conversion radiations for generating .
  • the providing of the converter comprises providing the radiation-emitting semiconductor chip with the first conversion coating on the back of the semiconductor chip prior to placing the semi ⁇ semiconductor chip on the carrier.
  • the arranging of the semiconductor chip on the carrier causes the first conversion layer to be contained in the gap between the semiconductor chip and the carrier.
  • the provision of the converter further comprises forming the second conversion layer on the carrier after arranging the semiconductor chip on the carrier. This is done such that the second conversion layer is adjacent to one of the rear opposite front and la teral ⁇ side edges of the semiconductor chip.
  • the first and second conversion layer may be such alsei ⁇ Nander tuned to a reabsorption a conversion radiation generated by the first conversion layer can be suppressed in the second conversion layer during operation of the device under Strahlungsemit ⁇ animal. Furthermore, the aforementioned embodiment can be more reliable
  • the semiconductor chip can be provided with the first conversion layer such that the first conversion layer is located laterally and between the chip contacts on the back side of the semiconductor chip and terminates flush with the chip contacts.
  • the provided carrier may optionally have a cavity at the front.
  • the arrangement of the radiation-emitting semiconductor chip and the provision of the converter can take place within the cavity of the carrier.
  • the radiation-emitting semiconductor chip is designed such that in each case a proportion of at least 50% of the radiation emission is available from all sides of the semiconductor chip . It can hereby be dispensed over a range of at least 50% of each respective chip side of the primary light radiation from each of the semiconductor chip side ⁇ semiconductor chip.
  • At least one further radiation-emitting semiconductor chip on the front side is te of the carrier arranged.
  • the white ⁇ tere semiconductor chip can also be a trained to everyone's radiation emission volume emitters.
  • the further semiconductor chip can also be electrically connected to the carrier at the rear side facing the carrier with the aid of further metallic contact elements. Due to the contact elements, there may be a gap between the rear side of the further semiconductor chip and the front side of the carrier. The provision of the converter can take place such that the converter surrounds the further semiconductor chip on all sides and is arranged in the intermediate space between the further semiconductor chip and the carrier.
  • a continuous carrier or carrier assembly for a plurality of components may be provided, and a plurality of volumenemittierende semiconductor chips can be arranged on the carrier and electrically connected by means of metallic contact members with the support, due to the contact elements in each case an intermediate space Zvi ⁇ rule the semiconductor chips and the Carrier may be present.
  • the converter can be provided on the carrier in such a way that the converter surrounds the semiconductor chips on all sides and is arranged in each case in the intermediate spaces between the semiconductor chips and the carrier.
  • the continuous support may have several such cavities, and within each cavity may be arranged at least a semiconductor chip ⁇ and a converter are provided.
  • the component composite can be separated into separate radiation-emitting components.
  • FIGS. 1 to 3 show a method sequence for producing a radiation-emitting component on the basis of lateral sectional views, wherein a volume-emitting semiconductor chip is arranged on a ladder frame-based carrier with projecting contact sections and subsequently a converter surrounding the semiconductor chip on all sides is formed on the carrier;
  • Figures 4 to 6 a further process flow for the manufacture ⁇ development of a radiation-emitting device based on time-sectional views, wherein a volumenemittierender semiconductor chip with protruding chip contacts is disposed on a lead frame-based carrier and successor neighborhood a is formed the semiconductor chip on all sides surrounding converter on the support;
  • Figures 7 to 9 arranged in a further process flow for the manufacture ⁇ development of a radiation-emitting component based on the lateral cross-sectional views, wherein a volumenemittierender semiconductor chip that protruding chip contacts has ⁇ and which is verse ⁇ hen with a first conversion coating on a lead frame-based carrier and subsequently forming a second conversion layer surrounding the semiconductor chip on the carrier;
  • FIG. 10 shows an enlarged view of a converter comprising a base material and phosphor particles
  • FIG. 11 is an enlarged side sectional view of a contact portion or a chip contact with a reflective BeSchichtung.
  • FIG. 12 shows a side sectional view of a further radiation-emitting component which has a conversion layer formed by sedimentation;
  • Figure 13 is a side sectional view of another
  • a radiation-emitting component which has a ladder frame-based carrier with a cavity
  • FIG. 14 is a side sectional view of a further radiation-emitting component with a carrier frame-based carrier with a cavity which has a conversion layer formed by sedimentation;
  • FIGS. 15 to 17 show a further method sequence for producing a radiation-emitting component on the basis of lateral sectional views, wherein a volume-emitting semiconductor chip with protruding chip contacts is arranged on a ceramic carrier and subsequently a converter surrounding the semiconductor chip on all sides is formed on the carrier;
  • Figures 18 to 20 are perspective views of semiconductor chips and carriers for realizing single-chip devices having different arrangements and shapes of contact elements of the semiconductor chips and carriers;
  • FIGS. 21 and 22 show further top views of semiconductor chips and carriers for realizing multichip Components, wherein the carriers are designed to enable electrical connection of the semiconductor chips.
  • the components 100 have (at least) a volume-emitting semiconductor chip 140, a carrier 110, 118 and a converter 160 for radiation conversion.
  • the semiconductor chip 140 and the converter 160 are on the carrier 110, arranged ⁇ 118th
  • the semiconductor chip 140 is designed for all-round radiation emission and is surrounded on all sides by the converter 160.
  • the semiconductor chip 140 is electrically and thermally connected to the carrier 110, 118.
  • the contact elements 125, 155 may be components of the carrier 110, 118 and / or the semiconductor chip ⁇ 140.
  • the contact elements 125, 155 serve the same time ⁇ as spacers so that a gap 210 between the semiconductor chip 140 and the carrier 110, 118 is located upstream, is arranged in which the converter 160th
  • a coherent component composite can be produced and subsequently separated into separate components 100.
  • Sin ⁇ ne part of the figures can illustrate a section of the manufacturing composite in the range of one of the manufactured components 100, and conditions shown here may be present many times repeatedly in the composite. Also, the following description may apply to all of the components 100 fabricated together in the composite.
  • FIGS. 1 to 3 show a method for producing a radiation-emitting component 100 on the basis of sectional side views.
  • This may be a surface-mountable single-chip component 100.
  • a radiation-emitting semiconductor chip 140 and a conductor-frame-based carrier 110 are provided.
  • the carrier 110 has a metallic lead frame with conductor structures 120 and a white reflective plastic material 130 partially enclosing the lead frame.
  • the lead frame may comprise two metallic conductor structures 120th
  • the metallic lead frame, and thus the conductor patterns 120 of the carrier 110 may for example be of copper manufactured ⁇ det and additionally a metallic coating aufwei ⁇ sen, as will be explained in more detail below.
  • the reflective plastic material 130 may be, for example, an epoxy material in which reflective particles such as TiO 2 particles may be contained (not shown).
  • the support 110 has a substantially planar shape with a substantially flat front face 111 and a front 111 counteracted put flat back 112.
  • the front side 111 of the Trä ⁇ gers 110 which for mounting of the semiconductor chip 140 is vorgese ⁇ hen, is essentially formed by the reflective plastic ⁇ material 130. That way, the front can be 111 be highly reflective.
  • the carrier has contact elements 110 in the form of two clearlycircste ⁇ immediate contact portions 125th
  • the contact portions 125 are components of the conductor structures 120 and project out of the plastic material 130.
  • the radiation-emitting semiconductor chip 140 has, as shown in Figure 1, a front side 141, a pre ⁇ the side 141 opposite backside 142 and 142 extending to the rear lateral Be ⁇ tenflanken 145 on the front side of the 141st
  • the semiconductor chip 140 may have a cuboid shape with a total of six sides, and thus with four side edges 145.
  • the semiconductor chip 140 On the rear side 142, the semiconductor chip 140 has two metallic chip contacts 150.
  • the chip contacts 150 which may be formed for example of gold or aluminum ⁇ minium, serve as cathode and anode, and form metallic contact surfaces of the semiconductor chip 140.
  • On the chip contacts 150 of the semiconductor chip may be contacted 140 and supplied with electric power. Contrary to the representation in Figure 1 and the following figures, the chip contacts 150 may have a much smaller vertical extension in comparison with the projecting contact portions 125 of the support 110, and therefore exist in Wesent ⁇ union as flat contact elements.
  • the semiconductor chip 140 is a volume emitter designed for all-round radiation emission. In operation, the
  • Semiconductor chip 140 a primary light radiation from all sides, ie from the front side 141, the side edges 145 and emit the back 142 (not shown).
  • the primary light radiation can be a blue light radiation.
  • the semiconductor chip 140 may be a light emitting diode chip (LED, Light Emitting Diode), not shown constituents such as a radiation-transmissive chip substrate of, for example Sa ⁇ phir and a rear side arranged on the chip substrate the semiconductor layer sequence having with an active zone for Strah ⁇ lung generation.
  • the chip substrate may form the front side 141 and the side flanks 145 or a substantial part of the side flanks 145 of the semiconductor chip 140.
  • the chip contacts 150 may be arranged on the backside semiconductor layer sequence.
  • the semiconductor chip 140 is formed on its rear side 142 without a mirror provided for targeted radiation reflection.
  • the semiconductor chip 140 may be a low cost, volume-emitting, sapphire chip and may not be an expensive volume-emitting and mirrored flip-chip.
  • the semiconductor chip 140 is arranged on the front side 111 of the carrier 110 and electrically connected to the conductor structures 120 of the carrier 110.
  • the semiconductor chip 140 with its rear side 142 faces the carrier 110.
  • the electrical connection is made on the rear side 142 of the semiconductor chip 140 with the aid of the chip contacts 150 and the protruding contact portions 125 of the carrier 110.
  • a soldering process Ver ⁇ use of a brazing material, not shown, is performed via which the chip contacts 150 with one of the con- be electrically connected 125 bar sections.
  • the protruding contact sections 125 of the carrier 110 as spacers serve as spacers. NEN.
  • the contact portions 125 of the support 110 may have a relation to the plastic material 130 Rushste ⁇ rising (vertical) thickness or height of, for example, at least 50ym, so that the space 210 may have a height of at least 50ym.
  • a converter 160 for radiation conversion enclosing the semiconductor chip 140 is further provided on the front side 111 of the carrier 110. This is done in such a way that the converter 160 the semiconductor chip 140 surrounds on all sides, ie at all chip ⁇ pages 141, 142, 145 is adjacent, and the gap 210 between the semiconductor chip 140 and the support 110 completely fills.
  • the converter 160 is provided to convert the output from the semiconductor chip 140 in operation primary light ⁇ radiation at least partly, so Wenig ⁇ least partially convert it to one or more conversion radiations.
  • the converter 160 may, for example, be designed to generate one or more conversion radiations from the yellow, green and / or red spectral range. In this way, the radiation Bauele ⁇ ment 100 can, for example, emit a white light radiation.
  • the converter 160 may comprise a radiation-transmissive basic mate rial ⁇ and embedded therein and the radiation conversion be ⁇ acting phosphor particles, is explained in more detail below.
  • the base material containing the phosphor particles may be absorbed by performing a molding process (molding process)
  • the phosphor particles may have a grain size in a range from 10ym to 20ym.
  • the above height for the gap 210 of at least 50ym makes it possible with such a grain size to reliably introduce the base material containing phosphor particles into the gap 210 between the semiconductor chip 140 and the carrier 110.
  • a common conductor frame-based carrier 110 or carrier composite can be provided, which can have two conductor structures 120 for each of the components 100.
  • the conductor structures 120 of the various components 100 may initially be connected to one another via metallic connection structures of the conductor frame.
  • a plurality of radiation-emitting semiconductor chip 140 may be mon ⁇ advantage on the support 110, and can then an all semiconductor ⁇ chips 140 on all sides surrounding and all gaps 210 between the semiconductor chip 140 and the carrier 110 from ⁇ filling converters formed on the substrate 110160 become.
  • the manufactured in this manner component composite 100 can isolated with the example shown in Figure 3 Structure in separate radiation-Bauele ⁇ mente ⁇ to. This can be done for example by sawing.
  • the common carrier 110 and converter 160 can be severed and thereby distributed to the individual components 100.
  • the connecting structures of the lead frame can also cut through the ⁇ so that the conductor structures 120 are no longer connected with the individual devices 100 via metallic material of the lead frame (not shown respectively).
  • ⁇ device 100 is suitable for surface mounting (SMT, Surface Mounting Technology).
  • SMT Surface Mounting Technology
  • the component 100 can be removed with the aid of the rear contact surfaces 122 of the
  • Support 110 for example, by soldering to contact surfaces of another device, such as a printed circuit board, are electrically connected (not shown).
  • the semiconductor chip 140 can radiate a primary light radiation on all sides, al ⁇ over all chip sides 141, 142, 145.
  • the primary light radiation can be at least partially converted by means of the converter 160 surrounding the semiconductor chip 140 on all sides of the chip 141, 142, 145 and thereby extracted locally. In this way, a reabsorption of the primary light radiation in the semiconductor chip 140 can be largely suppressed.
  • a conversion radiation generated with the aid of the converter 160 may be subject to a significantly lower absorption in the semiconductor chip 140. It is also advantageous that a slight absorption of light radiation on the carrier 110 can be achieved between the semiconductor chip 140 and the carrier 110 by means of the gap 210 containing the converter 160. As a result, the radiation-emitting device 100 can be operated with a high luminous efficiency and ef ⁇ ficiency. This can also be favored by the reflective front 111 of the carrier 110.
  • the radiation-emitting semiconductor chip 140 can be efficiently thermally connected to the support 110 serving as a heat sink. In this way, efficient cooling of the semiconductor chip can be achieved in the operation of 140 strah ⁇ development emitting device 100th This promotes efficient operation and makes possible a long service life of the device 100.
  • the radiation-emitting device 100 can be made in this to ⁇ connection further such that projects from the rear side 142 of the radiation-emitting semiconductor chip 140, a proportion of at least 80% to the back radiation ⁇ emission are available, despite the presence in this area and over the chip contacts 150 and contact cut 125 prepared compound. For example, a share in the range of 90% is possible.
  • the Kon ⁇ bar sections 125 and chip contacts 150 may have such lateral From ⁇ measurements that an efficient thermal Anbin--making of the semiconductor chip is possible 140 to the carrier 110 and the semiconductor chip 140 may emit a large portion of the primary light radiation also at the back.
  • the remaining uncovered sides 141, 145 of the semiconductor chip 140 can be completely available for radiation emission, so that the primary light radiation can be emitted over the entire area of the respective side 141, 145.
  • soldering process performed during chip assembly can also prove beneficial. As a result, an electrical and thermal connection with a high reproducibility can be realized, which can also be characterized by a low thermal resistance. Furthermore, the soldering process can be carried out in such a way that the connection of the joining partners, ie in the present case of the chip contacts 150 and contact sections 125, is produced in each case via a thin solder layer having a layer thickness in a range of, for example, lym to 2ym. In this way, the height of the interim ⁇ rule space 210 between the semiconductor chip 140 and the carrier 110 can be set with high accuracy. It can also 100 le ⁇ diglich come in the operation of the radiation-emitting component in a low absorption of light radiation to the solder. Further possible details with regard to soldering are explained in more detail below.
  • FIGS. 4 to 6 show a further method for producing a radiation-emitting component 100 on the basis of side sectional views.
  • This component 100 may also be a surface-mountable single-chip component 100.
  • a volume emitting semiconductor chip 140 and a ladder frame based carrier 110 are provided.
  • the carrier 110 has a lead frame with two conductor structures 120 and a reflective plastic material 130.
  • loading of the carrier 110 sits a planar shape with a flat front face 111 and a flat rear side 112.
  • the conductor patterns 120 different to the above-described process flow are not on the front side 111 out but end flush with the plastic material 130 from.
  • the front side 111 is substantially formed by the reflective plastic material 130, so that the front side 111 can be highly reflective.
  • the front-side contact surfaces 121 are by themselves by the carrier
  • the semiconductor chip 140 shown in FIG. 4 has contact elements in the form of two metallic chip contacts 155, which project clearly on the rear side 142. Apart from this, the above information applies to the semiconductor chip 140 of FIG. 4 in a corresponding manner.
  • the semiconductor chip 140 is formed for all-round radiation emission.
  • the semiconductor chip 140 may be a light-emitting diode chip, and components (not shown) may be used. le having such a radiation-transmissive chip substrate, and a back disposed on the chip substrate Halbleiterschich ⁇ ten Sicil with an active region for generating radiation.
  • the rear chip contacts 155, which serve as cathode and anode may be arranged on the semiconductor layer sequence on ⁇ .
  • the semiconductor chip 140 may be realized in the form of a low-cost sapphire chip.
  • the design of the semiconductor chip 140 shown in Figure 4 can be realized by first surface are present ⁇ chip contacts by means of one or more metal deposition making processes reinforced metallic or thickened. For example, it is possible to carry out at least one electroplating process and / or at least one electroless plating process.
  • the metallic thickening can be carried out at the wafer level during the production of the semiconductor chip 140, ie in a state in which the semiconductor chip 140 is still connected to further semiconductor chips 140 in the form of a wafer. Subsequently, the wafer can be separated into separate semiconductor chip 140 with protruding chip contacts 155 (not shown in each case).
  • the semiconductor chip 140 After providing the radiation-emitting semiconductor chip 140 and the carrier 110, the semiconductor chip 140, as shown in FIG. 5, is arranged on the front side 111 of the carrier 110 and electrically connected to the conductor structures 120 of the carrier 110. The electrical connection is made on the rear side 142 of the semiconductor chip 140 with the aid of the chip contacts 155 and the front-side contact surfaces
  • the protruding chip contacts 155 of the semiconductor chip 140 serve as spacers, so that after chip mounting laterally and between the chip contacts 155 there is a gap 210 between the rear side 142 of the semiconductor chip 140 and the front side 111 of the carrier 110 is present.
  • the chip contacts 155 of the half ⁇ semiconductor chip 140 may be at least 50ym ⁇ play a (vertical) thickness of, for, so that the space 210 may have a height of at least 50ym.
  • a half- ⁇ semiconductor chip 140 enclosing converter 160 To prepare the radiation-emitting component 100 is hereinafter referred to, as shown in Figure 6, a half- ⁇ semiconductor chip 140 enclosing converter 160 floodge- provides for radiation conversion on the front side 111 of the carrier 110 which surrounds the semiconductor chip 140 on all sides and also the gap 210 between the semiconductor chip 140 and the carrier 110 fills.
  • a radiation-transmissive base material having contained therein ⁇ luminous material particles may be applied by performing a forming process on the substrate 110 (not shown).
  • the method of FIGS. 4 to 6 can be used for the composite production of a plurality of components 100 by mounting a plurality of semiconductor chips 140 on a common carrier 110, forming a converter 160 surrounding all semiconductor chips 140 on the carrier 110, and then thereafter present component composite in separate construction ⁇ elements 100 is isolated (not shown).
  • the radiation-emitting component 100 of Figure 6 ⁇ made light in a corresponding manner, an operation with high luminous efficiency ⁇ . Because with the help of the semiconductor chip 140 on all sides surrounding converter 160 which in operation of the semi ⁇ conductor chip 140 emitted on all sides primary radiation can be extracted close to the location. Also, due to the space 210 filled with the converter 160, a small amount of radiation absorption on the carrier 110 can be effected. With the aid of the protruding chip contacts 155, the semiconductor chip 140 can be efficiently thermally connected to the support 110 serving as a heat sink. From the back 142 of the
  • a proportion of at least 80 ⁇ 6, for example 90%, of the rear-side radiation emission may be available to semiconductor chips 140, despite the fact that they can be transmitted via the chip contact in this area. 155 and contact surfaces 121 between the semiconductor chip 140 and the carrier 110.
  • FIGS. 7 to 9 show, on the basis of side sectional views, a further method for producing a radiation-emitting component 100.
  • This method is based on the method explained above with reference to FIGS. 4 to 6, and differs therefrom in that one of two different conversion layers 161, 162 constructed converter 160 is provided.
  • a volume-emitting and all-round radiation emission semiconductor chip 140 and a lead frame-based carrier 110 are provided.
  • the carrier 110 has the above-described shape with a flat front side 111, at which contact surfaces 121 of conductor structures 120 of the carrier 110 are accessible.
  • the semiconductor chip 140 has the structure described above with chip contacts 155 projecting on the rear side 142. In contrast to the method sequence of FIGS.
  • the semiconductor chip 140 additionally has a first conversion layer 161 arranged on the rear side 142.
  • the Konversi ⁇ onstik 161 is located laterally between the chip contacts 155 to the back 142 of the semiconductor chip 140 and is flush with the chip contacts 155 from.
  • the first conversion layer 161 may have a strahlungs tellläs ⁇ Siges base material and phosphor particles contained therein. Further, the conversion layer 161 may be formed on the wafer level thereof during manufacturing of the semiconductor chip 140, that is, in a state where the semiconductor chip 140 is still connected to other semiconductor chips 140 in the form of a wafer.
  • the phosphor particles is provided with a base material, for example, un ⁇ ter using a blade or by means of spray coating on the wafer may be deposited and planarized after curing. Subsequently, the wafer can be separated into separate semiconductor chips 140, which each have a conversion layer 161 on the reverse side (not shown in each case).
  • the semiconductor chip 140 After providing the carrier 110 and the semiconductor chip 140 provided with the conversion layer 161, the semiconductor chip 140, as shown in FIG. 8, is mounted on the front side 111 of the carrier 110. For this purpose, a soldering process is performed, in which the chip contacts 155 are electrically connected to a respective one of the contact surfaces 121 of the carrier 110 using a solder, not shown.
  • the chip contacts 155 serve as distance holder, so that a gap 210 between the back 142 of the semiconductor chip 140 and the front 111 of the Trä ⁇ gers is provided 110th Since the semiconductor chip 140 additionally has ⁇ back side, the conversion layer 161 is achieved by the chip assembly, that in the space 210, the first conversion layer is included 161st In this process variant, the space 210 is thus fills ⁇ ver, unlike the above-described process flows not only after the chip mounting with conversion material. Therefore, for the chip contacts 155 and for the interspace 210, a height smaller than the above indications can be provided, for example of at least 10 ⁇ m.
  • the second conversion layer 162 adjoins the front side 141 and side edges 145 of the semiconductor chip 140 and to the first conversion layer 161.
  • the second conversion layer 162 may also comprise a radiation-transmissive base material and phosphor particles contained therein, and may be formed on the carrier 110 by performing a molding process (not shown). It is envisaged that with the aid of the two conversion layers 161, 162 different conversion ⁇ radiation can be generated. For this purpose, the conversion layers 161, 162 with different types of
  • Phosphor particles are produced.
  • the method of FIGS. 7 to 9 can be used to fabricate a plurality of components 100 by mounting a plurality of semiconductor chips 140 provided with a first conversion layer 161 on a common carrier 110, forming a second conversion layer 162 surrounding the semiconductor chips 140 on the carrier 110 , And the then present component composite in separate construction ⁇ elements 100 is isolated (not shown).
  • the radiation-emitting component 100 of Figure 9 made ⁇ light in a corresponding manner, an operation with high luminous efficiency ⁇ since the sides meetge ⁇ surrounded by the semiconductor chip 140 primary radiation with the help of the semiconductor chip 140 on all sides surrounding and from the two conversion layers 161, 162 constructed converter 160 at least partially converted and thereby can be extracted locally.
  • Fer ⁇ ner may be due to the space containing the conversion layer 161 210 a (er) e absorption of light radiation on the carrier 110 causes.
  • the semiconductor chip 140 may be efficiently thermally attached to the carrier 110.
  • the configuration of the converter 160 from the two conversion layers 161, 162 enables the width ⁇ reindeer, losses in the form of an absorption Konversionsstrah- lung to be reduced.
  • the two conversion layers 161 may be 162 matched to each other, the two conversion layers 161, that a reabsorption 161 conversion radiation generated can be suppressed in the second conversion layer 162 a in the operation of Strahlungsemit ⁇ animal forming device 100 using the first conversion ⁇ layer.
  • the first conversion layer 161 for generating a first conversion radiation and the second conversion layer 162 for generating a short-wave ⁇ ren second conversion radiation are formed.
  • the first conversion radiation may be, for example, a red light radiation.
  • the second conversion radiation can be, for example, a yellow, green or yellow-green light radiation.
  • the converter 160 has a radiation-transmissive base material 260 and phosphor particles 261 embedded therein for Strah ⁇ lung conversion on.
  • the base material 260 may be, for example, a silicone material. It may be contained ten one kind of fluorescent particles ⁇ 261 or a mixture of different types of phosphor particles 261 in the base material 260th Also, in an embodiment of the converter 160 with different conversion layers, as described above, a mixture of phosphor Parti ⁇ angles for at least one conversion layer may be provided.
  • FIG. 11 shows an enlarged detail of a possible embodiment which can be provided for conductor structures 120 or protruding contact portions 125 of a carrier of the radiation-emitting components 100 described here.
  • the contact section 125 shown in FIG. 11 has a reflective metallic coating 255 on the outside.
  • the coating 255 may be formed, for example, Sil ⁇ calc.
  • the coating 255 may be made by performing a galvanic or electroless chemical metal deposition process. With the help of Be ⁇ coating 255 during operation of the associated radiation-emitting device 100, absorption of light can be suppressed.
  • An embodiment with a reflective coating 255 for suppressing absorption losses can be considered correspondingly for protruding chip contacts 155 of a semiconductor chip 140.
  • FIG. 12 shows a side sectional view of a further radiation-emitting component 100.
  • the production of this component 100 is similar to the method explained with reference to FIGS. 7 to 9.
  • a volume-emitting semiconductor chip 140 designed for all-round radiation emission, which chip contact 155 protrudes on the rear side 142 and which is connected to an ner first conversion layer 161 is mounted on a support 110.
  • a half- ⁇ semiconductor chip 140 surrounding second conversion coating is formed on the front side 111 of the carrier 110 162, so that a state corresponding to FIG 9 may be present.
  • the second Kon ⁇ version layer 162 has a radiation-transparent base ⁇ material and contained therein phosphor particles.
  • the forming of the second conversion layer 162 on the Trä ⁇ ger 110 is such that the second conversion layer 162 is not (yet) cured.
  • the base material containing the phosphor particles can be applied to the carrier 110, for example by metering with the aid of a dispenser (dispensing).
  • a Se ⁇ dimentieren place of phosphor particles whereby the phosphor particles can be concentrated adjacent the semiconductor chip 140 and to the support 110th Only then can the curing take place.
  • This situation is illustrated in FIG. 12 by means of a second conversion layer 165 adjoining the semiconductor chip 140 and the carrier 110 and formed by the sedimentation, and by means of a further layer 166 covering this layer 165.
  • the sedimented conversion layer 165 has a high concentration of phosphor particles.
  • the phosphor particles may be densely packed and partially in contact.
  • the other layer 166 can no or ge ⁇ rings (and hence negligible) portion of luminescent material particles have (not shown respectively) in contrast to this.
  • the component 100 shown in FIG. 12 can likewise be manufactured in combination with further components 100 by mounting a plurality of semiconductor chips 140 provided with a first conversion layer 161 on a common carrier 110, forming a second conversion layer 162 surrounding the semiconductor chips 140 on the carrier 110 , a sedimentation of phosphor particles to form a ner sedimented second conversion layer 165 is carried out, and the then present component composite in separate construction ⁇ elements 100 is isolated (not shown).
  • the radiation-emitting component 100 of Figure 12 made ⁇ light in a corresponding manner, an operation with high luminous efficiency ⁇ since the sides meetge ⁇ surrounded by the semiconductor chip 140 primary radiation with the help of the semiconductor chip 140 on all sides enclosing and the two conversion layers 161, 165 and the further Layer 166 having converter 160 at least partially converted and thereby localized ex ⁇ trahiert can be. Furthermore, the conversion ⁇ layers 161, 165 be formed such that a re- can be suppressed absorption of a generated by the first conversion layer 161 in the second conversion radiation conversion layer 165th The sedimented and therefore concentrated configuration of the second conversion layer 165 also allows effective heat ⁇ line and thereby cooling of phosphor particles, which favors the life of the device 100.
  • FIG 13 shows a side sectional view of a wide ⁇ ren radiation-emitting component 100.
  • This Bauele ⁇ element 100 has a structure similar to the device 100 of Figure 6, but with the difference that the ladder frame-based carrier 110 a formed by the Kunststoffma- TERIAL 130 front Cavity 115 having sloping side walls.
  • the cavity 115 serves as a reflector of the radiation-emitting component 100.
  • the radiation-emitting semiconductor chip 140 and the converter 160 are arranged on the carrier 110.
  • the semiconductor chip 140 is mounted on the carrier 110 within the cavity 115, and subsequently a converter 160 surrounding the semiconductor chip 140 on all sides and filling the cavity 115 is formed on the carrier 110.
  • a radiation-transmissive basic material are deposited therein with fluorescent particles using a dispenser on the support 110 and nachfol ⁇ quietly cured.
  • the device 100 may also be fabricated in conjunction with other devices 100 by providing a common ladder frame based carrier 110 having a plurality of cavities 115, disposing semiconductor chips 140 in the cavities 115 on the carrier 110, providing the cavities 115 with a converter 160, and the component array thereafter present is separated into separate components 100 (not shown in each case).
  • the device 100 of Figure 13 may be modified such ⁇ the that at least one characteristic of one or more of the components 100 discussed above is used.
  • a configuration with contact sections 125 projecting on the front side 111 may be provided for the support 110, and a configuration with contact areas or areal chip contacts 150 may be provided for the semiconductor chip 140.
  • a further modification consists in realizing the converter 160 with a first conversion layer 161 adjoining the rear side 142 of the semiconductor chip 140 and with a second conversion layer 162 enclosing the semiconductor chip 140 (not shown in each case).
  • Another possible modification provides the ge in Figure 14 showed ⁇ radiation-emitting component 100. whose Her ⁇ position is similar to the device 100 of FIG.
  • a radiation-emitting device 100 can be realized not only with a ladder-frame-based carrier 110, but alternatively with another carrier.
  • FIGS. 15 to 17 show a side view of a further method for producing a radiation-emitting component 100.
  • This component 100 may also be a surface-mountable component
  • Be a single chip device 100 Be a single chip device 100.
  • a volume-emitting and all-round radiation emission semiconductor chip 140 and a carrier 118 are provided.
  • the semiconductor chip 140 has the structure explained above with the chip contacts 155 projecting on the rear side 142.
  • the carrier 118 shown in FIG. 15 is a ceramic carrier 118 which has metallic conductor structures 120 and a ceramic material 135 partially enclosing the conductor structures 120.
  • the carrier 118 may have two conductor structures 120.
  • the conductor structures 120 may be formed of copper, for example, and may additionally have a metallic coating. Another
  • the layer 137 may be, for example, a printed layer of a solder resist. Alternatively, the layer 137 may be a white silicon layer formed in a molding process (not shown).
  • the carrier 118 has a flat front side 111 and a substantially flat rear side 112.
  • the front side 111 is essentially formed by the reflective layer 137 and can therefore be highly reflective.
  • the conductor structures 120 have front-side conductor sections, which terminate flush with the reflective layer 137 and form frontal and freely accessible contact surfaces 121 at this point.
  • the conductor structures 120 furthermore have rear conductor sections which form rear contact surfaces 122.
  • the front and back conductor portions are connected to each other by means of through-contacting portions extending through the carrier 118.
  • a semiconductor chip 140 enclosing converter is subsequently, as shown in Figure 17, 160
  • 160 is subsequently, as shown in Figure 17, 160
  • ⁇ represents, for radiation conversion on the front side 111 of the carrier 118 which surrounds the semiconductor chip 140 on all sides and also the gap 210 between the semiconductor chip 140 and the carrier 118 fills.
  • a radiation-permeable base material having contained therein ⁇ luminous material particles by means of a molding process can be applied to the carrier 118th
  • the device 100 may also be manufactured in the United ⁇ waistband with further components 100 by a plurality of semiconductor chips are arranged 140 on a common ceramic substrate 118, an all semiconductor chips 140 surrounding converter is formed on the substrate 118.
  • the component 100 can be distinguished by an efficient mode of operation with high luminous efficacy and an efficient thermal connection of the semiconductor chip 140 to the support 118 serving as a heat sink.
  • the radiation-emitting device 100 of FIG. 17 may be modified such that at least one feature of one or more of the previously discussed devices 100 is used.
  • the converter 160 may be a to the back 142 of the semiconductor chip 140 adjacent the first ⁇ conversion layer 161 and be realized with a half- ⁇ semiconductor chip 140 enclosing the second conversion layer 162nd
  • An embodiment of the converter 160 with a conversion layer 165 adjoining the semiconductor chip 140 and the carrier 118 and formed by sedimenting phosphor particles is also possible.
  • a further possible modification consists in designing the carrier 118 to have an embodiment with the front side 111 protruding Contact sections 125, and provide for the semiconductor chip 140 a design with flat chip contacts 150 (not shown).
  • the chip mounting is performed by performing a soldering process.
  • the contact elements used in the respective processes 121, 125, 150, 155 of the carrier 110, 118 or the semiconductor ⁇ chips 140 may be provided with a solder, and the semiconductor chip 140, with the aid of a heated bonding head (bonding head) be arranged on the support 110, 118 and thereby soldered onto these.
  • An alternative approach be ⁇ is in it to provide the contact elements 121, 125, 150, 155 of the Trä ⁇ gers 110, 118 or the semiconductor chip 140 with a eutectic solder and with an adhesive, at ⁇ closing the semiconductor chip 140 on the support 110, 118 and subsequently perform a furnace process to solder the semiconductor chip 140 onto the carrier 110, 118 and evaporate the adhesive (not shown).
  • a furnace process to solder the semiconductor chip 140 onto the carrier 110, 118 and evaporate the adhesive (not shown).
  • different configurations with respect to the contact elements 121, 125, 150, 155 may be provided.
  • possible embodiments are explained in detail, which can come to the obi ⁇ gen method to avert respect.
  • Figures 18 to 20 show top views of semiconductor chips 140 and carriers 110, 118 for realizing single chip components, including a description of possible embodiments of the contact elements 121, 125, 150, 155.
  • the semiconductor chip 140 is depending ⁇ wells the rear side 142, and with respect to the carriers 110, 118, respectively, the front side 111 thereof is depicted.
  • the carrier 110, 118 are also the contours of the back conductor sections and thus the back contact surfaces
  • the carrier 110, 118 and the semiconductor chip 140 each have two contact elements 121, 125, 150, 155 with circular contours.
  • the ⁇ se configuration can occur when the first-mentioned soldering process used, in which the semiconductor chip 140 by means of a bonding head on the carrier 110, is placed 118th
  • the carrier 110, 118 and the semiconductor chip 140 each have three contact elements 121, 125, 150, 155 with circular contours.
  • two contact elements 121, 125, 150, 155 are used which have a rectangular elongate shape.
  • 20, may be provided with respect to the second-mentioned eutectic soldering process for mechanically stably placing the semiconductor chip 140 on the carrier 110, 118 and for self-aligning the semiconductor chip 140 on the carrier 110, 118 in the oven process can.
  • Multichip device 100 with two semiconductor chips 140 explained in more detail. These components 100 can be realized in a corresponding manner with the aid of the methods explained above, by 100, two semiconductor die 140 on a carrier 110, located 118 and both the semiconductor chips 140 ⁇ enclosing converter 160 is provided per device.
  • FIG. 21 shows an overview of a carrier 110, 118 provided for carrying two semiconductor chips 140 and of one of the semiconductor chips 140, including a representation of their contact elements 121, 125, 150, 155.
  • the contours of the rear side are additionally shown Ladder sections and thus contact surfaces 122 indicated by dashed lines, which are connected via fürheft istsabterrorisme with the overlying contact elements 121, 125.
  • the mounting positions of the semiconductor chips 140 on the carrier 110, 118 are hatched hinted ⁇ tet.
  • the semiconductor chips 140 can be connected in parallel by means of the carrier 110, 118.
  • Figure 22 shows a plan view of an intended for carrying two semiconductor chips 140 and carrier 118 of egg ⁇ nem of the semiconductor chips 140, wherein also the contacts ⁇ ELEMENTS 121, 125, 150, are shown 155th
  • the carrier 118 the rear-side contact surfaces 122 and the mounting positions of the semiconductor chips 140 are additionally indicated.
  • a ceramic support 118 is used, since such a support form a high design freedom unit with respect to front wiring.
  • the carrier 118 is presently configured such that le ⁇ diglich the vorhande in Figure 21 top right and bottom left ⁇ NEN contact elements 121, 125 cuts through fürnapssab- with the located thereunder rear conductor portions and contact surfaces 122 are electrically connected.
  • the other, top left and bottom right existing contact elements 121, 125 are connected to each other via a metallic connecting web 220.
  • This Dodgeele- elements 121, 125 and the connecting web 220 are le ⁇ diglich at the front of the carrier 118 and have no electrical connection to the back Maisabschnit ⁇ th.
  • the semiconductor chip 140 may be connected in series 118 using the carrier be ,
  • multi-chip devices may be realized with carriers configured to support a larger number of electrically connected semiconductor chips 140.
  • a carrier with rectifste ⁇ Henden contact portions 125 as explained with reference to FIGS 1 to 3, there is the possibility that sol ⁇ che contact portions 125 trained from the same material are det as the other conductor sections of the associated
  • the contact cuts 125 may be formed with an additional reflective metallic coating 255. Furthermore, it is possible to produce projecting contact cuts 125 of a carrier by firstly reinforcing or reinforcing metallically on the front side, flush and thus not protruding conductor structures 120 of the carrier (cf., for example, the carrier shown in FIG thickened. For this purpose, one or more metal deposition processes, al ⁇ so at least one galvanic deposition process and / or at least one electroless chemical deposition process can be performed. Furthermore, the possibility exists for producing a
  • Radiation-emitting device 100 to use a support with projecting at the front contact portions 125, and then (at least) to install or solder a radiation-emitting semiconductor chip 140 with protruding on the back of the chip contacts 155.
  • providing a converter 160 after a chip mounting may involve applying a
  • the light ⁇ material particles can be reliably introduced containing basic material in the gap 210 between the respective semiconductor chip and the carrier, a height can be provided at least 50ym for the gap 210th Unless fluorescent particles are used, which is opposite to the above grain size (10ym to 20ym) has a smaller grain size be ⁇ sitting, for example in a range from 5ym to 10ym, may also have a smaller height in relation to the gap 210, for example, a height of at least 30ym or 40ym, come to ⁇ apply.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein strahlungsemittierendes Bauelement. Das strahlungsemittierende Bauelement weist einen Träger, einen auf einer Vorderseite des Trägers angeordneten strahlungsemittierenden Halbleiterchip und einen den Halbleiterchip umgebenden Konverter zur Strahlungskonversion auf. Der Halbleiterchip ist ein zur allseitigen Strahlungsemission ausgebildeter Volumenemitter. Der Halbleiterchip ist an einer dem Träger zugewandten Rückseite mit Hilfe von metallischen Kontaktelementen mit dem Träger elektrisch verbunden. Die Kontaktelemente dienen als Abstandshalter, so dass ein Zwischenraum zwischen der Rückseite des Halbleiterchips und der Vorderseite des Trägers vorliegt. Der Konverter umgibt den Halbleiterchip allseitig und ist in dem Zwischenraumzwischen dem Halbleiterchip und dem Trägerangeordnet. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Herstellen eines strahlungsemittierenden Bauelements.

Description

STRAHLUNGSEMITTIERENDES BAUELEMENT
BESCHREIBUNG Die vorliegende Erfindung betrifft ein strahlungsemittierendes Bauelement. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Strahlungsemittierenden Bauelements.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2017 107 834.7, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Ein herkömmliches strahlungsemittierendes Bauelement kann ei¬ nen Träger, einen auf dem Träger angeordneten strahlungsemit- tierenden Halbleiterchip und einen auf dem Träger angeordneten und den Halbleiterchip umgebenden Konverter zur Strahlungskonversion aufweisen. Der Halbleiterchip kann ein Volumenemitter sein, welcher zur Emission einer primären blauen Lichtstrahlung ausgebildet ist. Mit Hilfe des Konverters kann die primäre Lichtstrahlung wenigstens teilweise konvertiert werden. Auf diese Weise kann eine weiße Lichtstrahlung erzeugt werden. Im Bereich der Rückseite kann innerhalb oder außerhalb des Halbleiterchips ein Spiegel vorgesehen sein. Mittels des Spiegels kann die primäre Lichtstrahlung in Rich- tung der Vorderseite des Halbleiterchips reflektiert werden.
Bei dem vorgenannten Strahlungsemittierenden Bauelement kann es zu einer Strahlungsabsorption in dem Halbleiterchip kommen. Dies betrifft vor allem die in Richtung des Spiegels ab- gestrahlte, an diesem rückreflektierte und den Halbleiterchip durchlaufende primäre Lichtstrahlung. Denn von den Halblei¬ ter- und Kontaktschichten des Halbleiterchips kann hauptsächlich die primäre Lichtstrahlung absorbiert werden. Eine Folge hiervon ist ein Verlust an Lichtausbeute.
Ein möglicher Ansatz zum Verringern der Verluste besteht darin, den Halbleiterchip möglichst klein zu gestalten, um eine Reabsorption der primären Lichtstrahlung in dem Halbleiter- chip zu verkleinern. Hierdurch können die Ausbeuteverluste jedoch nur teilweise verringert werden. Auch ist dieser Ansatz mit einer Begrenzung der maximalen Chipgröße verbunden. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes strahlungsemittierendes Bauelement und ein Ver¬ fahren zum Herstellen eines verbesserten strahlungsemittie- renden Bauelements anzugeben. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Pa¬ tentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein strahlungsemittie- rendes Bauelement vorgeschlagen. Das Bauelement weist einen Träger, einen auf einer Vorderseite des Trägers angeordneten Strahlungsemittierenden Halbleiterchip und einen den Halbleiterchip umgebenden Konverter zur Strahlungskonversion auf. Der Halbleiterchip ist ein zur allseitigen Strahlungsemission ausgebildeter Volumenemitter. Der Halbleiterchip ist an einer dem Träger zugewandten Rückseite mit Hilfe von metallischen Kontaktelementen mit dem Träger elektrisch verbunden. Die Kontaktelemente dienen als Abstandshalter, so dass ein Zwischenraum zwischen der Rückseite des Halbleiterchips und der Vorderseite des Trägers vorliegt. Hierbei umgibt der Konver¬ ter den Halbleiterchip allseitig und ist in dem Zwischenraum zwischen dem Halbleiterchip und dem Träger angeordnet.
Das Strahlungsemittierende Bauelement weist einen auf einem Träger angeordneten volumenemittierenden Halbleiterchip auf, welcher zur allseitigen Strahlungsemission ausgebildet ist. Ein solcher Halbleiterchip kann eine Lichtstrahlung über alle Seiten des Halbleiterchips abstrahlen, einschließlich der Rückseite. Lediglich diejenigen Stellen der Rückseite, an welchen der Halbleiterchip mit Hilfe von metallischen Kontaktelementen mit dem Träger elektrisch verbunden ist, können verdeckt sein, so dass an diesen Stellen keine Strahlungs¬ emission über die Rückseite erfolgen kann. Die im Bereich der Rückseite des strahlungsemittierenden Halbleiterchips verwendeten metallischen Kontaktelemente wer¬ den zur elektrischen Verbindung zwischen dem Halbleiterchip und dem Träger genutzt, und dienen als Abstandshalter. Auf diese Weise ist seitlich und zwischen den Kontaktelementen ein Zwischenraum zwischen der Rückseite des Halbleiterchips und der gegenüberliegenden Vorderseite des Trägers gebildet. Korrespondierend zu der Ausgestaltung des Halbleiterchips zur allseitigen Strahlungsemission weist das strahlungsemittie- rende Bauelement einen Konverter zur Strahlungskonversion auf, welcher den Halbleiterchip allseitig umgibt. Hierbei grenzt der Konverter an alle strahlungsemittierenden Seiten des Halbleiterchips an, einschließlich der Rückseite, und be¬ findet sich auch in dem zwischen dem Halbleiterchip und dem Träger vorhandenen Zwischenraum. Auf diese Weise kann eine allseitige Strahlungskonversion bewirkt werden. Der Zwischenraum kann vollständig mit dem Konverter ausgefüllt sein.
Im Betrieb des strahlungsemittierenden Bauelements kann der Halbleiterchip eine primäre Lichtstrahlung allseitig abstrahlen. Die primäre Lichtstrahlung kann mit Hilfe des den Halb¬ leiterchip allseitig umschließenden Konverters an allen Chip- Seiten wenigstens teilweise konvertiert, also wenigstens teilweise in eine oder mehrere Konversionsstrahlungen, auch als sekundäre Lichtstrahlung (en) bezeichnet, umgewandelt wer¬ den. Hiermit verbunden ist eine ortsnahe Extraktion der primären Lichtstrahlung an allen Chipseiten, so dass eine inter- ne Absorption bzw. Reabsorption der primären Lichtstrahlung in dem Halbleiterchip unterdrückt werden kann. Eine Konversionsstrahlung kann im Gegensatz zu der primären Lichtstrahlung einer wesentlich geringeren Absorption in dem Halbleiterchip unterliegen. Ferner kann aufgrund des den Konverter enthal- tenden Zwischenraums zwischen dem Halbleiterchip und dem Träger eine geringere Absorption von Lichtstrahlung an dem Träger bewirkt werden. Infolgedessen kann sich das strahlungse- mittierende Bauelement durch eine effiziente Betriebsweise mit einer hohen Lichtausbeute auszeichnen.
Über die metallischen Kontaktelemente kann nicht nur eine elektrische Verbindung, sondern kann auch eine effiziente thermische Anbindung des strahlungsemittierenden Halbleiterchips an den Träger hergestellt sein, welcher als Wärmesenke dienen kann. Auf diese Weise ist eine effiziente Entwärmung des Halbleiterchips im Betrieb des strahlungsemittierenden Bauelements möglich. Diese Eigenschaft begünstigt eine effi¬ ziente Betriebsweise und führt zu einer hohen Lebensdauer des strahlungsemittierenden Bauelements .
Von Vorteil für die Lebensdauer des strahlungsemittierenden Bauelements ist des Weiteren, dass zur Verbindung zwischen dem strahlungsemittierenden Halbleiterchip und dem Träger die metallischen Kontaktelemente an der Rückseite des Halbleiterchips verwendet werden. Dies ist stabiler als die bei her¬ kömmlichen Bauelementen übliche Verwendung von Bonddrähten. Durch das Weglassen von Bonddrähten können ferner an solchen Bonddrähten auftretende Absorptionsverluste vermieden werden.
Im Folgenden werden weitere mögliche Ausführungsformen und Details beschrieben, welche für das strahlungsemittierende Bauelement und dessen Bestandteile in Betracht kommen können.
Die von dem strahlungsemittierenden Halbleiterchip abgegebene primäre Lichtstrahlung kann zum Beispiel eine blaue Licht¬ strahlung sein. Die primäre Lichtstrahlung kann mit Hilfe des Konverters in eine oder mehrere Konversionsstrahlungen, zum Beispiel aus dem gelben, grünen und/oder roten Spektralbereich, umgesetzt werden. Auf diese Weise kann zum Beispiel eine weiße Lichtstrahlung erzeugt werden. Der strahlungsemittierende Halbleiterchip kann ein LED-Chip (Light Emitting Diode) sein. In einer weiteren Ausführungsform weist der Halbleiterchip ein strahlungsdurchlässiges Chipsubstrat aus zum Beispiel Saphir und eine auf dem Chip- Substrat angeordnete Halbleiterschichtenfolge mit einer akti¬ ven Zone zur Strahlungserzeugung auf. Die Halbleiterschichtenfolge kann auf einer dem Träger zugewandten Rückseite des Chipsubstrats angeordnet sein.
In einer weiteren Ausführungsform sind alle Seiten des strah- lungsemittierenden Halbleiterchips mindestens zu 50% strah¬ lungsdurchlässig. In dieser Ausgestaltung kann von jeder Seite des Halbleiterchips ein Anteil bzw. Flächenanteil von we- nigstens 50% zur Strahlungsemission zur Verfügung stehen. Im Betrieb kann die primäre Lichtstrahlung hierbei von jeder Seite des Halbleiterchips über einen Bereich bzw. Flächenbe¬ reich abgegeben werden, welcher wenigstens 50% der jeweils betreffenden Chipseite einnimmt.
Eine Emission der primären Lichtstrahlung lediglich über einen Teilbereich einer Seite kann zumindest auf die Rückseite des Strahlungsemittierenden Halbleiterchips zutreffen. Dies kann wie oben beschrieben davon herrühren, dass Stellen der Rückseite, an welchen der Halbleiterchip mit Hilfe von metallischen Kontaktelementen mit dem Träger elektrisch verbunden ist, verdeckt sind, so dass an diesen Stellen keine Strah¬ lungsemission über die Rückseite erfolgen kann. Die übrigen Seiten des Halbleiterchips können hingegen vollständig oder im Wesentlichen vollständig zur Strahlungsemission zur Verfügung stehen, so dass die primäre Lichtstrahlung jeweils über die gesamte oder im Wesentlichen gesamte jeweilige Seite ab¬ gegeben werden kann. In einer weiteren Ausführungsform weist der Strahlungsemittierende Halbleiterchip eine quaderförmige Gestalt und somit sechs Chipseiten auf, d.h. neben der Rückseite eine der Rückseite entgegengesetzte Vorderseite und vier laterale Seiten¬ flanken. Der Konverter kann an die sechs Seiten des Halb- leiterchips angrenzen. Im Betrieb des Strahlungsemittierenden Bauelements kann der Halbleiterchip die primäre Lichtstrahlung über alle sechs Seiten abstrahlen, und kann der Konver- ter die von den sechs Seiten abgegebene primäre Lichtstrahlung wenigstens teilweise konvertieren.
Wie oben angegeben wurde, ist der Halbleiterchip zur allsei- tigen Strahlungsemission ausgebildet, so dass eine Lichtab- strahlung auch über die dem Träger zugewandte Rückseite des Halbleiterchips erfolgen kann. Zu diesem Zweck ist gemäß ei¬ ner weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass der Halbleiterchip keinen zur Strahlungsreflexion eingesetzten Spiegel wie zum Beispiel eine metallische Spiegelschicht an dessen Rück¬ seite aufweist. In diesem Zusammenhang ist es möglich, dass der verwendete Halbleiterchip ein kostengünstiger volumenemittierender Saphirchip, und nicht ein teurer volumenemittierender und mit Spiegel ausgestatteter Flip-Chip ist. Hier- bei kann der Halbleiterchip lediglich nach Art eines Flip- Chips auf dem Träger montiert sein. Dadurch kann das strahlungsemittierende Bauelement kostengünstig hergestellt sein.
In einer weiteren Ausführungsform weist der den Halbleiter- chip tragende Träger des strahlungsemittierenden Bauelements metallische Leiterstrukturen auf, mit welchen der Halbleiterchip elektrisch verbunden ist. Über die Leiterstrukturen kann der Halbleiterchip im Betrieb des strahlungsemittierenden Bauelements mit elektrischer Energie versorgt werden.
Die metallischen Leiterstrukturen des Trägers können an einer der Vorderseite entgegengesetzten Rückseite des Trägers frei zugänglich sein. An dieser Stelle können die Leiterstrukturen rückseitige Kontaktflächen bilden. In dieser Ausgestaltung eignet sich das strahlungsemittierende Bauelement für eine Oberflächenmontage (SMT, Surface Mounting Technology) .
In einer weiteren Ausführungsform ist die Vorderseite des Trägers reflektiv bzw. hochreflektiv ausgestaltet. Hierdurch kann eine Absorption von Lichtstrahlung an dem Träger weiter unterdrückt, und kann eine effiziente Betriebsweise des strahlungsemittierenden Bauelements weiter begünstigt werden. Der Träger kann zum Beispiel ein leiterrahmenbasierter Träger sein, welcher einen mit einem reflektiven Kunststoffmaterial zum Teil umschlossenen metallischen Leiterrahmen aufweist. Möglich ist auch die Verwendung eines mit metallischen Lei- terstrukturen versehenen keramischen Trägers. In dieser Ausgestaltung kann der keramische Träger zusätzlich eine reflek- tive KunststoffSchicht an der Vorderseite aufweisen.
Darüber hinaus kann der Träger zum Beispiel eine als Reflek- tor dienende Kavität an der Vorderseite aufweisen, innerhalb derer der Halbleiterchip und der Konverter auf dem Träger angeordnet sind. Eine solche Bauform kann zum Beispiel bei ei¬ nem leiterrahmenbasierten Träger verwirklicht sein. Der Strahlungsemittierende Halbleiterchip kann auf dem Träger aufgelötet sein, so dass der Halbleiterchip und der Träger über ein Lotmittel verbunden sind. Des Weiteren können die metallischen Kontaktelemente, mit deren Hilfe der Halbleiterchip mit dem Träger verbunden ist und welche als Abstandshal- ter dienen, Bestandteile des Trägers und/oder Bestandteile des Halbleiterchips sein. In diesem Zusammenhang können folgende Ausgestaltungen in Betracht kommen.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Träger an der Vorderseite hervorstehende Kontaktabschnitte von metallischen Leiterstrukturen auf, durch welche die Kontaktelemente bzw. wenigstens ein Teil der Kontaktelemente gebildet ist. Der Halbleiterchip kann hierzu korrespondierende Kontaktflächen an der Rückseite aufweisen, welche mit hervorstehenden Kon- taktabschnitten des Trägers elektrisch verbunden sind.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Strahlungsemittierende Halbleiterchip an der Rückseite hervorstehende Chip¬ kontakte auf, durch welche die Kontaktelemente bzw. wenigs- tens ein Teil der Kontaktelemente gebildet ist. Der Träger kann hierzu korrespondierende Kontaktflächen an der Vorderseite aufweisen, welche mit hervorstehenden Chipkontakten des Halbleiterchips elektrisch verbunden sind. Es ist des Weiteren möglich, dass die metallischen Kontaktelemente durch an der Vorderseite hervorstehende Kontaktab¬ schnitte des Trägers und durch an der Rückseite hervorstehen- de Chipkontakte des Halbleiterchips gebildet sind. In dieser Ausgestaltung können die hervorstehenden Kontaktabschnitte des Trägers und die hervorstehenden Chipkontakte des Halb¬ leiterchips elektrisch miteinander verbunden sein. In Bezug auf die vorgenannten Ausführungsformen kann die elektrische Verbindung zwischen den Fügepartnern, wie zuvor angedeutet, unter Anwendung eines Lötprozesses verwirklicht sein, so dass die Verbindung jeweils über ein Lotmittel bzw. eine Schicht eines Lotmittels hergestellt ist. Eine solche Verbindung lässt sich reproduzierbar erzeugen und kann sich durch einen geringen Wärmewiderstand auszeichnen, was eine effiziente Entwärmung des Halbleiterchips begünstigt. Darüber hinaus kann die Lotschicht mit einer geringen Dicke, zum Bei¬ spiel mit einer Dicke in einem Bereich von lym bis 2ym, aus- gebildet sein. Hierdurch kann eine Höhe des zwischen dem
Halbleiterchip und dem Träger vorliegenden Zwischenraums mit einer hohen Genauigkeit festgelegt sein. Auch kann im Betrieb des strahlungsemittierenden Bauelements lediglich eine geringe Absorption von Lichtstrahlung an dem Lotmittel auftreten.
In einer weiteren Ausführungsform weisen die metallischen Kontaktelemente eine reflektive metallische Beschichtung auf. Hierbei kann es sich zum Beispiel um eine Silberbeschichtung handeln. In dieser Ausgestaltung kann im Betrieb des strah- lungsemittierenden Bauelements eine Absorption von Lichtstrahlung an den Kontaktelementen unterdrückt werden.
Die metallischen Kontaktelemente können eine sockeiförmige Gestalt besitzen und in Draufsicht gesehen zum Beispiel eine kreisförmige Kontur aufweisen. Möglich ist auch eine andere Kontur wie zum Beispiel eine rechteckige bzw. quadratische Kontur. Ferner können die Kontaktelemente in Draufsicht gese¬ hen eine längliche Gestalt besitzen. Es möglich, dass der Strahlungsemittierende Halbleiterchip mit Hilfe von zwei von¬ einander beabstandeten Kontaktelementen mit dem Träger verbunden ist. Alternativ kann eine größere Anzahl an Kontaktelementen, zum Beispiel drei Kontaktelemente, zur Verbindung des Halbleiterchips mit dem Träger vorgesehen sein. Derartige Ausgestaltungen können abhängig sein von einem zum Verbinden des Halbleiterchips mit dem Träger eingesetzten Lötprozess.
In einer weiteren Ausführungsform ist von der Rückseite des strahlungsemittierenden Halbleiterchips trotz der in diesem Bereich vorhandenen metallischen Kontaktelemente ein Anteil von wenigstens 80% unverdeckt und steht damit zur Strahlungs¬ emission zur Verfügung. Möglich ist zum Beispiel ein freier Anteil der Rückseite des Halbleiterchips im Bereich von 90%. In dieser Ausgestaltung können die Kontaktelemente solche la¬ teralen Abmessungen aufweisen, dass eine effiziente thermische Anbindung des Halbleiterchips an den Träger möglich ist, und der Halbleiterchip auch rückseitig einen großen Teil der primären Lichtstrahlung abgeben kann.
In einer weiteren Ausführungsform weist der mit Hilfe der metallischen Kontaktelemente bereitgestellte Zwischenraum zwi¬ schen dem strahlungsemittierenden Halbleiterchip und dem Träger eine Höhe von wenigstens 10ym auf. Auf diese Weise kann ein großer Teil der im Betrieb des strahlungsemittierenden
Bauelements über die Rückseite des Halbleiterchips abgegebe¬ nen primären Lichtstrahlung mit Hilfe des in dem Zwischenraum angeordneten Konverters konvertiert werden, so dass dieser nicht mehr in dem Halbleiterchip absorbiert werden kann.
Der Zwischenraum zwischen dem Halbleiterchip und dem Träger kann auch eine Höhe von wenigstens 30ym oder 40ym aufweisen. In einer weiteren Ausführungsform weist der Zwischenraum zwischen dem Halbleiterchip und dem Träger eine Höhe von wenigs- tens 50ym auf. Hierdurch kann der Konverter in zuverlässiger Weise im Rahmen einer Herstellung des strahlungsemittierenden Bauelements in den Zwischenraum eingebracht werden. In einer weiteren Ausführungsform weist der Konverter ein strahlungsdurchlässiges Grundmaterial und darin enthaltene Leuchtstoffpartikel auf. Das Grundmaterial, auch Matrixmate¬ rial genannt, kann ein Kunststoffmaterial wie zum Beispiel ein Silikonmaterial sein. Diese Ausgestaltung begünstigt eine kostengünstige Herstellung des Strahlungsemittierenden Bauelements. Es ist möglich, dass der Konverter eine Art von LeuchtstoffPartikeln oder Mischungen aus verschiedenen Arten von LeuchtstoffPartikeln aufweist. Ferner kann der Konverter derart ausgebildet sein, dass die primäre Lichtstrahlung des Strahlungsemittierenden Halbleiterchips in unterschiedlichen Bereichen des Konverters unterschiedlich konvertiert wird.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Konverter eine an den Strahlungsemittierenden Halbleiterchip und an den Träger angrenzende sedimentierte Konversionsschicht auf. Diese Kon¬ versionsschicht, welche durch Sedimentieren von Leuchtstoff¬ partikeln erzeugt sein kann, kann eine hohe Konzentration an LeuchtstoffPartikeln aufweisen. Hierdurch ist eine effiziente Entwärmung von LeuchtstoffPartikeln und damit des Konverters im Betrieb des Strahlungsemittierenden Bauelements möglich, was die Lebensdauer des Bauelements begünstigt.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Konverter eine erste und eine zweite Konversionsschicht auf. Die erste Kon¬ versionsschicht ist in dem Zwischenraum zwischen dem Halbleiterchip und dem Träger angeordnet und grenzt an die Rückseite des Halbleiterchips an. Die zweite Konversionsschicht grenzt an eine der Rückseite entgegengesetzte Vorderseite und an laterale Seitenflanken des Halbleiterchips an. Die erste und zweite Konversionsschicht sind zum Erzeugen unterschied¬ licher Konversionsstrahlungen ausgebildet.
Die erste und zweite Konversionsschicht können, entsprechend der oben beschriebenen Ausgestaltung, ein strahlungsdurchlässiges Grundmaterial und darin enthaltene Leuchtstoffpartikel aufweisen. Die erste und/oder zweite Konversionsschicht kön¬ nen eine Art von LeuchtstoffPartikeln oder Mischungen aus verschiedenen Arten von LeuchtstoffPartikeln aufweisen. Für das Erzeugen unterschiedlicher Konversionsstrahlungen können die beiden Konversionsschichten eine unterschiedliche Materialausprägung in Form unterschiedlicher Arten von Leuchtstoff- partikeln aufweisen. Hierbei können die beiden Konversionsschichten derart aufeinander abgestimmt sein, dass eine Re- absorption einer im Betrieb des Strahlungsemittierenden Bauelements mit Hilfe der ersten Konversionsschicht erzeugten Konversionsstrahlung in der zweiten Konversionsschicht unter- drückt werden kann. Hierzu können die erste Konversions¬ schicht zum Erzeugen wenigstens einer ersten, zum Beispiel roten Konversionsstrahlung, und die zweite Konversionsschicht zum Erzeugen wenigstens einer kurzwelligeren zweiten Konversionsstrahlung, zum Beispiel einer gelben, grünen oder gelb- grünen Konversionsstrahlung, ausgebildet sein. Auf diese Weise kann eine effiziente Betriebsweise des strahlungsemittie- renden Bauelements weiter begünstigt werden.
In Bezug auf die Ausgestaltung des Konverters mit einer ers- ten und zweiten Konversionsschicht können ferner folgende
Merkmale vorliegen. Der Zwischenraum zwischen dem Halbleiterchip und dem Träger kann vollständig mit der ersten Konversi¬ onsschicht ausgefüllt sein. Die zweite Konversionsschicht, welche an die erste Konversionsschicht angrenzen kann, kann gegebenenfalls in Form der oben erläuterten sedimentierten Konversionsschicht verwirklicht sein.
Das Strahlungsemittierende Bauelement kann ein Einzelchip- Bauelement mit einem einzelnen auf dem Träger angeordneten Strahlungsemittierenden Halbleiterchip sein. Möglich ist auch eine Ausgestaltung in Form eines Multichip-Bauelements . In einer solchen Ausführungsform weist das Bauelement wenigstens einen weiteren auf der Vorderseite des Trägers angeordneten Strahlungsemittierenden Halbleiterchip auf. Der weitere Halb- leiterchip kann ebenfalls ein zur allseitigen Strahlungsemission ausgebildeter Volumenemitter sein und an einer dem Träger zugewandten Rückseite mit Hilfe von weiteren metallischen Kontaktelementen mit dem Träger elektrisch verbunden sein. Diese können als Abstandshalter dienen, wodurch ein Zwischenraum zwischen der Rückseite des weiteren Halbleiterchips und der Vorderseite des Trägers vorliegen kann. In entsprechender Weise kann der Konverter den weiteren Halbleiterchip allsei- tig umgeben und in dem Zwischenraum zwischen dem weiteren Halbleiterchip und dem Träger angeordnet sein.
Bei einer Ausgestaltung des Strahlungsemittierenden Bauelements als Multichip-Bauelement können Merkmale, wie sie oben in Bezug auf einen Halbleiterchip erläutert wurden, in Bezug auf den wenigstens einen weiteren Halbleiterchip bzw. auf sämtliche Halbleiterchips des Multichip-Bauelements zur An¬ wendung kommen. Beispielsweise können eine oder mehrere der folgenden Ausgestaltungen und Details vorliegen.
Mit Hilfe des die Halbleiterchips allseitig umgebenden Kon¬ verters kann die von den Halbleiterchips allseitig emittierte primäre Lichtstrahlung ortsnahe extrahiert werden, so dass eine Reabsorption der primären Lichtstrahlung in den Halb- leiterchips unterdrückt werden kann. Mit Hilfe der metalli¬ schen Kontaktelemente können die Halbleiterchips in effekti¬ ver Weise thermisch mit dem Träger verbunden sein. Die Kontaktelemente können in Form von an der Vorderseite hervorste¬ henden Kontaktabschnitten von metallischen Leiterstrukturen des Trägers und/oder in Form von an der Rückseite hervorste¬ henden Chipkontakten der Halbleiterchips verwirklicht sein. Von den Rückseiten der Halbleiterchips kann jeweils ein Anteil von wenigstens 80% zur Strahlungsemission zur Verfügung stehen. Die Zwischenräume zwischen den Halbleiterchips und dem Träger können jeweils eine Höhe von wenigstens 10ym,
30ym, 40ym oder wenigstens 50ym aufweisen. Der Konverter kann ein strahlungsdurchlässiges Grundmaterial und darin enthalte¬ ne Leuchtstoffpartikel aufweisen. Auch kann der Konverter eine an die Halbleiterchips und an den Träger angrenzende sedi- mentierte Konversionsschicht aufweisen. Der Konverter kann ferner erste Konversionsschichten und eine zweite Konversi¬ onsschicht aufweisen, welche zum Erzeugen unterschiedlicher Konversionsstrahlungen ausgebildet sind. Die ersten Konversi- onsschichten können in den Zwischenräumen zwischen den Halbleiterchips und dem Träger angeordnet sein und an die Rück¬ seiten der Halbleiterchips angrenzen. Die zweite Konversions¬ schicht kann an die Vorderseiten und an laterale Seitenflan- ken der Halbleiterchips angrenzen. Sofern der Träger eine Ka- vität an der Vorderseite aufweist, können die Halbleiterchips und der Konverter innerhalb der Kavität auf dem Träger ange¬ ordnet sein. In einer weiteren Ausführungsform sind der strahlungsemittie- rende Halbleiterchip und der wenigstens eine weitere strah- lungsemittierende Halbleiterchip bzw. sämtliche Halbleiterchips des Multichip-Bauelements untereinander elektrisch ver¬ bunden. Möglich ist zum Beispiel eine Reihenschaltung oder eine Parallelschaltung der Halbleiterchips. Dies kann durch eine hierauf abgestimmte Ausgestaltung von metallischen Leiterstrukturen des Trägers verwirklicht sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Strahlungsemittierenden Bauelements vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen eines Trägers und ein Anordnen eines Strahlungsemittierenden Halbleiterchips auf einer Vorderseite des Trägers. Der Halb¬ leiterchip ist ein zur allseitigen Strahlungsemission ausge- bildeter Volumenemitter. Bei dem Anordnen auf dem Träger wird der Halbleiterchip an einer dem Träger zugewandten Rückseite mit Hilfe von metallischen Kontaktelementen mit dem Träger elektrisch verbunden. Aufgrund der Kontaktelemente liegt ein Zwischenraum zwischen der Rückseite des Halbleiterchips und der Vorderseite des Trägers vor. Weiter vorgesehen ist ein
Bereitstellen eines auf der Vorderseite des Trägers angeord¬ neten und den Halbleiterchip umgebenden Konverters zur Strahlungskonversion. Der Konverter umgibt den Halbleiterchip allseitig und ist in dem Zwischenraum zwischen dem Halbleiter- chip und dem Träger angeordnet.
Das mit Hilfe des Verfahrens hergestellte strahlungsemittie- rende Bauelement kann den oben beschriebenen Aufbau bzw. ei- nen Aufbau gemäß einer oder mehrerer der oben beschriebenen Ausführungsformen aufweisen. Daher können oben beschriebene Merkmale und Details in entsprechender Weise für das Herstel¬ lungsverfahren zur Anwendung kommen. In gleicher Weise können im Folgenden genannte Merkmale und Details ebenso Anwendung für das Strahlungsemittierende Bauelement finden.
In einer Ausführungsform weist der bereitgestellte Träger an der Vorderseite hervorstehende Kontaktabschnitte von metalli- sehen Leiterstrukturen auf, durch welche wenigstens ein Teil der Kontaktelemente gebildet ist. Der Strahlungsemittierende Halbleiterchip kann hierzu korrespondierende Kontaktflächen an der Rückseite aufweisen, welche bei dem Anordnen des Halb¬ leiterchips auf dem Träger mit hervorstehenden Kontaktab- schnitten des Trägers elektrisch verbunden werden.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Halbleiterchip an der Rückseite hervorstehende Chipkontakte auf, durch welche wenigstens ein Teil der Kontaktelemente gebildet ist. Der Träger kann hierzu korrespondierende Kontaktflächen an der Vorderseite aufweisen, welche bei dem Anordnen des Halb¬ leiterchips auf dem Träger mit hervorstehenden Chipkontakten des Halbleiterchips elektrisch verbunden werden. Es ist ferner möglich, dass die Kontaktelemente durch an der Vorderseite hervorstehende Kontaktabschnitte des Trägers und durch an der Rückseite hervorstehende Chipkontakte des Halb¬ leiterchips gebildet sind. Hierbei können die Kontaktab¬ schnitte und Chipkontakte bei dem Anordnen des Halbleiter- chips auf dem Träger elektrisch miteinander verbunden werden.
Das Anordnen des Strahlungsemittierenden Halbleiterchips auf dem Träger kann mit Hilfe eines Lötprozesses durchgeführt werden. Hierbei können die jeweiligen Fügepartner der zuvor beschriebenen Ausführungsformen mit Hilfe eines Lotmittels miteinander verbunden werden. Das Löten bietet die Möglichkeit, eine elektrische Verbindung mit einer hohen Reprodu¬ zierbarkeit zu verwirklichen. Auch kann eine solche Verbin- dung einen geringen Wärmewiderstand aufweisen. Darüber hinaus kann das Löten derart durchgeführt werden, dass jeweils eine dünne Lotschicht zwischen den Fügepartnern ausgebildet wird. Möglich ist zum Beispiel eine Schichtdicke in einem Bereich von lym bis 2ym. Auf diese Weise kann eine Höhe des Zwischen¬ raums zwischen dem Halbleiterchip und dem Träger mit einer hohen Genauigkeit festgelegt werden. Auch kann lediglich eine geringe Absorption von Lichtstrahlung an dem Lotmittel im Betrieb des Strahlungsemittierenden Bauelements auftreten.
Im Hinblick auf das Durchführen eines Lötprozesses können der Strahlungsemittierende Halbleiterchip oder der Träger mit ei¬ nem Lotmittel versehen werden, und kann der Halbleiterchip unter Verwendung eines geheizten Bondkopfs (Bondhead) auf dem Träger platziert werden, um den Halbleiterchip auf den Träger aufzulöten. Alternativ können der Halbleiterchip oder der Träger mit einem eutektischen Lotmittel und einem Klebemittel versehen werden, und kann der Halbleiterchip auf dem Träger angeordnet werden. Nachfolgend kann ein Ofenprozess durchge- führt werden, um den Halbleiterchip auf den Träger aufzulöten und das Klebemittel zu verdampfen.
In der ersten der beiden vorgenannten Verfahrensvarianten kann das Verbinden des Halbleiterchips mit dem Träger unter Verwendung von zwei Kontaktelementen durchgeführt werden. In der zweiten Variante kann eine größere Anzahl an Kontaktele¬ menten, zum Beispiel drei Kontaktelemente, zur Anwendung kom¬ men, um den Halbleiterchip für den Ofenprozess mechanisch stabil auf dem Träger zu platzieren und ein Selbstausrichten des Halbleiterchips auf dem Träger in dem Ofenprozess zu be¬ günstigen. Die zweite Variante kann auch mit Hilfe von zwei Kontaktelementen durchgeführt werden, welche im Hinblick auf das stabile Platzieren und das Selbstausrichten des Halbleiterchips eine hierauf abgestimmte Gestalt, in Draufsicht gesehen zum Beispiel eine längliche Gestalt, besitzen können.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Bereitstellen des Konverters ein Aufbringen eines strahlungsdurchlässigen Grundmaterials mit darin enthaltenen LeuchtstoffPartikeln auf dem Träger nach dem Anordnen des Halbleiterchips auf dem Träger. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine kostengünstige Her¬ stellung des strahlungsemittierenden Bauelements.
Das Aufbringen des Leuchtstoffpartikel enthaltenden Grundma¬ terials auf dem Träger kann auf unterschiedliche Art und Wei¬ se durchgeführt werden. Möglich ist zum Beispiel ein Durchführen eines Formprozesses (Moldprozess ) mit Hilfe eines Formwerkzeugs. Ein weiterer möglicher Prozess ist ein Dosie¬ ren mit Hilfe eines Dispensers (Dispensing) .
Bei dem Aufbringen des Leuchtstoffpartikel enthaltenden
Grundmaterials auf dem Träger kann dieses ferner in den Zwi- schenraum zwischen dem Halbleiterchip und dem Träger eingebracht werden. Damit dieser Vorgang mit einer hohen Zuverlässigkeit verwirklicht werden kann, kann für den Zwischenraum eine Höhe von wenigstens 50ym vorgesehen sein. In einer weiteren Ausführungsform erfolgt des Weiteren ein Sedimentieren von LeuchtstoffPartikeln, so dass eine an den strahlungsemittierenden Halbleiterchip und an den Träger angrenzende sedimentierte Konversionsschicht ausgebildet wird. Diese Ausgestaltung, mit deren Hilfe eine effektive Kühlung von LeuchtstoffPartikeln und damit des Konverters im Betrieb des strahlungsemittierenden Bauelements erzielt werden kann, kann zum Beispiel verwirklicht werden, indem das Leuchtstoff¬ partikel enthaltende Grundmaterial zuvor mit Hilfe eines Dis¬ pensers auf dem Träger aufgebracht wird.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Konverter eine erste und eine zweite Konversionsschicht auf, welche zum Er¬ zeugen unterschiedliche Konversionsstrahlungen ausgebildet sind. In dieser Ausführungsform umfasst das Bereitstellen des Konverters ein Bereitstellen des strahlungsemittierenden Halbleiterchips mit der ersten Konversionsschicht auf der Rückseite des Halbleiterchips vor dem Anordnen des Halb¬ leiterchips auf dem Träger. Das Anordnen des Halbleiterchips auf dem Träger führt dazu, dass die erste Konversionsschicht in dem Zwischenraum zwischen dem Halbleiterchip und dem Träger enthalten ist. Das Bereitstellen des Konverters umfasst des Weiteren ein Ausbilden der zweiten Konversionsschicht auf dem Träger nach dem Anordnen des Halbleiterchips auf dem Träger. Dies erfolgt derart, dass die zweite Konversionsschicht an eine der Rückseite entgegengesetzte Vorderseite und an la¬ terale Seitenflanken des Halbleiterchips angrenzt. Die erste und zweite Konversionsschicht können derart aufei¬ nander abgestimmt sein, dass im Betrieb des Strahlungsemit¬ tierenden Bauelements eine Reabsorption einer mit Hilfe der ersten Konversionsschicht erzeugten Konversionsstrahlung in der zweiten Konversionsschicht unterdrückt werden kann. Fer- ner kann die vorgenannte Ausführungsform in zuverlässiger
Weise dadurch verwirklicht werden, dass der Strahlungsemit¬ tierende Halbleiterchip an der Rückseite hervorstehende Chip¬ kontakte aufweist. Hierbei kann der Halbleiterchip derart mit der ersten Konversionsschicht bereitgestellt werden, dass sich die erste Konversionsschicht seitlich und zwischen den Chipkontakten auf der Rückseite des Halbleiterchips befindet und bündig mit den Chipkontakten abschließt.
Der bereitgestellte Träger kann gegebenenfalls eine Kavität an der Vorderseite aufweisen. Hierbei können das Anordnen des Strahlungsemittierenden Halbleiterchips und das Bereitstellen des Konverters innerhalb der Kavität des Trägers erfolgen.
In einer weiteren Ausführungsform ist der strahlungsemittie- rende Halbleiterchip derart ausgebildet, dass von allen Sei¬ ten des Halbleiterchips jeweils ein Anteil von wenigstens 50% zur Strahlungsemission zur Verfügung steht. Hierdurch kann eine primäre Lichtstrahlung von jeder Chipseite des Halb¬ leiterchips über einen Bereich von zumindest 50% der jeweils betreffenden Chipseite abgegeben werden.
In einer weiteren Ausführungsform wird wenigstens ein weiterer strahlungsemittierender Halbleiterchip auf der Vordersei- te des Trägers angeordnet. Hierdurch kann mit Hilfe des Ver¬ fahrens ein Multichip-Bauelement hergestellt werden. Der wei¬ tere Halbleiterchip kann ebenfalls ein zur allseitigen Strahlungsemission ausgebildeter Volumenemitter sein. Auch kann der weitere Halbleiterchip an einer dem Träger zugewandten Rückseite mit Hilfe von weiteren metallischen Kontaktelementen mit dem Träger elektrisch verbunden werden. Aufgrund der Kontaktelemente kann ein Zwischenraum zwischen der Rückseite des weiteren Halbleiterchips und der Vorderseite des Trägers vorliegen. Das Bereitstellen des Konverters kann derart erfolgen, dass der Konverter den weiteren Halbleiterchip allseitig umgibt und in dem Zwischenraum zwischen dem weiteren Halbleiterchip und dem Träger angeordnet ist. Auch weitere Merkmale und Details, wie sie oben in Bezug auf einen strah- lungsemittierenden Halbleiterchip erläutert wurden, können in entsprechender Weise für den wenigstens einen weiteren strah- lungsemittierenden Halbleiterchip bzw. für sämtliche Halbleiterchips des Multichip-Bauelements zur Anwendung kommen. Es ist des Weiteren möglich, mit Hilfe des Verfahrens eine
Mehrzahl an Strahlungsemittierenden Bauelementen (Einzelchipoder Multichip-Bauelemente) in gemeinsamer Weise im Verbund zu fertigen. Hierbei kann ein zusammenhängender Träger bzw. Trägerverbund für mehrere Bauelemente bereitgestellt werden, und können mehrere volumenemittierende Halbleiterchips auf dem Träger angeordnet und mit Hilfe von metallischen Kontaktelementen mit dem Träger elektrisch verbunden werden, wobei aufgrund der Kontaktelemente jeweils ein Zwischenraum zwi¬ schen den Halbleiterchips und dem Träger vorliegen kann. Der Konverter kann derart auf dem Träger bereitgestellt werden, dass der Konverter die Halbleiterchips allseitig umgibt und jeweils in den Zwischenräumen zwischen den Halbleiterchips und dem Träger angeordnet ist. Für den Fall einer Herstellung von Bauelementen mit einem Träger mit einer Kavität kann der zusammenhängende Träger mehrere solche Kavitäten aufweisen, und kann innerhalb jeder Kavität wenigstens ein Halbleiter¬ chip angeordnet und ein Konverter bereitgestellt werden. Am Ende des Verfahrens kann der Bauelementverbund in separate Strahlungsemittierende Bauelemente vereinzelt werden.
Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen der Erfindung können - außer zum Beispiel in Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen - einzeln oder 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 Zeichnun- gen näher erläutert werden. Es zeigen:
Figuren 1 bis 3 einen Verfahrensablauf zur Herstellung eines Strahlungsemittierenden Bauelements anhand von seitlichen Schnittdarstellungen, wobei ein volumenemittierender Halb- leiterchip auf einem leiterrahmenbasierten Träger mit hervorstehenden Kontaktabschnitten angeordnet wird und nachfolgend ein den Halbleiterchip allseitig umgebender Konverter auf dem Träger ausgebildet wird; Figuren 4 bis 6 einen weiteren Verfahrensablauf zur Herstel¬ lung eines Strahlungsemittierenden Bauelements anhand von zeitlichen Schnittdarstellungen, wobei ein volumenemittierender Halbleiterchip mit hervorstehenden Chipkontakten auf einem leiterrahmenbasierten Träger angeordnet wird und nachfol- gend ein den Halbleiterchip allseitig umgebender Konverter auf dem Träger ausgebildet wird;
Figuren 7 bis 9 einen weiteren Verfahrensablauf zur Herstel¬ lung eines Strahlungsemittierenden Bauelements anhand von seitlichen Schnittdarstellungen, wobei ein volumenemittierender Halbleiterchip, welcher hervorstehende Chipkontakte auf¬ weist und welcher mit einer ersten Konversionsschicht verse¬ hen ist, auf einem leiterrahmenbasierten Träger angeordnet wird, und wobei nachfolgend eine den Halbleiterchip umgebende zweite Konversionsschicht auf dem Träger ausgebildet wird;
Figur 10 eine vergrößerte Darstellung eines Konverters umfas- send ein Grundmaterial und Leuchtstoffpartikel ;
Figur 11 eine vergrößerte seitliche Schnittdarstellung eines Kontaktabschnitts oder eines Chipkontakts mit einer reflek- tiven BeSchichtung;
Figur 12 eine seitliche Schnittdarstellung eines weiteren Strahlungsemittierenden Bauelements, welches eine durch Sedi- mentieren ausgebildete Konversionsschicht aufweist; Figur 13 eine seitliche Schnittdarstellung eines weiteren
Strahlungsemittierenden Bauelements, welches einen leiterrah- menbasierten Träger mit einer Kavität aufweist;
Figur 14 eine seitliche Schnittdarstellung eines weiteren strahlungsemittierenden Bauelements mit einem leiterrahmenba- sierten Träger mit einer Kavität, welches eine durch Sedimen- tieren ausgebildete Konversionsschicht aufweist;
Figuren 15 bis 17 einen weiteren Verfahrensablauf zur Her- Stellung eines strahlungsemittierenden Bauelements anhand von seitlichen Schnittdarstellungen, wobei ein volumenemittierender Halbleiterchip mit hervorstehenden Chipkontakten auf einem keramischen Träger angeordnet wird und nachfolgend ein den Halbleiterchip allseitig umgebender Konverter auf dem Träger ausgebildet wird;
Figuren 18 bis 20 AufSichtsdarstellungen von Halbleiterchips und Trägern zum Verwirklichen von Einzelchip-Bauelementen mit unterschiedlichen Anordnungen und Formen von Kontaktelementen der Halbleiterchips und Träger; und
Figuren 21 und 22 weitere AufSichtsdarstellungen von Halbleiterchips und Trägern zum Verwirklichen von Multichip- Bauelementen, wobei die Träger zum Ermöglichen einer elektrischen Verbindung der Halbleiterchips ausgebildet sind.
Anhand der folgenden schematischen Figuren werden mögliche Ausgestaltungen von Strahlungsemittierenden Bauelementen 100 und von dazugehörigen Herstellungsverfahren beschrieben. Die Bauelemente 100 weisen (wenigstens) einen volumenemittierenden Halbleiterchip 140, einen Träger 110, 118 und einen Konverter 160 zur Strahlungskonversion auf. Der Halbleiterchip 140 und der Konverter 160 sind auf dem Träger 110, 118 ange¬ ordnet. Der Halbleiterchip 140 ist zur allseitigen Strahlungsemission ausgebildet und allseitig von dem Konverter 160 umgeben. Mit Hilfe von metallischen Kontaktelementen 125, 155 ist der Halbleiterchip 140 mit dem Träger 110, 118 elektrisch und thermisch verbunden. Die Kontaktelemente 125, 155 können Bestandteile des Trägers 110, 118 und/oder des Halbleiter¬ chips 140 sein. Die Kontaktelemente 125, 155 dienen gleich¬ zeitig als Abstandshalter, so dass ein Zwischenraum 210 zwischen dem Halbleiterchip 140 und dem Träger 110, 118 vor- liegt, in welchem der Konverter 160 angeordnet ist.
Im Rahmen der Herstellung können aus der Halbleitertechnik und aus der Fertigung von optoelektronischen Bauelementen bekannte Prozesse durchgeführt werden und können in diesen Ge- bieten 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 Strahlungsemit¬ tierenden Bauelemente 100 zusätzlich zu gezeigten und be- schriebenen Komponenten und Strukturen weitere Komponenten und Strukturen aufweisen. Es wird ferner darauf hingewiesen, dass die Figuren lediglich schematischer 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.
Es wird ergänzend auf die Möglichkeit hingewiesen, die im Folgenden erläuterten Verfahren zur parallelen Herstellung mehrerer Bauelemente 100 heranzuziehen. Hierbei kann ein zusammenhängender Bauelementverbund gefertigt und nachfolgend in separate Bauelemente 100 vereinzelt werden. In diesem Sin¬ ne kann ein Teil der Figuren einen Ausschnitt des Fertigungs- Verbunds im Bereich von einem der hergestellten Bauelemente 100 veranschaulichen, und können hier gezeigte Gegebenheiten sich vielfach wiederholend in dem Verbund vorliegen. Auch kann die folgende Beschreibung auf sämtliche der gemeinsam im Verbund gefertigten Bauelemente 100 zutreffen.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen anhand von seitlichen Schnittdarstellungen ein Verfahren zum Herstellen eines Strahlungsemittierenden Bauelements 100. Hierbei kann es sich um ein ober- flächenmontierbares Einzelchip-Bauelement 100 handeln. Bei dem Verfahren werden, wie in Figur 1 dargestellt ist, ein strahlungsemittierender Halbleiterchip 140 und ein leiterrah- menbasierter Träger 110 bereitgestellt. Der Träger 110 weist einen metallischen Leiterrahmen mit Leiterstrukturen 120 und ein den Leiterrahmen teilweise umschließendes weißes reflek- tives Kunststoffmaterial 130 auf. In Bezug auf das herzustel¬ lende Bauelement 100 kann der Leiterrahmen zwei metallische Leiterstrukturen 120 aufweisen.
Der metallische Leiterrahmen und damit die Leiterstrukturen 120 des Trägers 110 können zum Beispiel aus Kupfer ausgebil¬ det sein und zusätzlich eine metallische Beschichtung aufwei¬ sen, wie weiter unten noch näher erläutert wird. Das reflek- tive Kunststoffmaterial 130 kann zum Beispiel ein Epoxidmate- rial sein, in welchem reflektive Partikel wie zum Beispiel Ti02-Partikel enthalten sein können (nicht dargestellt) .
Wie in Figur 1 gezeigt ist, besitzt der Träger 110 eine im Wesentlichen ebene Gestalt mit einer weitgehend flachen Vorderseite 111 und mit einer der Vorderseite 111 entgegenge- setzten flachen Rückseite 112. Die Vorderseite 111 des Trä¬ gers 110, welche zur Montage des Halbleiterchips 140 vorgese¬ hen ist, ist im Wesentlichen durch das reflektive Kunststoff¬ material 130 gebildet. Auf diese Weise kann die Vorderseite 111 hochreflektiv sein. An der Vorderseite 111 weist der Träger 110 Kontaktelemente in Form von zwei deutlich hervorste¬ hende Kontaktabschnitten 125 auf. Die Kontaktabschnitte 125 sind Bestandteile der Leiterstrukturen 120 und ragen aus dem Kunststoffmaterial 130 heraus. An der Rückseite 112 des Trä¬ gers 110, welche durch das Kunststoffmaterial 130 und die Leiterstrukturen 120 gebildet ist, weisen die Leiterstruktu¬ ren 120 rückseitige Leiterabschnitte auf. Die rückseitigen Leiterabschnitte, welche mit Hilfe von sich durch den Träger 110 erstreckenden Durchkontaktierungsabschnitten mit den hervorstehenden Kontaktabschnitten 125 in Verbindung stehen, bilden rückseitige und frei zugängliche Kontaktflächen 122 des Trägers 110.
Der Strahlungsemittierende Halbleiterchip 140 weist, wie in Figur 1 dargestellt ist, eine Vorderseite 141, eine der Vor¬ derseite 141 entgegengesetzte Rückseite 142 und sich von der Vorderseite 141 zur Rückseite 142 erstreckende laterale Sei¬ tenflanken 145 auf. Der Halbleiterchip 140 kann eine quaderförmige Gestalt mit insgesamt sechs Seiten, und damit mit vier Seitenflanken 145 aufweisen. An der Rückseite 142 weist der Halbleiterchip 140 zwei metallische Chipkontakte 150 auf. Die Chipkontakte 150, welche zum Beispiel aus Gold oder Alu¬ minium ausgebildet sein können, dienen als Kathode und Anode, und bilden metallische Kontaktflächen des Halbleiterchips 140. Über die Chipkontakte 150 kann der Halbleiterchip 140 kontaktiert und mit elektrischer Energie versorgt werden. Entgegen der Darstellung in Figur 1 und den folgenden Figuren können die Chipkontakte 150 im Vergleich zu den hervorstehenden Kontaktabschnitten 125 des Trägers 110 eine wesentlich geringere vertikale Ausdehnung besitzen, und daher im Wesent¬ lichen als flächige Kontaktelemente vorliegen.
Der Halbleiterchip 140 ist ein zur allseitigen Strahlungs- emission ausgebildeter Volumenemitter. Im Betrieb kann der
Halbleiterchip 140 eine primäre Lichtstrahlung von allen Seiten, d.h. von der Vorderseite 141, den Seitenflanken 145 und der Rückseite 142 emittieren (nicht dargestellt) . Die primäre Lichtstrahlung kann eine blaue Lichtstrahlung sein.
Der Halbleiterchip 140 kann ein Leuchtdiodenchip (LED, Light Emitting Diode) sein, und nicht dargestellte Bestandteile wie ein strahlungsdurchlässiges Chipsubstrat aus zum Beispiel Sa¬ phir und eine rückseitig auf dem Chipsubstrat angeordnete Halbleiterschichtenfolge mit einer aktiven Zone zur Strah¬ lungserzeugung aufweisen. Das Chipsubstrat kann die Vorder- seite 141 und die Seitenflanken 145 bzw. einen wesentlichen Teil der Seitenflanken 145 des Halbleiterchips 140 bilden. Die Chipkontakte 150 können auf der rückseitigen Halbleiterschichtenfolge angeordnet sein. Im Hinblick auf das Ermöglichen der allseitigen Strahlungsemission ist der Halbleiterchip 140 ohne einen zur gezielten Strahlungsreflexion vorgesehenen Spiegel an dessen Rückseite 142 ausgebildet. Insofern kann es sich bei dem Halbleiterchip 140 um einen kostengünstig hergestellten volumenemittierenden Saphirchip und nicht um einen teuren volumenemittierenden und mit Spiegel versehenen Flip-Chip handeln.
Nach dem Bereitstellen des Strahlungsemittierenden Halbleiterchips 140 und des Trägers 110 wird der Halbleiterchip 140, wie in Figur 2 gezeigt ist, auf der Vorderseite 111 des Trägers 110 angeordnet und mit den Leiterstrukturen 120 des Trägers 110 elektrisch verbunden. Bei diesem Vorgang ist der Halbleiterchip 140 mit dessen Rückseite 142 dem Träger 110 zugewandt. Die elektrische Verbindung wird an der Rückseite 142 des Halbleiterchips 140 mit Hilfe der Chipkontakte 150 und der hervorstehenden Kontaktabschnitte 125 des Trägers 110 hergestellt. Zu diesem Zweck wird ein Lötprozess unter Ver¬ wendung eines nicht dargestellten Lotmittels durchgeführt, über welches die Chipkontakte 150 mit jeweils einem der Kon- taktabschnitte 125 elektrisch verbunden werden.
Anhand von Figur 2 wird deutlich, dass die hervorstehenden Kontaktabschnitte 125 des Trägers 110 als Abstandshalter die- nen. Auf diese Weise liegt nach der Montage des Halbleiter¬ chips 140 auf dem Träger 110 seitlich und zwischen den Kontaktabschnitten 125 ein Zwischenraum 210 zwischen der Rückseite 142 des Halbleiterchips 140 und der Vorderseite 111 des Trägers 110 vor. Die Kontaktabschnitte 125 des Trägers 110 können eine gegenüber dem Kunststoffmaterial 130 hervorste¬ hende (vertikale) Dicke bzw. Höhe von zum Beispiel wenigstens 50ym aufweisen, so dass auch der Zwischenraum 210 eine Höhe von wenigstens 50ym besitzen kann.
Zur Herstellung des strahlungsemittierenden Bauelements 100 wird nach der Chipmontage ferner, wie in Figur 3 gezeigt ist, ein den Halbleiterchip 140 umschließender Konverter 160 zur Strahlungskonversion auf der Vorderseite 111 des Trägers 110 bereitgestellt. Dies erfolgt derart, dass der Konverter 160 den Halbleiterchip 140 allseitig umgibt, also an alle Chip¬ seiten 141, 142, 145 angrenzt, und auch den Zwischenraum 210 zwischen dem Halbleiterchip 140 und dem Träger 110 vollständig ausfüllt. Der Konverter 160 ist dazu vorgesehen, die im Betrieb von dem Halbleiterchip 140 abgegebene primäre Licht¬ strahlung wenigstens teilweise zu konvertieren, also wenigs¬ tens teilweise in eine oder mehrere Konversionsstrahlungen umzuwandeln. Im Hinblick auf die oben genannte blaue primäre Lichtstrahlung kann der Konverter 160 zum Beispiel zum Erzeu- gen von einer oder mehreren Konversionsstrahlungen aus dem gelben, grünen und/oder roten Spektralbereich ausgebildet sein. Auf diese Weise kann das Strahlungsemittierende Bauele¬ ment 100 zum Beispiel eine weiße Lichtstrahlung abgeben. Der Konverter 160 kann ein strahlungsdurchlässiges Grundmate¬ rial und darin eingebettete und die Strahlungskonversion be¬ wirkende Leuchtstoffpartikel aufweisen, wie weiter unten noch näher erläutert wird. Für das Ausbilden des Konverters 160 kann das die Leuchtstoffpartikel enthaltende Grundmaterial durch Durchführen eines Formprozesses (Moldprozess ) unter
Verwendung eines Formwerkzeugs auf dem Träger 110 aufgebracht werden und anschließend aushärten (nicht dargestellt) . Die Leuchtstoffpartikel können zum Beispiel eine Korngröße in ei- nem Bereich von 10ym bis 20ym aufweisen. Die oben genannte Höhe für den Zwischenraum 210 von wenigstens 50ym macht es bei einer solchen Korngröße möglich, das Leuchtstoffpartikel enthaltende Grundmaterial zuverlässig in den Zwischenraum 210 zwischen dem Halbleiterchip 140 und dem Träger 110 einzubringen .
Im Hinblick auf eine verbundweise Fertigung kann ein gemeinsamer leiterrahmenbasierter Träger 110 bzw. Trägerverbund be- reitgestellt werden, welcher für jedes der Bauelemente 100 zwei Leiterstrukturen 120 aufweisen kann. Die Leiterstrukturen 120 der verschiedenen Bauelemente 100 können zunächst noch über metallische Verbindungsstrukturen des Leiterahmens miteinander verbunden sein. Nachfolgend können mehrere strah- lungsemittierende Halbleiterchips 140 auf dem Träger 110 mon¬ tiert werden, und kann anschließend ein sämtliche Halbleiter¬ chips 140 allseitig umgebender und sämtliche Zwischenräume 210 zwischen den Halbleiterchips 140 und dem Träger 110 aus¬ füllender Konverter 160 auf dem Träger 110 ausgebildet wer- den. Anschließend kann der auf diese Art und Weise gefertigte Bauelementverbund in separate Strahlungsemittierende Bauele¬ mente 100 mit dem in Figur 3 gezeigten Aufbau vereinzelt wer¬ den. Dies kann zum Beispiel durch Sägen erfolgen. Bei diesem Vorgang können der gemeinsame Träger 110 und Konverter 160 durchtrennt und dadurch auf die einzelnen Bauelemente 100 verteilt werden. Im Hinblick auf den Träger 110 können ferner die Verbindungsstrukturen des Leiterrahmens durchtrennt wer¬ den, so dass die Leiterstrukturen 120 bei den einzelnen Bauelementen 100 nicht mehr über metallisches Material des Lei- terrahmens verbunden sind (jeweils nicht dargestellt).
Das mit Hilfe des Verfahrens hergestellte und in Figur 3 ge¬ zeigte Bauelement 100 eignet sich für eine Oberflächenmontage (SMT, Surface Mounting Technology) . Hierbei kann das Bauele- ment 100 mit Hilfe der rückseitigen Kontaktflächen 122 des
Trägers 110 zum Beispiel durch Löten mit Kontaktflächen einer weiteren Vorrichtung, zum Beispiel einer Leiterplatte, elektrisch verbunden werden (nicht dargestellt) . Im Betrieb des strahlungsemittierenden Bauelements 100, in welchem der Halbleiterchip 140 über die Leiterstrukturen 120 des Trägers 110 elektrisch angesteuert werden kann, kann der Halbleiterchip 140 eine primäre Lichtstrahlung allseitig, al¬ so über alle Chipseiten 141, 142, 145 abstrahlen. Die primäre Lichtstrahlung kann mit Hilfe des den Halbleiterchip 140 allseitig umschließenden Konverters 160 an allen Chipseiten 141, 142, 145 wenigstens teilweise konvertiert und dadurch ortsna- he extrahiert werden. Auf diese Weise kann eine Reabsorption der primären Lichtstrahlung in dem Halbleiterchip 140 weitgehend unterdrückt werden. Im Gegensatz zu der primären Lichtstrahlung kann eine mit Hilfe des Konverters 160 erzeugte Konversionsstrahlung einer wesentlich geringeren Absorption in dem Halbleiterchip 140 unterliegen. Von Vorteil ist ferner, dass durch den Konverter 160 enthaltenden Zwischenraum 210 zwischen dem Halbleiterchip 140 und dem Träger 110 eine gering (er) e Absorption von Lichtstrahlung an dem Träger 110 erzielt werden kann. Infolgedessen kann das strahlungsemit- tierende Bauelement 100 mit einer hohen Lichtausbeute und Ef¬ fizienz betrieben werden. Dies kann ferner durch die reflek- tive Vorderseite 111 des Trägers 110 begünstigt werden.
Mit Hilfe der Kontaktabschnitte 125 des Trägers 110 kann der Strahlungsemittierende Halbleiterchip 140 darüber hinaus in effizienter Weise thermisch mit dem als Wärmesenke dienenden Träger 110 verbunden sein. Auf diese Weise kann eine effiziente Entwärmung des Halbleiterchips 140 im Betrieb des strah¬ lungsemittierenden Bauelements 100 erzielt werden. Dies be- günstigt eine effiziente Betriebsweise und macht eine hohe Lebensdauer des Bauelements 100 möglich.
Das Strahlungsemittierende Bauelement 100 kann in diesem Zu¬ sammenhang ferner derart hergestellt werden, dass von der Rückseite 142 des strahlungsemittierenden Halbleiterchips 140 ein Anteil von wenigstens 80% zur rückseitigen Strahlungs¬ emission zur Verfügung steht, trotz der in diesem Bereich vorhandenen und über die Chipkontakte 150 und Kontaktab- schnitte 125 hergestellten Verbindung. Möglich ist zum Beispiel ein Anteil im Bereich von 90%. Hierbei können die Kon¬ taktabschnitte 125 und Chipkontakte 150 solche lateralen Ab¬ messungen aufweisen, dass eine effiziente thermische Anbin- dung des Halbleiterchips 140 an den Träger 110 ermöglicht wird und der Halbleiterchip 140 auch rückseitig einen großen Teil der primären Lichtstrahlung abstrahlen kann. Die übrigen unverdeckten Seiten 141, 145 des Halbleiterchips 140 können hingegen vollständig zur Strahlungsemission zur Verfügung stehen, so dass die primäre Lichtstrahlung jeweils über die gesamte Fläche der jeweiligen Seite 141, 145 abgegeben werden kann .
Der bei der Chipmontage durchgeführte Lötprozess kann sich ebenfalls als günstig erweisen. Hierdurch kann eine elektrische und thermische Verbindung mit einer hohen Reproduzierbarkeit verwirklicht werden, welche sich ferner durch einen geringen Wärmewiderstand auszeichnen kann. Des Weiteren kann der Lötprozess derart durchgeführt werden, dass die Verbin- dung der Fügepartner, d.h. vorliegend der Chipkontakte 150 und Kontaktabschnitte 125, jeweils über eine dünne Lotschicht mit einer Schichtdicke in einem Bereich von zum Beispiel lym bis 2ym hergestellt wird. Hierdurch kann die Höhe des Zwi¬ schenraums 210 zwischen dem Halbleiterchip 140 und dem Träger 110 mit einer hohen Genauigkeit festgelegt werden. Auch kann es im Betrieb des Strahlungsemittierenden Bauelements 100 le¬ diglich zu einer geringen Absorption von Lichtstrahlung an dem Lotmittel kommen. Weitere möglich Details in Bezug auf das Löten werden weiter unten noch näher erläutert.
Im Folgenden werden weitere mögliche Ausgestaltungen, Varianten und Abwandlungen beschrieben, welche für ein Herstellungsverfahren und hiermit gefertigte strahlungsemittierende Bauelemente 100 in Betracht kommen können. Übereinstimmende Merkmale, Verfahrensschritte und Aspekte sowie gleiche und gleich wirkende Komponenten werden im Folgenden nicht erneut detailliert beschrieben. Für Details hierzu wird stattdessen auf die vorstehende Beschreibung Bezug genommen. Des Weiteren können Aspekte und Details, welche in Bezug auf eine Ausge¬ staltung genannt werden, auch in Bezug auf eine andere Ausge¬ staltung zur Anwendung kommen und können Merkmale von zwei oder mehreren Ausgestaltungen miteinander kombiniert werden.
Die Figuren 4 bis 6 zeigen anhand von seitlichen Schnittdarstellungen ein weiteres Verfahren zum Herstellen eines strah- lungsemittierenden Bauelements 100. Auch dieses Bauelement 100 kann ein oberflächenmontierbares Einzelchip-Bauelement 100 sein. Bei dem Verfahren werden, wie in Figur 4 dargestellt ist, ein volumenemittierender Halbleiterchip 140 und ein leiterrahmenbasierter Träger 110 bereitgestellt. Der Träger 110 weist einen Leiterrahmen mit zwei Leiterstrukturen 120 und ein reflektives Kunststoffmaterial 130 auf. Auch be- sitzt der Träger 110 eine ebene Gestalt mit einer flachen Vorderseite 111 und einer flachen Rückseite 112. Im Unter¬ schied zu dem vorstehend erläuterten Verfahrensablauf stehen die Leiterstrukturen 120 nicht an der Vorderseite 111 hervor, sondern schließen bündig mit dem Kunststoffmaterial 130 ab. Die Leiterstrukturen 120 bilden an dieser Stelle vorderseitige und frei zugängliche Kontaktflächen 121. Auch in dieser Ausgestaltung ist die Vorderseite 111 im Wesentlichen durch das reflektive Kunststoffmaterial 130 gebildet, so dass die Vorderseite 111 hochreflektiv sein kann. Die vorderseitigen Kontaktflächen 121 sind mit Hilfe von sich durch den Träger
110 erstreckenden Durchkontaktierungsabschnitten mit rückseitigen und rückseitige Kontaktflächen 122 bildenden Leiterabschnitten der Leiterstrukturen 120 verbunden. Ein weiterer Unterschied zu dem vorstehend beschriebenen Verfahrensablauf besteht darin, dass der in Figur 4 gezeigte Halbleiterchip 140 Kontaktelemente in Form von zwei deutlich an der Rückseite 142 hervorstehenden metallischen Chipkontakten 155 aufweist. Abgesehen hiervon treffen die obigen Anga- ben in entsprechender Weise auf den Halbleiterchip 140 von Figur 4 zu. So ist der Halbleiterchip 140 zur allseitigen Strahlungsemission ausgebildet. Der Halbleiterchip 140 kann ein Leuchtdiodenchip sein, und nicht dargestellte Bestandtei- le wie ein strahlungsdurchlässiges Chipsubstrat und eine rückseitig auf dem Chipsubstrat angeordnete Halbleiterschich¬ tenfolge mit einer aktiven Zone zur Strahlungserzeugung aufweisen. Die rückseitigen Chipkontakte 155, welche als Kathode und Anode dienen, können auf der Halbleiterschichtenfolge an¬ geordnet sein. Auch kann der Halbleiterchip 140 in Form eines kostengünstigen Saphirchips verwirklicht sein.
Die in Figur 4 gezeigte Bauform des Halbleiterchips 140 kann verwirklicht werden, indem zunächst flächig vorliegende Chip¬ kontakte mit Hilfe von einem oder mehreren Metallabschei- dungsprozessen metallisch verstärkt bzw. verdickt werden. Möglich ist zum Beispiel ein Durchführen von wenigstens einem galvanischen Abscheidungsprozess (Electroplating) und/oder von wenigstens einem stromlosen chemischen Abscheidungsprozess (Electroless Plating) . Das metallische Verdicken kann im Rahmen der Herstellung des Halbleiterchips 140 auf Waferlevel durchgeführt werden, also in einem Zustand, in welchem der Halbleiterchip 140 noch mit weiteren Halbleiterchips 140 in Form eines Wafers zusammenhängt. Nachfolgend kann der Wafer in separate Halbleiterchip 140 mit hervorstehenden Chipkontakten 155 vereinzelt werden (jeweils nicht dargestellt).
Nach dem Bereitstellen des strahlungsemittierenden Halb- leiterchips 140 und des Trägers 110 wird der Halbleiterchip 140, wie in Figur 5 gezeigt ist, auf der Vorderseite 111 des Trägers 110 angeordnet und mit den Leiterstrukturen 120 des Trägers 110 elektrisch verbunden. Die elektrische Verbindung wird an der Rückseite 142 des Halbleiterchips 140 mit Hilfe der Chipkontakte 155 und der vorderseitigen Kontaktflächen
121 des Trägers 110 hergestellt. Dieser Vorgang erfolgt durch Löten unter Verwendung eines nicht dargestellten Lotmittels, über welches die Chipkontakte 155 mit jeweils einer der Kon¬ taktflächen 121 elektrisch verbunden werden. Die hervorste- henden Chipkontakte 155 des Halbleiterchips 140 dienen als Abstandshalter, so dass nach der Chipmontage seitlich und zwischen den Chipkontakten 155 ein Zwischenraum 210 zwischen der Rückseite 142 des Halbleiterchips 140 und der Vorderseite 111 des Trägers 110 vorliegt. Die Chipkontakte 155 des Halb¬ leiterchips 140 können eine (vertikale) Dicke von zum Bei¬ spiel wenigstens 50ym aufweisen, so dass auch der Zwischenraum 210 eine Höhe von wenigstens 50ym aufweisen kann.
Zur Herstellung des strahlungsemittierenden Bauelements 100 wird nachfolgend, wie in Figur 6 gezeigt ist, ein den Halb¬ leiterchip 140 umschließender Konverter 160 zur Strahlungskonversion auf der Vorderseite 111 des Trägers 110 bereitge- stellt, welcher den Halbleiterchip 140 allseitig umgibt und auch den Zwischenraum 210 zwischen dem Halbleiterchip 140 und dem Träger 110 ausfüllt. Zu diesem Zweck kann ein strahlungsdurchlässiges Grundmaterial mit darin enthaltenen Leucht¬ stoffPartikeln durch Durchführen eines Formprozesses auf dem Träger 110 aufgebracht werden (nicht dargestellt) .
Das Verfahren der Figuren 4 bis 6 kann zur verbundweisen Fertigung von mehreren Bauelementen 100 zur Anwendung kommen, indem mehrere Halbleiterchips 140 auf einem gemeinsamen Trä- ger 110 montiert werden, ein sämtliche Halbleiterchips 140 umgebender Konverter 160 auf dem Träger 110 ausgebildet wird, und der danach vorliegende Bauelementverbund in separate Bau¬ elemente 100 vereinzelt wird (nicht dargestellt) . Das Strahlungsemittierende Bauelement 100 von Figur 6 ermög¬ licht in entsprechender Weise einen Betrieb mit hoher Licht¬ ausbeute. Denn mit Hilfe des den Halbleiterchip 140 allseitig umgebenden Konverters 160 kann die im Betrieb von dem Halb¬ leiterchip 140 allseitig abgegebene Primärstrahlung ortsnahe extrahiert werden. Auch kann aufgrund des mit dem Konverter 160 gefüllten Zwischenraums 210 eine gering (er) e Strahlungs¬ absorption an dem Träger 110 bewirkt werden. Mit Hilfe der hervorstehenden Chipkontakte 155 kann der Halbleiterchip 140 in effizienter Weise thermisch an den als Wärmesenke dienen- den Träger 110 angebunden sein. Von der Rückseite 142 des
Halbleiterchips 140 kann ein Anteil von wenigstens 80 ~6 , zum Beispiel 90%, zur rückseitigen Strahlungsemission zur Verfügung stehen, trotz der in diesem Bereich über die Chipkontak- te 155 und Kontaktflächen 121 hergestellten Verbindung zwischen dem Halbleiterchip 140 und dem Träger 110.
Die Figuren 7 bis 9 zeigen anhand von seitlichen Schnittdar- Stellungen ein weiteres Verfahren zum Herstellen eines strah- lungsemittierenden Bauelements 100. Dieses Verfahren basiert auf dem zuvor anhand der Figuren 4 bis 6 erläuterten Verfahren, und weicht von diesem dadurch ab, dass ein aus zwei unterschiedlichen Konversionsschichten 161, 162 aufgebauter Konverter 160 bereitgestellt wird. Bei dem Verfahren werden, wie in Figur 7 gezeigt ist, ein volumenemittierender und zur allseitigen Strahlungsemission ausgebildeter Halbleiterchip 140 und ein leiterrahmenbasierter Träger 110 bereitgestellt. Der Träger 110 weist die oben beschriebene Gestalt mit einer flachen Vorderseite 111 auf, an welcher Kontaktflächen 121 von Leiterstrukturen 120 des Trägers 110 zugänglich sind. Der Halbleiterchip 140 weist den oben beschriebenen Aufbau mit an der Rückseite 142 hervorstehenden Chipkontakten 155 auf. Im Unterschied zu dem Verfahrensablauf der Figuren 4 bis 6 weist der Halbleiterchip 140 zusätzlich eine auf der Rückseite 142 angeordnete erste Konversionsschicht 161 auf. Die Konversi¬ onsschicht 161 befindet sich seitlich und zwischen den Chipkontakten 155 auf der Rückseite 142 des Halbleiterchips 140 und schließt bündig mit den Chipkontakten 155 ab.
Die erste Konversionsschicht 161 kann ein strahlungsdurchläs¬ siges Grundmaterial und darin enthaltene Leuchtstoffpartikel aufweisen. Ferner kann die Konversionsschicht 161 im Rahmen der Herstellung des Halbleiterchips 140 auf Waferlevel auf diesem ausgebildet werden, also in einem Zustand, in welchem der Halbleiterchip 140 noch mit weiteren Halbleiterchips 140 in Form eines Wafers zusammenhängt. Hierbei kann das mit LeuchtstoffPartikeln versehene Grundmaterial zum Beispiel un¬ ter Verwendung einer Rakel oder mittels Sprühbeschichten auf dem Wafer aufgebracht und nach einem Aushärten planarisiert werden. Nachfolgend kann der Wafer in separate Halbleiterchips 140 vereinzelt werden, welche rückseitig jeweils eine Konversionsschicht 161 aufweisen (jeweils nicht dargestellt). Nach dem Bereitstellen des Trägers 110 und des mit der Konversionsschicht 161 versehenen Halbleiterchips 140 wird der Halbleiterchip 140, wie in Figur 8 gezeigt ist, auf der Vor- derseite 111 des Trägers 110 montiert. Zu diesem Zweck wird ein Lötprozess durchgeführt, in welchem die Chipkontakte 155 unter Verwendung eines nicht dargestellten Lotmittels mit jeweils einer der Kontaktflächen 121 des Trägers 110 elektrisch verbunden werden. Die Chipkontakte 155 dienen als Abstands- halter, so dass ein Zwischenraum 210 zwischen der Rückseite 142 des Halbleiterchips 140 und der Vorderseite 111 des Trä¬ gers 110 bereitgestellt wird. Da der Halbleiterchip 140 rück¬ seitig zusätzlich die Konversionsschicht 161 aufweist, wird durch die Chipmontage erzielt, dass in dem Zwischenraum 210 bereits die erste Konversionsschicht 161 enthalten ist. Bei dieser Verfahrensvariante wird der Zwischenraum 210 somit im Unterschied zu den vorstehend erläuterten Verfahrensabläufen nicht erst nach der Chipmontage mit Konversionsmaterial ver¬ füllt. Daher kann für die Chipkontakte 155 und für den Zwi- schenraum 210 eine von den obigen Angaben kleinere Höhe vorgesehen sein, zum Beispiel von wenigstens 10ym.
Zur Herstellung des strahlungsemittierenden Bauelements 100 und zum Vervollständigen des Konverters 160 wird nachfolgend, wie in Figur 9 gezeigt ist, eine den Halbleiterchip 140 umge¬ bende zweite Konversionsschicht 162 auf der Vorderseite 111 des Trägers 110 ausgebildet. Die zweite Konversionsschicht 162 grenzt an die Vorderseite 141 und Seitenflanken 145 des Halbleiterchips 140 und an die erste Konversionsschicht 161 an. Die zweite Konversionsschicht 162 kann ebenfalls ein strahlungsdurchlässiges Grundmaterial und darin enthaltene Leuchtstoffpartikel aufweisen, und durch Durchführen eines Formprozesses auf dem Träger 110 ausgebildet werden (nicht dargestellt) . Es ist vorgesehen, dass mit Hilfe der beiden Konversionsschichten 161, 162 unterschiedliche Konversions¬ strahlungen erzeugt werden können. Hierzu können die Konversionsschichten 161, 162 mit unterschiedlichen Arten von
LeuchtstoffPartikeln hergestellt werden. Das Verfahren der Figuren 7 bis 9 kann zur verbundweisen Fertigung von mehreren Bauelementen 100 eingesetzt werden, indem mehrere mit einer ersten Konversionsschicht 161 versehene Halbleiterchips 140 auf einem gemeinsamen Träger 110 montiert werden, eine sämtliche Halbleiterchips 140 umgebende zweite Konversionsschicht 162 auf dem Träger 110 ausgebildet wird, und der danach vorliegende Bauelementverbund in separate Bau¬ elemente 100 vereinzelt wird (nicht dargestellt) .
Das Strahlungsemittierende Bauelement 100 von Figur 9 ermög¬ licht in entsprechender Weise einen Betrieb mit hoher Licht¬ ausbeute, da die von dem Halbleiterchip 140 allseitig abgege¬ bene Primärstrahlung mit Hilfe des den Halbleiterchip 140 allseitig umschließenden und aus den zwei Konversionsschichten 161, 162 aufgebauten Konverters 160 wenigstens teilweise konvertiert und dadurch ortsnahe extrahiert werden kann. Fer¬ ner kann aufgrund des die Konversionsschicht 161 enthaltenden Zwischenraums 210 eine gering (er) e Absorption von Lichtstrah- lung an dem Träger 110 bewirkt werden. Auch kann der Halbleiterchip 140 in effizienter Weise thermisch an den Träger 110 angebunden sein. Die Ausgestaltung des Konverters 160 aus den zwei Konversionsschichten 161, 162 ermöglicht des Weite¬ ren, Verluste in Form einer Absorption von Konversionsstrah- lung zu verringern. Zu diesem Zweck können die beiden Konversionsschichten 161, 162 derart aufeinander abgestimmt sein, dass eine Reabsorption einer im Betrieb des Strahlungsemit¬ tierenden Bauelements 100 mit Hilfe der ersten Konversions¬ schicht 161 erzeugten Konversionsstrahlung in der zweiten Konversionsschicht 162 unterdrückt werden kann. Dies lässt sich dadurch verwirklichen, dass die erste Konversionsschicht 161 zum Erzeugen einer ersten Konversionsstrahlung und die zweite Konversionsschicht 162 zum Erzeugen einer kurzwellige¬ ren zweiten Konversionsstrahlung ausgebildet sind. Die erste Konversionsstrahlung kann zum Beispiel eine rote Lichtstrahlung sein. Die zweite Konversionsstrahlung kann zum Beispiel eine gelbe, grüne oder gelbgrüne Lichtstrahlung sein. Figur 10 zeigt eine vergrößerte Ausschnittsdarstellung eines Konverters 160, wie er bei den hier beschriebenen Strahlungs¬ emittierenden Bauelementen 100 vorhanden sein kann. Der Konverter 160 weist ein strahlungsdurchlässiges Grundmaterial 260 und darin eingebettete Leuchtstoffpartikel 261 zur Strah¬ lungskonversion auf. Das Grundmaterial 260 kann zum Beispiel ein Silikonmaterial sein. Es kann eine Art von Leuchtstoff¬ partikeln 261 oder eine Mischung aus unterschiedlichen Arten von LeuchtstoffPartikeln 261 in dem Grundmaterial 260 enthal- ten sein. Auch bei einer Ausgestaltung des Konverters 160 mit unterschiedlichen Konversionsschichten, wie sie vorstehend beschrieben wurde, kann eine Mischung aus LeuchtstoffParti¬ keln für wenigstens eine Konversionsschicht vorgesehen sein.
Figur 11 zeigt eine vergrößerte Ausschnittdarstellung einer möglichen Ausgestaltung, welche für Leiterstrukturen 120 bzw. hervorstehende Kontaktabschnitte 125 eines Trägers der hier beschriebenen Strahlungsemittierenden Bauelemente 100 vorgesehen sein kann. Der in Figur 11 gezeigte Kontaktabschnitt 125 weist außenseitig eine reflektive metallische Beschich- tung 255 auf. Die Beschichtung 255 kann zum Beispiel aus Sil¬ ber ausgebildet sein. Auch kann die Beschichtung 255 durch Durchführen eines galvanischen oder stromlosen chemischen Me- tallabscheidungsprozesses hergestellt sein. Mit Hilfe der Be¬ schichtung 255 kann im Betrieb des dazugehörigen Strahlungsemittierenden Bauelements 100 eine Absorption von Lichtstrahlung unterdrückt werden. Eine Ausgestaltung mit einer reflek- tiven Beschichtung 255 zur Unterdrückung von Absorptionsverlusten kann in entsprechender Weise für hervorstehende Chipkontakte 155 eines Halbleiterchips 140 in Betracht kommen.
Figur 12 zeigt eine seitliche Schnittdarstellung eines weite¬ ren Strahlungsemittierenden Bauelements 100. Die Herstellung dieses Bauelements 100 erfolgt ähnlich zu dem anhand der Fi- guren 7 bis 9 erläuterten Verfahren. Zunächst wird ein volumenemittierender und zur allseitigen Strahlungsemission ausgebildeter Halbleiterchip 140, welcher an der Rückseite 142 hervorstehende Chipkontakte 155 aufweist und welcher mit ei- ner ersten Konversionsschicht 161 versehen ist, auf einem Träger 110 montiert. Auf diese Weise kann ein Zustand ent¬ sprechend Figur 8 vorliegen. Nachfolgend wird eine den Halb¬ leiterchip 140 umgebende zweite Konversionsschicht 162 auf der Vorderseite 111 des Trägers 110 ausgebildet, so dass ein Zustand entsprechend Figur 9 vorliegen kann. Die zweite Kon¬ versionsschicht 162 weist ein strahlungsdurchlässiges Grund¬ material und darin enthaltene Leuchtstoffpartikel auf. Das Ausbilden der zweiten Konversionsschicht 162 auf dem Trä¬ ger 110 erfolgt derart, dass die zweite Konversionsschicht 162 (noch) nicht ausgehärtet ist. Zu diesem Zweck kann das Leuchtstoffpartikel enthaltende Grundmaterial zum Beispiel durch Dosieren mit Hilfe eines Dispensers auf dem Träger 110 aufgebracht werden (Dispensing) . Auf diese Weise kann ein Se¬ dimentieren von LeuchtstoffPartikeln stattfinden, wodurch Leuchtstoffpartikel angrenzend an den Halbleiterchip 140 und an den Träger 110 konzentriert werden können. Erst danach kann das Aushärten erfolgen. In Figur 12 ist diese Gegeben- heit anhand einer an den Halbleiterchip 140 und an den Träger 110 angrenzenden und durch das Sedimentieren gebildeten zweiten Konversionsschicht 165, und anhand einer diese Schicht 165 bedeckenden weiteren Schicht 166 veranschaulicht. Die se- dimentierte Konversionsschicht 165 weist eine hohe Konzentra- tion an LeuchtstoffPartikeln auf. Hierbei können die Leuchtstoffpartikel , abweichend von der Darstellung in Figur 10, dicht gepackt sein und sich zum Teil berühren. Die andere Schicht 166 kann im Unterschied hierzu keinen oder einen ge¬ ringen (und dadurch vernachlässigbaren) Anteil an Leucht- stoffPartikeln aufweisen (jeweils nicht dargestellt).
Das in Figur 12 gezeigte Bauelement 100 kann ebenfalls im Verbund mit weiteren Bauelementen 100 gefertigt werden, indem mehrere mit einer ersten Konversionsschicht 161 versehene Halbleiterchips 140 auf einem gemeinsamen Träger 110 montiert werden, eine sämtliche Halbleiterchips 140 umgebende zweite Konversionsschicht 162 auf dem Träger 110 ausgebildet wird, ein Sedimentieren von LeuchtstoffPartikeln zum Ausbilden ei- ner sedimentierten zweiten Konversionsschicht 165 erfolgt, und der danach vorliegende Bauelementverbund in separate Bau¬ elemente 100 vereinzelt wird (nicht dargestellt) . Das Strahlungsemittierende Bauelement 100 von Figur 12 ermög¬ licht in entsprechender Weise einen Betrieb mit hoher Licht¬ ausbeute, da die von dem Halbleiterchip 140 allseitig abgege¬ bene Primärstrahlung mit Hilfe des den Halbleiterchip 140 allseitig umschließenden und die zwei Konversionsschichten 161, 165 und die weitere Schicht 166 aufweisenden Konverters 160 wenigstens teilweise konvertiert und dadurch ortsnahe ex¬ trahiert werden kann. Des Weiteren können die Konversions¬ schichten 161, 165 derart ausgebildet sein, dass eine Re- absorption einer mit Hilfe der ersten Konversionsschicht 161 erzeugten Konversionsstrahlung in der zweiten Konversionsschicht 165 unterdrückt werden kann. Die sedimentierte und dadurch konzentrierte Ausgestaltung der zweiten Konversionsschicht 165 ermöglicht darüber hinaus eine effektive Wärme¬ leitung und dadurch Kühlung von LeuchtstoffPartikeln, was die Lebensdauer des Bauelements 100 begünstigt.
Figur 13 zeigt eine seitliche Schnittdarstellung eines weite¬ ren strahlungsemittierenden Bauelements 100. Dieses Bauele¬ ment 100 besitzt einen Aufbau vergleichbar zu dem Bauelement 100 von Figur 6, allerdings mit dem Unterschied, dass der leiterrahmenbasierte Träger 110 eine durch das Kunststoffma- terial 130 gebildete vorderseitige Kavität 115 mit schrägen Seitenwänden aufweist. Die Kavität 115 dient als Reflektor des strahlungsemittierenden Bauelements 100. Innerhalb der Kavität 115 sind der Strahlungsemittierende Halbleiterchip 140 und der Konverter 160 auf dem Träger 110 angeordnet.
Zur Herstellung des strahlungsemittierenden Bauelements 100 von Figur 13 wird der Halbleiterchip 140 innerhalb der Kavi- tät 115 auf dem Träger 110 montiert, und wird nachfolgend ein den Halbleiterchip 140 allseitig umgebender und die Kavität 115 ausfüllender Konverter 160 auf dem Träger 110 ausgebildet. Zu diesem Zweck kann ein strahlungsdurchlässiges Grund- material mit darin enthaltenen LeuchtstoffPartikeln mit Hilfe eines Dispensers auf dem Träger 110 aufgebracht und nachfol¬ gend ausgehärtet werden. Das Bauelement 100 kann ebenfalls im Verbund mit weiteren Bauelementen 100 gefertigt werden, indem ein gemeinsamer leiterrahmenbasierter Träger 110 mit mehreren Kavitäten 115 bereitgestellt wird, Halbleiterchips 140 in den Kavitäten 115 auf dem Träger 110 angeordnet werden, die Kavitäten 115 mit einem Konverter 160 versehen werden, und der danach vorliegende Bauelementverbund in separate Bauelemente 100 vereinzelt wird (jeweils nicht dargestellt).
Das Bauelement 100 von Figur 13 kann derart abgewandelt wer¬ den, dass wenigstens ein Merkmal von einem oder mehreren der zuvor erläuterten Bauelemente 100 zur Anwendung kommt. Bei- spielsweise kann für den Träger 110 eine Ausgestaltung mit an der Vorderseite 111 hervorstehenden Kontaktabschnitten 125, und kann für den Halbleiterchip 140 eine Ausgestaltung mit Kontaktflächen bzw. flächigen Chipkontakten 150 vorgesehen werden. Eine weitere Abwandlung besteht darin, den Konverter 160 mit einer an die Rückseite 142 des Halbleiterchips 140 angrenzenden ersten Konversionsschicht 161 und mit einer den Halbleiterchip 140 umschließenden zweiten Konversionsschicht 162 zu verwirklichen (jeweils nicht dargestellt). Eine weitere mögliche Abwandlung stellt das in Figur 14 ge¬ zeigte strahlungsemittierende Bauelement 100 dar, dessen Her¬ stellung ähnlich zu dem Bauelement 100 von Figur 13 erfolgt. Hierbei findet nach der Chipmontage und dem Aufbringen des Leuchtstoffpartikel enthaltenden Grundmaterials auf dem Trä- ger 110 in dessen Kavität 115 ein Sedimentieren von LeuchtstoffPartikeln statt, so dass Leuchtstoffpartikel angrenzend an den Halbleiterchip 140 und an den Träger 110 konzentriert werden können. Erst danach kann das Aushärten erfolgen. In Figur 14 ist diese Gegebenheit anhand einer sedimentierten Konversionsschicht 165 und anhand einer diese Schicht 165 be¬ deckenden weiteren Schicht 166 veranschaulicht. Die Konversi¬ onsschicht 165 des Konverters 160 weist eine hohe Konzentra¬ tion an LeuchtstoffPartikeln auf. Demgegenüber kann die ande- re Schicht 166 keinen oder lediglich einen geringen Anteil an LeuchtstoffPartikeln aufweisen (jeweils nicht dargestellt).
Ein Strahlungsemittierendes Bauelement 100 kann nicht nur mit einem leiterrahmenbasierter Träger 110, sondern alternativ mit einem anderen Träger verwirklicht werden. Zur beispielhaften Veranschaulichung zeigen die Figuren 15 bis 17 anhand von seitlichen Schnittdarstellungen ein weiteres Verfahren zum Herstellen eines Strahlungsemittierenden Bauelements 100. Auch dieses Bauelement 100 kann ein oberflächenmontierbares
Einzelchip-Bauelement 100 sein. Bei dem Verfahren werden, wie in Figur 15 dargestellt ist, ein volumenemittierender und zur allseitigen Strahlungsemission ausgebildeter Halbleiterchip 140 und ein Träger 118 bereitgestellt. Der Halbleiterchip 140 weist den oben erläuterten Aufbau mit den an der Rückseite 142 hervorstehenden Chipkontakten 155 auf.
Der in Figur 15 gezeigte Träger 118 ist ein keramischer Träger 118, welcher metallische Leiterstrukturen 120 und ein die Leiterstrukturen 120 teilweise umschließendes bzw. an diese angrenzendes keramisches Material 135 aufweist. Im Hinblick auf das herzustellende Bauelement 100 kann der Träger 118 zwei Leiterstrukturen 120 aufweisen. Die Leiterstrukturen 120 können zum Beispiel aus Kupfer ausgebildet sein und zusätz- lieh eine metallische Beschichtung aufweisen. Ein weiterer
Bestandteil des Trägers 118 ist eine vorderseitige weiße re- flektive Schicht 137. Die Schicht 137 kann zum Beispiel eine aufgedruckte Schicht eines Lötstopplacks sein. Alternativ kann die Schicht 137 eine in einem Formprozess ausgebildete weiße Silikonschicht sein (jeweils nicht dargestellt).
Der Träger 118 besitzt eine flache Vorderseite 111 und eine im Wesentlichen flache Rückseite 112. Die Vorderseite 111 ist im Wesentlichen durch die reflektive Schicht 137 gebildet und kann daher hochreflektiv sein. Die Leiterstrukturen 120 weisen vorderseitige Leiterabschnitte auf, welche bündig mit der reflektiven Schicht 137 abschließen und an dieser Stelle vorderseitige und frei zugängliche Kontaktflächen 121 bilden. Die Leiterstrukturen 120 weisen ferner rückseitige Leiterabschnitte auf, welche rückseitige Kontaktflächen 122 bilden. Die vorderseitigen und rückseitigen Leiterabschnitte sind mit Hilfe von sich durch den Träger 118 erstreckenden Durchkon- taktierungsabschnitten miteinander verbunden.
Nach dem Bereitstellen des Halbleiterchips 140 und des kera¬ mischen Trägers 118 wird der Halbleiterchip 140, wie in Figur 16 gezeigt ist, auf der Vorderseite 111 des Trägers 118 mon- tiert. Zu diesem Zweck wird ein Lötprozess durchgeführt, in welchem die Chipkontakte 155 unter Verwendung eines nicht dargestellten Lotmittels mit jeweils einer der Kontaktflächen 121 des Trägers 118 elektrisch verbunden werden. Aufgrund der als Abstandshalter dienenden Chipkontakte 155 wird ein Zwi- schenraum 210 zwischen der Rückseite 142 des Halbleiterchips 140 und der Vorderseite 111 des Trägers 118 bereitgestellt.
Zur Herstellung des strahlungsemittierenden Bauelements 100 wird nachfolgend, wie in Figur 17 gezeigt ist, ein den Halb- leiterchip 140 umschließender Konverter 160 zur Strahlungskonversion auf der Vorderseite 111 des Trägers 118 bereitge¬ stellt, welcher den Halbleiterchip 140 allseitig umgibt und auch den Zwischenraum 210 zwischen dem Halbleiterchip 140 und dem Träger 118 ausfüllt. Zu diesem Zweck kann ein strahlungs- durchlässiges Grundmaterial mit darin enthaltenen Leucht¬ stoffPartikeln mittels eines Formprozesses auf dem Träger 118 aufgebracht werden. Das Bauelement 100 kann ebenfalls im Ver¬ bund mit weiteren Bauelementen 100 gefertigt werden, indem mehrere Halbleiterchips 140 auf einem gemeinsamen keramischen Träger 118 angeordnet werden, ein sämtliche Halbleiterchips 140 umgebender Konverter 160 auf dem Träger 118 ausgebildet wird, und der danach vorliegende Bauelementverbund in separa¬ te Bauelemente 100 vereinzelt wird (jeweils nicht darge¬ stellt) . In entsprechender Weise kann sich das Bauelement 100 durch eine effiziente Betriebsweise mit hoher Lichtausbeute und eine effiziente thermische Anbindung des Halbleiterchips 140 an den als Wärmesenke dienenden Träger 118 auszeichnen. Das Strahlungsemittierende Bauelement 100 von Figur 17 kann derart abgewandelt werden, dass wenigstens ein Merkmal von einem oder mehreren der zuvor erläuterten Bauelemente 100 zur Anwendung kommt. Beispielsweise kann der Konverter 160 mit einer an die Rückseite 142 des Halbleiterchips 140 angrenzen¬ den ersten Konversionsschicht 161 und mit einer den Halb¬ leiterchip 140 umschließenden zweiten Konversionsschicht 162 verwirklicht werden. Möglich ist auch eine Ausgestaltung des Konverters 160 mit einer an den Halbleiterchip 140 und an den Träger 118 angrenzenden und durch Sedimentieren von LeuchtstoffPartikeln gebildeten Konversionsschicht 165. Eine weite¬ re mögliche Abwandlung besteht darin, für den Träger 118 eine Ausgestaltung mit an der Vorderseite 111 hervorstehenden Kontaktabschnitten 125, und für den Halbleiterchip 140 eine Aus- gestaltung mit flächigen Chipkontakten 150 vorzusehen (jeweils nicht dargestellt) .
Bei den oben beschriebenen Verfahren erfolgt die Chipmontage durch Durchführen eines Lötprozesses. Zu diesem Zweck können die in den jeweiligen Verfahren verwendeten Kontaktelemente 121, 125, 150, 155 des Trägers 110, 118 oder des Halbleiter¬ chips 140 mit einem Lotmittel versehen werden, und kann der Halbleiterchip 140 mit Hilfe eines geheizten Bondkopfs (Bond- head) auf dem Träger 110, 118 angeordnet und dadurch auf die- sen aufgelötet werden. Eine alternative Vorgehensweise be¬ steht darin, die Kontaktelemente 121, 125, 150, 155 des Trä¬ gers 110, 118 oder des Halbleiterchips 140 mit einem eutekti- schen Lotmittel und mit einem Klebemittel zu versehen, an¬ schließend den Halbleiterchip 140 auf dem Träger 110, 118 an- zuordnen, und nachfolgend einen Ofenprozess durchzuführen, um den Halbleiterchip 140 auf den Träger 110, 118 aufzulöten und das Klebemittel zu verdampfen (jeweils nicht dargestellt). Abhängig von dem durchgeführten Lötprozess können unterschiedliche Ausgestaltungen in Bezug auf die Kontaktelemente 121, 125, 150, 155 vorgesehen sein. Zur beispielhaften Veranschaulichung werden anhand der folgenden Figuren mögliche Ausgestaltungen näher erläutert, welche in Bezug auf die obi¬ gen Verfahren zur Abwendung kommen können. Die Figuren 18 bis 20 zeigen AufSichtsdarstellungen von Halbleiterchips 140 und Trägern 110, 118 zum Verwirklichen von Einzelchip-Bauelementen, einschließlich einer Darstellung möglicher Ausgestaltungen von deren Kontaktelementen 121, 125, 150, 155. In Bezug auf die Halbleiterchips 140 ist je¬ weils deren Rückseite 142, und in Bezug auf die Träger 110, 118 ist jeweils deren Vorderseite 111 abgebildet. Für die Träger 110, 118 sind zusätzlich die Konturen der rückseitigen Leiterabschnitte und damit der rückseitigen Kontaktflächen
122 gestrichelt angedeutet, welche über Durchkontaktierungs- abschnitte mit den sich darüber befindenden Kontaktelementen 121, 125 verbunden sind.
Bei der in Figur 18 gezeigten Ausgestaltung weisen der Träger 110, 118 und der Halbleiterchip 140 jeweils zwei Kontaktele¬ mente 121, 125, 150, 155 mit kreisförmigen Konturen auf. Die¬ se Ausgestaltung kann bei dem erstgenannten Lötprozess zur Anwendung kommen, in welchem der Halbleiterchip 140 mit Hilfe eines Bondkopfs auf dem Träger 110, 118 platziert wird. Bei der Ausgestaltung von Figur 19 weisen der Träger 110, 118 und der Halbleiterchip 140 jeweils drei Kontaktelemente 121, 125, 150, 155 mit kreisförmigen Konturen auf. Bei der in Figur 20 gezeigten Ausgestaltung kommen erneut jeweils zwei Kontaktelemente 121, 125, 150, 155 zum Einsatz, welche eine rechteck- förmige längliche Gestalt besitzen. Die Ausgestaltungen der Figuren 19, 20 können in Bezug auf den zweitgenannten eutek- tischen Lötprozess vorgesehen sein, um den Halbleiterchip 140 mechanisch stabil auf dem Träger 110, 118 platzieren und ein Selbstausrichten des Halbleiterchips 140 auf dem Träger 110, 118 in dem Ofenprozess bewirken zu können.
Mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Verfahren können nicht nur Einzelchip-Bauelemente, sondern alternativ auch Mul- tichip-Bauelemente mit mehreren auf der Vorderseite 111 eines Trägers 110, 118 angeordneten Strahlungsemittierenden Halbleiterchips 140 hergestellt werden. In diesem Zusammenhang können die in den seitlichen Schnittdarstellungen gezeigten Bauelemente 100 mit wenigstens einem weiteren Halbleiterchip 140 gefertigt werden. Ein solcher weiterer Halbleiterchip 140 kann versetzt zur Zeichenebene der vorhergehend erläuterten Figuren vorgesehen sein. Es sind ferner Ausgestaltungen mög- lieh, in welchen die Halbleiterchips 140 eines Multichip- Bauelements untereinander elektrisch verbunden sind. Dies kann durch eine hierauf abgestimmte Ausgestaltung von Lei¬ terstrukturen 120 eines Trägers 110, 118 verwirklicht werden. Zur beispielhaften Veranschaulichung werden anhand der fol- genden Figuren 21 und 22 mögliche Ausgestaltungen für ein
Multichip-Bauelement 100 mit zwei Halbleiterchips 140 näher erläutert. Diese Bauelemente 100 können in entsprechender Weise mit Hilfe der oben erläuterten Verfahren verwirklicht werden, indem pro Bauelement 100 zwei Halbleiterchip 140 auf einem Träger 110, 118 angeordnet und ein beide Halbleiter¬ chips 140 umschließender Konverter 160 bereitgestellt wird.
Figur 21 zeigt eine AufSichtsdarstellung eines zum Tragen von zwei Halbleiterchips 140 vorgesehenen Trägers 110, 118 und von einem der Halbleiterchips 140, einschließlich einer Darstellung von deren Kontaktelementen 121, 125, 150, 155. Für den Träger 110, 118 sind zusätzlich die Konturen der rückseitigen Leiterabschnitte und damit Kontaktflächen 122 gestrichelt angedeutet, welche über Durchkontaktierungsabschnitte mit den sich darüber befindenden Kontaktelementen 121, 125 verbunden sind. Ferner sind die Montagepositionen der Halbleiterchips 140 auf dem Träger 110, 118 schraffiert angedeu¬ tet. In dieser Ausgestaltung können die Halbleiterchips 140 mit Hilfe des Trägers 110, 118 parallel geschaltet sein.
Figur 22 zeigt eine AufSichtsdarstellung eines zum Tragen von zwei Halbleiterchips 140 vorgesehenen Trägers 118 und von ei¬ nem der Halbleiterchips 140, wobei ebenfalls deren Kontakte¬ lemente 121, 125, 150, 155 dargestellt sind. Für den Träger 118 sind zusätzlich die rückseitigen Kontaktflächen 122 und die Montagepositionen der Halbleiterchips 140 angedeutet. Bei dieser Ausgestaltung kommt ein keramischer Träger 118 zum Einsatz, da eine solche Trägerform eine hohe Gestaltungsfrei- heit in Bezug auf eine vorderseitige Verdrahtung ermöglicht. Der Träger 118 ist vorliegend derart ausgestaltet, dass le¬ diglich die in Figur 21 rechts oben und links unten vorhande¬ nen Kontaktelemente 121, 125 über Durchkontaktierungsab- schnitte mit den sich darunter befindenden rückseitigen Leiterabschnitten und damit Kontaktflächen 122 elektrisch verbunden sind. Die anderen, links oben und rechts unten vorhandenen Kontaktelemente 121, 125 sind über einen metallischen Verbindungssteg 220 miteinander verbunden. Diese Kontaktele- mente 121, 125 und der Verbindungsteg 220 befinden sich le¬ diglich an der Vorderseite des Trägers 118 und haben keine elektrische Verbindung zu den rückseitigen Kontaktabschnit¬ ten. In dieser Ausgestaltung können die Halbleiterchips 140 mit Hilfe des Trägers 118 in Reihe geschaltet sein.
Neben den oben beschriebenen und abgebildeten Ausführungsformen sind weitere Ausführungsformen vorstellbar, welche weitere Abwandlungen und/oder Kombinationen von Merkmalen umfassen können. Es ist zum Beispiel möglich, anstelle der oben ange- gebenen Materialien andere Materialien zu verwenden. Ferner können Träger mit von den Figuren abweichenden Ausgestaltungen eingesetzt werden. Solche Träger können zum Beispiel anders gestaltete metallische Leiterstrukturen aufweisen. Im Hinblick auf die in den Figuren 19 bis 22 gezeigten Ausgestaltungen besteht die Möglichkeit, andere Anzahlen und/oder Formen von Kontaktelementen 121, 125, 150, 155 vorzusehen. In diesem Zusammenhang ist es zum Beispiel möglich, die in den Figuren 21 und 22 gezeigten Ausgestaltungen entsprechend den Figuren 19 und 20 zu verwirklichen, so dass für die Verbindung pro Halbleiterchip 140 drei Kontaktelemente 121, 125, 150, 155 oder längliche Kontaktelemente 121, 125, 150, 155 zum Einsatz kommen. Auch können Multichip-Bauelemente mit Trägern verwirklicht werden, welche zum Tragen einer größeren Anzahl an elektrisch verbundenen Halbleiterchips 140 ausgebildet sind. Im Hinblick auf die Verwendung eines Trägers mit hervorste¬ henden Kontaktabschnitten 125, wie sie anhand der Figuren 1 bis 3 erläutert wurde, ist die Möglichkeit gegeben, dass sol¬ che Kontaktabschnitte 125 aus dem gleichen Material ausgebil- det sind wie die anderen Leiterabschnitte der zugehörigen
Leiterstrukturen 120. Wie anhand von Figur 11 erläutert wurde, können die Kontaktschnitte 125 mit einer zusätzlichen re- flektiven metallischen Beschichtung 255 ausgebildet sein. Des Weiteren ist es möglich, hervorstehende Kontaktschnitte 125 eines Trägers dadurch herzustellen, dass zunächst bündig mit der übrigen Vorderseite des Trägers abschließende und dadurch nicht hervorstehende Leiterstrukturen 120 des Trägers (vgl. zum Beispiel den in Figur 4 gezeigten Träger) an der Vorderseite metallisch verstärkt bzw. verdickt werden. Zu diesem Zweck können ein oder mehrere Metallabscheidungsprozesse, al¬ so wenigstens ein galvanischer Abscheidungsprozess und/oder wenigstens ein stromloser chemischer Abscheidungsprozess, durchgeführt werden. Ferner ist die Möglichkeit gegeben, zur Herstellung eines
Strahlungsemittierenden Bauelements 100 einen Träger mit an der Vorderseite hervorstehenden Kontaktabschnitten 125 einzusetzen, und hierauf (wenigstens) einen strahlungsemittieren- den Halbleiterchip 140 mit an der Rückseite hervorstehenden Chipkontakten 155 zu montieren bzw. aufzulöten.
Wie oben angegeben wurde, kann das Bereitstellen eines Konverters 160 nach einer Chipmontage ein Aufbringen eines
Leuchtstoffpartikel enthaltenden Grundmaterials zum Beispiel mit Hilfe eines Formprozesses umfassen. Damit das Leucht¬ stoffpartikel enthaltende Grundmaterial zuverlässig in den Zwischenraum 210 zwischen dem jeweiligen Halbleiterchip und Träger eingebracht werden kann, kann für den Zwischenraum 210 ein Höhe wenigstens 50ym vorgesehen sein. Sofern Leuchtstoff- partikel zum Einsatz kommen, welche gegenüber der oben angegebenen Korngröße (10ym bis 20ym) eine kleinere Korngröße be¬ sitzen, zum Beispiel in einem Bereich von 5ym bis 10ym, kann auch eine kleinere Höhe in Bezug auf den Zwischenraum 210, zum Beispiel eine Höhe von wenigstens 30ym oder 40ym, zur An¬ wendung kommen.
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
100 Bauelement
110 Träger
111 Vorderseite
112 Rückseite
115 Kavität
118 Träger
120 Leiterstruktur
121 Kontaktfläche
122 Kontaktfläche
125 Kontaktabschnitt
130 Kunststoffmaterial
135 keramisches Material
137 Schicht
140 Halbleiterchip
141 Vorderseite
142 Rückseite
145 Seitenflanke
150 Chipkontakt
155 Chipkontakt
160 Konverter
161 KonversionsSchicht
162 KonversionsSchicht
165 KonversionsSchicht
166 Schicht
210 Zwischenraum
220 Verbindungssteg
255 Beschichtung
260 Grundmaterial
261 Leuchtstoffpartikel

Claims

PATENTA S PRUCHE
Strahlungsemittierendes Bauelement (100), aufweisend: einen Träger (110, 118); einen auf einer Vorderseite (111) des Trägers (110, 118) angeordneten Strahlungsemittierenden Halbleiterchip (140) ; und einen auf der Vorderseite (111) des Trägers (110, 118) angeordneten und den Halbleiterchip (140) umgebenden Konverter (160) zur Strahlungskonversion, wobei der Halbleiterchip (140) ein zur allseitigen
Strahlungsemission ausgebildeter Volumenemitter ist, wobei der Halbleiterchip (140) an einer dem Träger (110, 118) zugewandten Rückseite (142) mit Hilfe von metalli¬ schen Kontaktelementen (125, 155) mit dem Träger (110, 118) elektrisch verbunden ist, wobei die Kontaktelemente (125, 155) als Abstandshalter dienen, so dass ein Zwischenraum (210) zwischen der Rückseite (142) des Halbleiterchips (140) und der Vor¬ derseite (111) des Trägers (110, 118) vorliegt, und wobei der Konverter (160) den Halbleiterchip (140) allseitig umgibt und in dem Zwischenraum (210) zwischen dem Halbleiterchip (140) und dem Träger (110, 118) angeordnet ist.
Strahlungsemittierendes Bauelement nach Anspruch 1, wobei der Träger (110, 118) an der Vorderseite (111) hervorstehende Kontaktabschnitte (125) von Leiterstruk¬ turen (120) aufweist, durch welche wenigstens ein Teil der Kontaktelemente gebildet ist. 3. Strahlungsemittierendes Bauelement nach einem der vor¬ hergehenden Ansprüche,
wobei der Strahlungsemittierende Halbleiterchip (140) an der Rückseite (142) hervorstehende Chipkontakte (155) aufweist, durch welche wenigstens ein Teil der Kontakte¬ lemente gebildet ist.
4. Strahlungsemittierendes Bauelement nach einem der vor¬ hergehenden Ansprüche,
wobei die Kontaktelemente (125, 155) eine reflektive me¬ tallische Beschichtung (255) aufweisen.
5. Strahlungsemittierendes Bauelement nach einem der vor¬ hergehenden Ansprüche,
wobei von der Rückseite (142) des strahlungsemittieren- den Halbleiterchips (140) ein Anteil von wenigstens 80% zur Strahlungsemission zur Verfügung steht.
6. Strahlungsemittierendes Bauelement nach einem der vor¬ hergehenden Ansprüche,
wobei der Zwischenraum (210) eine Höhe von wenigstens 10ym oder eine Höhe von wenigstens 50ym aufweist.
7. Strahlungsemittierendes Bauelement nach einem der vor¬ hergehenden Ansprüche,
wobei der Konverter (160) ein strahlungsdurchlässiges Grundmaterial (260) und darin enthaltene LeuchtstoffPar¬ tikel (261) aufweist.
8. Strahlungsemittierendes Bauelement nach Anspruch 7,
wobei der Konverter (160) eine an den strahlungsemittie- renden Halbleiterchip (140) und an den Träger (110, 118) angrenzende sedimentierte Konversionsschicht (165) auf¬ weist.
9. Strahlungsemittierendes Bauelement nach einem der vor¬ hergehenden Ansprüche,
wobei der Konverter (160) eine erste Konversionsschicht (161) und eine zweite Konversionsschicht (162, 165) auf¬ weist, wobei die erste Konversionsschicht (161) in dem Zwischenraum (210) angeordnet ist und an die Rückseite
(142) des Strahlungsemittierenden Halbleiterchips (140) angrenzt, wobei die zweite Konversionsschicht (162, 165) an eine der Rückseite (142) entgegengesetzte Vorderseite
(141) und an Seitenflanken (145) des Halbleiterchips
(140) angrenzt, und wobei die erste und zweite Konversi¬ onsschicht zum Erzeugen unterschiedlicher Konversionsstrahlungen ausgebildet sind.
Strahlungsemittierendes Bauelement nach einem der vor¬ hergehenden Ansprüche,
wobei von jeder Seite des Strahlungsemittierenden Halbleiterchips (140) ein Anteil von wenigstens 50 ~6 zur Strahlungsemission zur Verfügung steht.
Strahlungsemittierendes Bauelement nach einem der vor¬ hergehenden Ansprüche,
aufweisend wenigstens einen weiteren auf der Vorderseite (111) des Trägers (110, 118) angeordneten Strahlungse¬ mittierenden Halbleiterchip (140).
Verfahren zum Herstellen eines Strahlungsemittierenden Bauelements (100), umfassend:
Bereitstellen eines Trägers (110, 118);
Anordnen eines Strahlungsemittierenden Halbleiterchips (140) auf einer Vorderseite (111) des Trägers (110, 118), wobei der Halbleiterchip (140) ein zur allseitigen Strahlungsemission ausgebildeter Volumenemitter ist, wobei der Halbleiterchip (140) an einer dem Träger (110, 118) zugewandten Rückseite (142) mit Hilfe von metalli¬ schen Kontaktelementen (125, 155) mit dem Träger (110, 118) elektrisch verbunden wird, und wobei aufgrund der Kontaktelemente (125, 155) ein Zwischenraum (210) zwi¬ schen der Rückseite (142) des Halbleiterchips (140) und der Vorderseite (111) des Trägers (110, 118) vorliegt; und
Bereitstellen eines auf der Vorderseite (111) des Trä¬ gers (110, 118) angeordneten und den Halbleiterchip (140) umgebenden Konverters (160) zur Strahlungskonversion, wobei der Konverter (160) den Halbleiterchip (140) allseitig umgibt und in dem Zwischenraum (210) zwischen dem Halbleiterchip (140) und dem Träger (110, 118) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 12,
wobei der Träger (110, 118) an der Vorderseite (111) hervorstehende Kontaktabschnitte (125) von Leiterstruk¬ turen (120) aufweist, durch welche wenigstens ein Teil der Kontaktelemente gebildet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13,
wobei der Strahlungsemittierende Halbleiterchip (140) an der Rückseite (142) hervorstehende Chipkontakte (155) aufweist, durch welche wenigstens ein Teil der Kontakte¬ lemente gebildet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
wobei das Bereitstellen des Konverters (160) ein Auf¬ bringen eines strahlungsdurchlässigen Grundmaterials (260) mit darin enthaltenen LeuchtstoffPartikeln (261) auf dem Träger (110, 118) nach dem Anordnen des strah- lungsemittierenden Halbleiterchips (140) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15,
wobei weiter ein Sedimentieren von LeuchtstoffPartikeln erfolgt, so dass eine an den Strahlungsemittierenden Halbleiterchip (140) und an den Träger (110, 118) angrenzende sedimentierte Konversionsschicht (165) ausge¬ bildet wird. 17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei der Konverter (160) eine erste und zweite Konver¬ sionsschicht (161, 162, 165) aufweist, welche zum Erzeu¬ gen unterschiedlicher Konversionsstrahlungen ausgebildet sind, und wobei das Bereitstellen des Konverters (160) Folgendes umfasst:
Bereitstellen des strahlungsemittierenden Halbleiterchips (140) mit der ersten Konversionsschicht (161) auf der Rückseite (142) des Halbleiterchips (140) vor dem Anordnen des Halbleiterchips (140) auf dem Träger (110, 118), wobei die erste Konversionsschicht (161) durch das Anordnen des Halbleiterchips (140) auf dem Träger (110, 118) in dem Zwischenraum (210) zwischen dem Halbleiterchip (140) und dem Träger (110, 118) enthalten ist; und
Ausbilden der zweiten Konversionsschicht (162, 165) nach dem Anordnen des Halbleiterchips (140) auf dem Träger (110, 118), wobei die zweite Konversionsschicht (162, 165) an eine der Rückseite (142) entgegengesetzte Vor¬ derseite (141) und an Seitenflanken (145) des Halb¬ leiterchips (140) angrenzt.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17,
wobei wenigstens ein weiterer strahlungsemittierender Halbleiterchip (140) auf der Vorderseite (111) des Trä¬ gers (110, 118) angeordnet wird.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020107409B4 (de) * 2020-03-18 2023-11-02 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Gehäuse für ein optoelektronisches halbleiterbauelement und optoelektronisches halbleiterbauelement
CN113037227B (zh) * 2021-03-12 2023-03-03 北京无线电测量研究所 一种p波段超宽带发射模块
DE102022102493A1 (de) 2022-02-02 2023-08-03 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronisches bauelementgehäuse und verfahren

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007052777A1 (en) * 2005-11-04 2007-05-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Light-emitting module, and display unit and lighting unit using the same
US20130026518A1 (en) * 2011-01-28 2013-01-31 Seoul Opto Device Co., Ltd. Wafer level led package and method of fabricating the same
US20150008464A1 (en) * 2013-07-05 2015-01-08 Nichia Corporation Light emitting device
US20150014720A1 (en) * 2013-07-10 2015-01-15 Lextar Electronics Corporation Light emitting diode package structure
WO2015124719A1 (de) * 2014-02-21 2015-08-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur herstellung optoelektronischer halbleiterbauteile und optoelektronisches halbleiterbauteil
DE102014102810A1 (de) * 2014-03-04 2015-09-10 Osram Opto Semiconductors Gmbh Herstellung optoelektronischer Bauelemente
WO2016014299A1 (en) * 2014-07-23 2016-01-28 Osram Sylvania Inc. Wavelength converters and methods for making the same

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101230622B1 (ko) * 2010-12-10 2013-02-06 이정훈 집단 본딩을 이용한 반도체 디바이스 제조 방법 및 그것에 의해 제조된 반도체 디바이스
DE102012111065A1 (de) * 2012-11-16 2014-05-22 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement
DE102014105839A1 (de) * 2014-04-25 2015-10-29 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007052777A1 (en) * 2005-11-04 2007-05-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Light-emitting module, and display unit and lighting unit using the same
US20130026518A1 (en) * 2011-01-28 2013-01-31 Seoul Opto Device Co., Ltd. Wafer level led package and method of fabricating the same
US20150008464A1 (en) * 2013-07-05 2015-01-08 Nichia Corporation Light emitting device
US20150014720A1 (en) * 2013-07-10 2015-01-15 Lextar Electronics Corporation Light emitting diode package structure
WO2015124719A1 (de) * 2014-02-21 2015-08-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur herstellung optoelektronischer halbleiterbauteile und optoelektronisches halbleiterbauteil
DE102014102810A1 (de) * 2014-03-04 2015-09-10 Osram Opto Semiconductors Gmbh Herstellung optoelektronischer Bauelemente
WO2016014299A1 (en) * 2014-07-23 2016-01-28 Osram Sylvania Inc. Wavelength converters and methods for making the same

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WO2018189237A1 (de) 2018-10-18
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