WO2020115010A1 - Verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelements - Google Patents

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WO2020115010A1
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carrier
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optoelectronic semiconductor
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Gregory Bellynck
Ivar Tangring
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing an optoelectronic component.
  • Optoelectronic components in which an optoelectronic shear semiconductor chip is arranged on an upper side of a carrier and are embedded in a potting material are known from the prior art.
  • An object of the present invention is to provide a method for producing an optoelectronic component. This object is achieved by a method with the features of the independent claim. Various further developments are specified in the dependent claims.
  • a method for producing an optoelectronic component comprises steps for providing a carrier with an optoelectronic semiconductor chip component arranged over a top of the carrier, for arranging a first potting material over the top of the carrier, for arranging a second potting material over the first potting material, wherein the second potting material has a higher density than the first potting material, and to apply a force to the first potting material and the second potting material such that the second potting material migrates toward the top of the carrier.
  • this method makes it possible to arrange the second potting material near the top of the carrier in the optoelectronic component obtainable by the method, although the second potting material only after the first potting material is applied.
  • the application of the second potting material only after the application of the first potting material can advantageously prevent the second potting material from wetting areas of the carrier or the optoelectronic semiconductor chip component in which wetting by the second potting material is undesirable.
  • Another advantage of the method is that when the second potting material migrates towards the top of the carrier while the force is being applied, particles embedded in the second potting material may be carried along with the second potting material and thus also towards the top of the carrier hike.
  • the force is exerted by centrifuging the carrier. Before geous enough, a force adjustable in the direction of the top of the carrier can be exerted on the first sealing material and the second sealing material.
  • the first potting material is arranged over the top of the carrier in such a way that a side surface of the optoelectronic semiconductor chip component is wetted by the first potting material.
  • the wetting of the side surface of the optoelectronic semiconductor chip component by the first potting material can advantageously prevent or at least limit the wetting of the side surface of the optoelectronic semiconductor chip component by the second potting material.
  • the second potting material is arranged before the first potting material has hardened. This advantageously makes it possible for the second potting material to migrate through the first potting material in the direction of the top of the carrier during centrifugation of the carrier.
  • the centrifugation is carried out in such a way that a first layer is formed over the top of the carrier, which has the second potting material, and a second layer is formed over the first layer, which has the first potting material. The method advantageously enables this
  • the second potting material having the first layer below the first potting material having the second layer although the second potting material is brought up only after the first potting material.
  • this comprises a further step for arranging a wavelength conversion of the material over the second layer.
  • the wavelength-converting material can be designed to at least partially convert electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic semiconductor chip component into electromagnetic radiation of a different wavelength.
  • the wavelength-converting material is arranged before the second layer has hardened. This advantageously enables the wavelength-converting material and / or the wavelength-converting particles contained in the wavelength-converting material to at least partially sink into the second layer.
  • the wavelength-converting material is arranged after the second layer has hardened. This advantageously prevents the wavelength-converting material and / or wavelength-converting particles contained in the wavelength-converting material from entering the second
  • the wavelength-converting material has a silicone and wavelength-converting particles embedded in the silicone.
  • the wavelength-converting particles can be designed to at least partially convert electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic semiconductor chip component of the optoelectronic component obtainable by the method into electromagnetic radiation of a different wavelength.
  • the first casting material has a silicone.
  • the first potting material forming the second layer and the wavelength-converting material arranged above the second layer can have the same matrix material. This makes it possible, for example, for the wavelength-converting particles contained in the wavelength-converting material to migrate from the wavelength-converting material into the first potting material of the second layer.
  • a further step is carried out after centrifuging to remove at least part of the first potting material.
  • a further step is carried out after centrifuging to remove at least part of the first potting material.
  • only the second potting material then remains in the optoelectronic component obtainable by the method.
  • the first casting material has a solvent.
  • the solvent is removed by evaporation. This advantageously represents a simple possibility of removing at least part of the first potting material after centrifuging. Another possibility is to wash off at least part of the first potting material after centrifugation.
  • the first potting material can have a silicone oil, for example.
  • the second casting material has a silicone.
  • the second potting material can have, for example, the same matrix material as the first potting material.
  • the second casting material has embedded particles.
  • the embedded particles are advantageously carried in the second potting material during centrifugation of the carrier and thereby migrate with the second potting material in the direction of the top of the carrier.
  • the particles embedded in the second potting material can advantageously also be moved toward the top of the carrier in this method if the embedded particles are so small, for example, that sedimentation of the embedded particles is not possible.
  • the second casting material has between 30 percent by weight and
  • the first casting material has a density between 1 g / cm 3 and 1.3 g / cm 3 .
  • the second potting material has a density between 1.4 g / cm 3 and 2.2 g / cm 3 .
  • the second potting material advantageously has a higher density than the first potting material. This enables that second potting material migrates toward the top of the carrier during centrifugation of the carrier.
  • the optoelectronic semiconductor chip component has an optoelectronic semiconductor chip.
  • the optoelectronic semiconductor chip can be, for example, a light-emitting diode chip (LED chip).
  • a further step for removing the carrier is carried out after centrifuging.
  • FIG. 1 is a sectional side view of an optoelectronic semiconductor chip component arranged over an upper side of a carrier;
  • Figure 2 shows the carrier and the optoelectronic semiconductor chip component after arranging a first potting material over the top of the carrier.
  • FIG. 3 shows the carrier and the optoelectronic semiconductor chip component after arranging a second potting material over the first potting material
  • 4 shows the carrier with the optoelectronic semiconductor chip component after centrifuging the carrier
  • 5 shows a sectional side view of a carrier with optoelectronic semiconductor chip components arranged over its upper side, a first potting material arranged over the upper side of the carrier and a second potting material arranged over the first potting material;
  • FIG. 6 shows the arrangement of carrier, optoelectronic semiconductor chip components, first potting material and second potting material after centrifuging the carrier;
  • FIG. 7 shows a further arrangement with a carrier, an optoelectronic semiconductor chip component, a first potting material arranged over an upper side of the carrier and a second potting material arranged over the first potting material;
  • FIG. 9 is a sectional side view of the arrangement after egg nem application of a wavelength converting material.
  • FIG. 11 is a sectional side view of a further arrangement with a carrier, arranged above an upper side of the carrier optoelectronic semiconductor chip components, a first potting material arranged over the upper side of the carrier and a second potting material arranged over the first potting material;
  • Fig. 13 shows the arrangement after arranging a wavelength converting material
  • FIG. 14 shows a further arrangement with a carrier, optoelectronic semiconductors arranged over an upper side of the carrier. conductor chip components, a first potting material arranged over the top of the carrier and a second potting material arranged over the first potting material;
  • Fig. 16 shows the arrangement after applying a lens layer.
  • the carrier 100 can also be referred to as a substrate.
  • the carrier 100 can be formed, for example, as a ceramic or metallic carrier or as a printed circuit board.
  • the carrier 100 can also be part of a plastic housing.
  • an optoelectronic semiconductor chip component 200 On the top 101 of the carrier 100, an optoelectronic semiconductor chip component 200 has been arranged.
  • the optoelectronic semiconductor chip component 200 has an upper side 201 and a lower side 202 opposite the upper side 201. Side surfaces 203 of the optoelectronic semiconductor chip component 200 extend between the top side 201 and the bottom side 202.
  • the optoelectronic semiconductor chip component 200 is arranged on the top side 101 of the carrier 100 such that the bottom side 202 of the optoelectronic semiconductor chip component 200 faces the top side 101 of the carrier 100 is.
  • the optoelectronic semiconductor chip component 200 only comprises an optoelectronic semiconductor chip 210.
  • the optoelectronic semiconductor chip component 200 can comprise further components in addition to the optoelectronic semiconductor chip 210, for example a wavelength-converting element.
  • the optoelectronic semiconductor chip 210 has at least one electrical contact area 220 which is oriented toward the underside 202 of the optoelectronic semiconductor chip component 200. is.
  • the electrical contact surface 220 can, for example, be fastened to the upper side 101 of the carrier 100 by means of a solder connection or an electrically conductive adhesive connection.
  • the optoelectronic semiconductor chip 210 can also have a plurality of electrical contact areas 220.
  • the optoelectronic semiconductor chip 210 can be designed as a light-emitting semiconductor chip, for example as a light-emitting diode chip (LED chip).
  • the optoelectronic semiconductor chip 210 can be designed, for example, as a volume-emitting semiconductor chip.
  • the optoelectronic semiconductor chip 210 emits electromagnetic radiation, for example visible light, on the top 201 and on the side surfaces 203 of the optoelectronic semiconductor chip component 200 during operation.
  • the optoelectronic semiconductor chip 210 can be designed, for example, as a sapphire flip chip.
  • Fig. 2 shows the arrangement of Fig. 1 in a schematic Dar position in one of the representation of Fig. 1 temporally according to the following processing status.
  • a first Ver potting material 310 has been arranged over the top 101 of the carrier 100.
  • the first potting material 310 has been arranged next to the optoelectronic semiconductor chip component 200 and covers at least part of the part of the upper side 101 of the carrier 100 that is not covered by the optoelectronic semiconductor chip component 200.
  • the first potting material 310 can be applied, for example, by means of a dispensing method.
  • the first potting material 310 arranged over the top 101 of the carrier 100 not only wets the top 101 of the carrier 100 but also at least a part of the side surfaces 203 of the optoelectronic semiconductor chip component 200.
  • the wetting of the side surfaces 203 of the optoelectronic semiconductor chip component 200 can be done for example as a result that the first potting material 310 after the arrival arrange the first potting material 310 on the top 101 of the carrier 100 on the side surfaces 203 of the optoelectronic semiconductor chip component 200 has crawled up.
  • the first potting material 310 can wet the side surfaces 203 of the optoelectronic semiconductor chip component 200 even if the first potting material 310 does not cover the entire volume in the vicinity of the optoelectronic semiconductor chip component 200 above the top 101 of the carrier 100 to the top 201 of the optoelectronic Fills semi-conductor chip component 200.
  • the first potting material 310 does not form a flat layer after it has been arranged over the top surface 101 of the carrier 100, but instead has a concave surface.
  • the first potting material 310 can have a silicone, for example. It is expedient if the first encapsulation material 310 has a clear silicone which is largely transparent to electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic semiconductor chip 210 of the optoelectronic semiconductor chip component 200.
  • the first potting material 310 can also have an epoxy.
  • the first potting material 310 can also have, for example, a clear silicone mixed with a solvent, a silicone oil or only a solvent. DI water, for example, is suitable as a solvent.
  • Fig. 3 shows the arrangement of FIG. 2 in one of the presen- tation of FIG. 2 temporally subsequent processing status.
  • a second potting material 320 has been arranged over the first potting material 310.
  • the second potting material 320 can also be arranged, for example, by a dispensing method.
  • the arrangement of the second potting material 320 over the first potting material 310 has taken place before the first potting material 310 has hardened.
  • the first potting material is 310 in the processing state shown in Fig. 3 still flowable.
  • the second potting material 320 has a higher density than the first potting material 310.
  • the first potting material 310 can have a density between 1 g / cm 3 and 1.3 g / cm 3 .
  • the second potting material 320 can have, for example, a density between 1.4 g / cm 3 and 2.2 g / cm 3 .
  • the first potting material 310 can have a density of approximately 1.15 g / cm 3 , for example, while the second potting material 320 can have a density of approximately 1.6 g / cm 3 , for example.
  • the second potting material 320 can have a silicone. If the first potting material 310 also has a silicone, the first potting material 310 and the second potting material 320 can have the same silicone. The second potting material 320 can also have an epoxy, for example the same epoxy as the first potting material 310.
  • the second potting material 320 may have embedded particles 325 that increase the density of the second potting material 320.
  • the second potting material 320 can have embedded light-reflecting particles 325, through which the second potting material 320 is given a white color.
  • TiCg particles are suitable as light-reflecting particles 325. These TiCg particles can have, for example, an average diameter between 100 nm and 300 nm. In particular, the TiCg particles can have an average diameter of approximately 200 nm, for example.
  • the second potting material 320 can have, for example, a proportion between 30 percent by weight and 50 percent by weight, in particular for example a proportion of 40 percent by weight of such TiO 2 particles 325.
  • the second potting material 320 may have a density of approximately 1.6 g / cm 3 , for example.
  • the second potting material 320 can also have light-absorbing particles 325 or other embedded particles or fillers.
  • FIG. 4 shows a schematic view of the arrangement of FIG. 3 in a processing state that follows in time from the illustration in FIG. 3.
  • the carrier 100 has been centrifuged such that a force directed in a direction 105 to the top 101 of the carrier 100 has acted on the components arranged above the top 101 of the carrier 100. Under the influence of this force, the second potting material 320 has migrated towards the top 101 of the carrier 100. Since the second potting material 320 has a higher density than the first potting material 310, the second potting material 320 has at least partially displaced the first potting material 310 on the upper side 101 of the carrier 100. As a result, a first layer 410, which has the second potting material 320, has formed over the upper side 101 of the carrier 100. A second layer 420, which has the first potting material 310, has formed over the first layer 410. An inversion of the arrangement of the first potting material 310 and the second potting material 320 has thus occurred.
  • the first layer 410 and the second layer 420 are substantially flat layers with substantially flat tops.
  • first potting material 310 and the second potting material 320 have a sufficiently large difference in density, it may be possible to do without centrifuging. In this case, the gravity acting on the first potting material 310 and the second potting material 320 may already be sufficient to drive the second potting material 320 towards the top 101 of the carrier 100.
  • the amount of the first potting material arranged over the top side 101 of the carrier 100 was 310 and the amount of the potting material 310 over the first potting material arranged second potting material 320 dimensioned such that the first formed from the second potting material 320
  • Layer 410 has a smaller thickness than the second layer 420 formed from the first potting material 310.
  • the amount of the first potting material 310 and the second potting material 320 were also dimensioned such that the surface of the second layer 420 facing away from the upper side 101 of the carrier 100 essentially ends flush with the top side 201 of the optoelectronic semiconductor chip component 200. However, this is not absolutely necessary.
  • the surface of the second layer 420 could also be arranged below the upper side 201 of the optoelectronic semiconductor chip component 200. It is also possible for the first encapsulation material 310 to cover the upper side 201 of the optoelectronic semiconductor chip component 200 when the second layer 420 is formed.
  • the second encapsulation material 320 was subsequently unable to wet the side surfaces 203 of the optoelectronic semiconductor chip component 200.
  • the side surfaces 203 of the optoelectronic semiconductor chip component 200 are not covered by the second potting material 320 even after centrifuging.
  • the first layer 410 which has the second potting material 320, forms a thin reflective layer on the upper side 101 of the carrier 100.
  • the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic semiconductor chip component 200 in the direction of the upper side 101 of the carrier 100 can be present on the first Layer 410 is reflected and thus used. Since the side surfaces 203 of the optoelectronic semiconductor chip component 200 are not wetted by the reflective second casting material 320, radiation of electromagnetic radiation on the side surfaces 203 the optoelectronic semiconductor chip component 200 is not prevented.
  • the centrifugation of the carrier 100 was carried out before the curing of the first potting material 310 and the second potting material 320.
  • further processing steps for curing the first potting material 310 and the second potting material 320 can take place.
  • the curing can take place, for example, by thermal treatment and / or by irradiation with light.
  • first casting material 310 and the second layer 420 formed from the first casting material 310 after centrifuging the carrier 100.
  • the first potting material as 310 can be removed, for example, by evaporation of the first potting material 310 or by washing off the first potting material 310. Evaporation of the first potting material 310 is possible, for example, if it has a solvent. It is possible, for example, to wash off the first potting material as 310 if it has a silicone oil.
  • the arrangement shown in FIG. 4 forms an optoelectronic component 10.
  • the carrier 100 can remain as part of the optoelectronic component 10. However, it is also possible to remove the carrier 100.
  • FIG. 5 shows a schematic sectional side view of the carrier 100 with a plurality of optoelectronic semiconductor chip components 200 arranged above the upper side 101 of the carrier 100. Between and next to the optoelectronic semiconductor chip components 200, the first potting material 310 has been arranged above the upper side 101 of the carrier 100. The second potting material 320 has been arranged over the first potting material 310.
  • the processing status shown in FIG. 5 thus corresponds to the processing status shown in FIG. 3.
  • the optoelectronic semiconductor chip components 200 in the example shown in FIG. 5 each have, in addition to the optoelectronic semiconductor chip 210, a converter layer 230 partially embedding the optoelectronic semiconductor chip 210.
  • the converter layer 230 covers the top and the side surfaces of the optoelectronic semiconductor chips 210.
  • the tops 201 and the side surfaces 203 of the optoelectronic semiconductor chip components 200 are thus formed by the converter layers 230 of the optoelectronic semiconductor chip components 200.
  • the optoelectronic semiconductor chip components 200 thus represent examples of chip-scale packages.
  • the converter layer 230 is provided in each optoelectronic semiconductor chip component 200 to convert at least partially electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic semiconductor chip 210 into electromagnetic radiation of a different wavelength.
  • the carrier 100 is a temporary carrier 110 which is removed at the end of the processing.
  • the optoelectronic semiconductor chip components 200 are attached to the top 101 of the carrier 100 by means of an adhesive film 120.
  • the first potting material 310 has been arranged over the adhesive film 120.
  • Fig. 6 shows a schematic representation of the arrangement of Fig. 5 in one of Fig. 5 temporally subsequent processing status.
  • the carrier 100 has been centrifuged in such a way that the second potting material 320 has migrated in the direction 105 to the top 101 of the carrier 100.
  • the first layer 410 which has the second potting material 320, has in turn formed over the upper side 101 of the carrier 100.
  • the second layer 420 which has the first potting material 310, has formed over the first layer 410.
  • the temporary carrier 100, 110 and the adhesive film 120 are detached.
  • the body formed by the layers 410, 420 of the potting material 310, 320 is divided into a plurality of optoelectronic components 10 such that each optoelectronic component 10 comprises one of the optoelectronic semiconductor chip components 200. The division can take place before or after the detachment of the temporary carrier 110.
  • Fig. 7 shows a schematic sectional side view of a process state, which speaks ent the process state shown in Fig. 3.
  • the carrier 100 is formed by a housing body 130 with lead frame sections 140 embedded in the housing body 130.
  • the housing body 130 can also be referred to as a QFN package.
  • the housing body 130 may have a plastic material, for example.
  • the housing body 130 can, for example be produced by a molding process. Since the lead frame sections 140 may have been embedded in the housing body 130 during the formation of the housing body 130 by reshaping the lead frame sections 140.
  • the housing body 130 has a cavity 160.
  • a bottom region of the cavity 160 forms the upper side 101 of the carrier 100.
  • the lead frame sections 140 are partially exposed on the bottom region of the cavity 160 forming the upper side 101 of the carrier 100.
  • the optoelectronic semiconductor chip component 200 only comprises an optoelectronic semiconductor chip 210 designed as a volume-emitting sapphire chip.
  • the optoelectronic semiconductor chip component 200 has been arranged on the upper side 101 of the carrier 100 in the cavity 160 of the housing body 130.
  • the first potting material 310 has then been arranged over the upper side 101 of the carrier 100.
  • the first potting material 310 has at least partially wetted the side surfaces 203 of the optoelectronic semiconductor chip component 200.
  • the first potting material 310 has a housing wall 170 delimiting the cavity 160 of the housing body 130 at least partially be wetted.
  • the second potting material 320 has then been arranged over the first potting material 310.
  • FIG. 8 shows the arrangement of FIG. 7 in a subsequent processing stage.
  • the carrier 100 has been centrifuged in such a way that the second potting material 320 has migrated in the direction 105 to the top 101 of the carrier 100.
  • the first layer 410 which has the second potting material 320
  • the second layer 420 which has the first potting material 310
  • An upper side of the second layer 420 facing away from the upper side 101 of the carrier 100 is not planar but slightly concave in the example shown. Due to the wetting of the side surfaces 203 of the optoelectronic semiconductor chip component 200, the upper side of the second layer 420 is approximately flush with the upper side 201 of the optoelectronic semiconductor chip component 200.
  • the cavity 160 of the housing body 130 is not completely filled by the optoelectronic semiconductor chip component 200 and the layers 410, 420 of the potting material 310, 320.
  • FIG. 9 shows a schematic sectional side view of the arrangement of FIG. 8 in a processing stage that follows the representation of FIG. 8.
  • a wavelength-converting material 330 has been arranged over the second layer 420.
  • the wavelength-converting material 330 can be arranged, for example, by a dispensing method.
  • the wavelength-converting material 330 is arranged over the second layer 420 and over the top 201 of the optoelectronic semiconductor chip component 200 and forms a third layer 430.
  • the amount of the wavelength-converting material 330 is dimensioned such that that after the first potting material has been filled in 310 and the second potting material 320 remaining space of the cavity 160 is completely filled.
  • the wavelength-converting material 330 is arranged over the second layer 420 before the first potting material 310 of the second layer 420 has hardened.
  • the wavelength-converting material 330 has a matrix material and wavelength-converting particles 335 embedded in the matrix material.
  • the matrix material can be a silicone, for example. It is expedient if the matrix material of the wavelength-converting material 330 is similar or identical to the first encapsulation material 310.
  • the Wavelength-converting particles 335 of the wavelength-converting material 330 are designed to at least partially convert electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic semiconductor chip 210 of the optoelectronic semiconductor chip component 200 into electromagnetic radiation of a different wavelength.
  • Fig. 10 shows the arrangement of FIG. 9 in one of the presen- tation of FIG. 9 subsequent processing status.
  • the wavelength-converting particles 335 contained in the wavelength-converting material 330 have dropped. Part of the wavelength converting the particles 335 has sunk to the top 201 of the optoelectronic semiconductor chip component 200. Some of the wavelength-converting particles 335 have sunk into the first potting material 310 of the second layer 420. In fact, some of the wavelength-converting particles 335 may have sunk into the second potting material 320 of the first layer 410. In the third layer 430 arranged above the second layer 420, essentially only the matrix material of the wavelength-converting material 330 remained, which can correspond to the first potting material 310.
  • Fig. 11 shows a schematic sectional side view of a processing stand corresponding to the representation of Fig. 3 while carrying out a further variant of the manufacturing method described above.
  • the carrier 100 is again designed as a temporary carrier 110.
  • An adhesive film 120 is again arranged on the top 101 of the temporary carrier 100, 110.
  • a plurality of optoelectronic semiconductor chip components 200 are fastened to the upper side 101 of the carrier 100 by means of the adhesive film 120.
  • a housing frame 150 is arranged on the top 101 of the carrier 100 and fixed by the adhesive film 120.
  • the housing frame 150 can, for example, have a plastic material, for example an epoxy.
  • the housing frame 150 can, for example, have been produced beforehand by a molding process (molding process).
  • the housing frame 150 is designed as a grid with a regular arrangement of openings, the cavities 160 bil.
  • an optoelectronic semiconductor chip component 200 is arranged in each cavity 160 of the housing frame 150.
  • the arrangement of the optoelectronic semiconductor chip components 200 on the upper side 101 of the carrier 100 can be carried out before or after the arrangement of the housing frame 150 on the upper side 101 of the carrier 100.
  • the optoelectronic semiconductor chip components 200 each have only one optoelectronic semiconductor chip 210, which can be designed as a sapphire flip chip.
  • the optoelectronic semiconductor chip components 200 could also be designed differently.
  • the first potting material 310 has been arranged over the top 101 of the carrier 100.
  • the second potting material 320 was then arranged over the first potting material 310.
  • the first potting material 310 has at least partially wetted the side surfaces 203 of the optoelectronic semiconductor chip components 200 and the housing walls 170 of the housing frame 150 delimiting the cavities 160, so that the second potting material 320 could no longer wet these surfaces.
  • FIG. 12 shows a schematic sectional side view of the arrangement shown in FIG. 11 in a processing stage that follows the representation of FIG. 11.
  • the carrier 100 has been centrifuged in such a way that the second potting material 320, which has a higher density than the first potting material 310, has migrated in the direction 105 to the upper side 101 of the carrier 100.
  • the First layer 410 arranged above the upper side 101 of the carrier 100 and the second layer 420 arranged above the first layer 410.
  • the first layer 410 has the second potting material 320.
  • the second layer 420 has the first potting material 310.
  • Fig. 13 shows a schematic sectional side view of the arrangement shown in Fig. 12 in one of the presen- tation of FIG. 12 temporally subsequent processing status.
  • Wavelength-converting material 330 has been arranged over the second layer 420 and over the top sides 201 of the optoelectronic semiconductor chip components 200.
  • the wavelength-converting material 330 forms the third layer 430 and essentially completely fills the previously remaining empty spaces of the cavities 160 of the housing frame 150.
  • the wavelength-converting material 330 has only been arranged after the second layer 420 has hardened. This prevents the wavelength-converting particles 335 contained in the wavelength-converting material 330 from sedimenting into the second layer 420.
  • the temporary carrier 100, 110 and the adhesive film 120 are detached.
  • the body formed by the layers 410, 420, 430 and the housing frame 150 is divided into a plurality of optoelectronic components 10 such that each optoelectronic component 10 comprises one of the optoelectronic semiconductor chip components 200. The division can take place before or after the detachment of the temporary carrier 110.
  • FIG. 14 shows a schematic sectional side view of a machining operation corresponding to the illustration in FIG. 3. Stands while performing another variant of the manufacturing process.
  • the carrier 100 is also designed as a temporary carrier 110.
  • An adhesive film 120 is in turn arranged on the upper side 101 of the carrier 100.
  • each optoelectronic semiconductor chip component 200 comprises an optoelectronic semiconductor chip 210 which is formed, for example, as a surface-emitting flip chip.
  • a converter layer 230 is arranged, which is intended to convert at least part of the electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic semiconductor chip 210 into electromagnetic radiation of a different wavelength.
  • a cover 240 is arranged above the converter layer 230. The cover 240 can be designed, for example, as a glass plate.
  • a surface of the cover 240 facing away from the converter layer 230 forms the upper side 201 of the optoelectronic semiconductor chip component 200.
  • the electrical contact surfaces 220 of the optoelectronic semiconductor chip 210 are embedded in a molded body 250 in each optoelectronic semiconductor chip component 200, which carries the light-emitting layer of the optoelectronic semiconductor chip 210 .
  • An underside of the molded body 250 facing away from the light-emitting layer of the optoelectronic semiconductor chip 210 forms the underside 202 of the optoelectronic semiconductor chip component 200.
  • the electrical contact surfaces 220 are exposed on the underside 202 of the optoelectronic semiconductor chip component 200.
  • the first potting material 310 is over the upper side 101 of the carrier 100 has been arranged.
  • the first potting material 310 has at least partially wetted the side surfaces 203 of the optoelectronic semiconductor chip components 200.
  • the second potting material 320 has been arranged over the first potting material 310.
  • FIG. 15 shows a schematic sectional side view of the arrangement shown in FIG. 14 in a processing stage that follows the representation of FIG. 14.
  • the carrier 100 has been centrifuged in such a way that the second potting material 320 has migrated in the direction 105 to the top 101 of the carrier 100.
  • the first layer 410 and the second layer arranged above the first layer 410 have again over the top 101 of the carrier 100
  • the first layer 410 has the second potting material 320.
  • the second layer 420 has the first potting material 310.
  • the interface between the flat first layer 410 and the flat second layer 420 lies approximately at the level of the converter layers 230 of the optoelectronic semiconductor chip components 200.
  • the second layer 420 is approximately flush with the top sides 201 of the optoelectronic semiconductor chip components 200.
  • the body formed from the first layer 410 and the second layer 420 could now be removed from the temporary carrier 100,
  • the processing step described below can also be carried out beforehand.
  • FIG. 16 shows a schematic sectional side view of the arrangement shown in FIG. 15 in a processing stage following in time from the illustration in FIG. 15.
  • a lens layer 440 has been arranged over the second layer 420.
  • the lens layer 440 has a lens material 340 on.
  • the lens material 340 is transparent to electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic semiconductor chip components 200.
  • the lens material 340 can comprise a silicone or an epoxy, for example.
  • the lens layer 440 can be applied, for example, by means of a molding process (molding process).
  • the lens layer 440 forms a convex optical lens 445 above each optoelectronic semiconductor chip component 200.
  • These optical lenses 445 are designed to bundle electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic semiconductor chip components 200. A different design of the optical lenses 445 is possible.
  • the temporary carrier 100, 110 and the adhesive film 120 are detached.
  • the body formed by the first layer 410, the second layer 420 and the lens layer 440 is divided such that each part forms an optoelectronic component 10 with an optoelectronic semiconductor chip component 200 and an optical lens 445. The division can take place before or after the detachment of the temporary carrier 100, 110.
  • wavelength converting material 335 wavelength converting particles

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Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements umfasst Schritte zum Bereitstellen eines Trägers mit einer über einer Oberseite des Trägers angeordneten optoelektronischen Halbleiterchipkomponente, zum Anordnen eines ersten Vergussmaterials über der Oberseite des Trägers, zum Anordnen eines zweiten Vergussmaterials über dem ersten Vergussmaterial, wobei das zweite Vergussmaterial eine höhere Dichte aufweist als das erste Vergussmaterial, und zum Einwirkenlassen einer Kraft auf das erste Vergussmaterial und das zweite Vergussmaterial derart, dass das zweite Vergussmaterial in Richtung zur Oberseite des Trägers wandert.

Description

VERFAHREN ZUM HERSTELLEN EINES OPTOELEKTRONISCHEN BAUELEMENTS
BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstel len eines optoelektronischen Bauelements.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Prioritäten der deut schen Patentanmeldung 10 2018 131 296.2, deren Offenbarungs gehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Optoelektronische Bauelemente, bei denen ein optoelektroni scher Halbleiterchip an einer Oberseite eines Trägers ange ordnet und in ein Vergussmaterial eingebettet ist, sind aus dem Stand der Technik bekannt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements anzugeben. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. In den abhängi gen Ansprüchen sind verschiedene Weiterbildungen angegeben.
Ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauele ments umfasst Schritte zum Bereitstellen eines Trägers mit einer über einer Oberseite des Trägers angeordneten opto elektronischen Halbleiterchipkomponente, zum Anordnen eines ersten Vergussmaterials über der Oberseite des Trägers, zum Anordnen eines zweiten Vergussmaterials über dem ersten Ver gussmaterial, wobei das zweite Vergussmaterial eine höhere Dichte aufweist als das erste Vergussmaterial, und zum Ein wirkenlassen einer Kraft auf das erste Vergussmaterial und das zweite Vergussmaterial derart, dass das zweite Vergussma terial in Richtung zur Oberseite des Trägers wandert.
Vorteilhafterweise ermöglicht es dieses Verfahren, das zweite Vergussmaterial bei dem durch das Verfahren erhältlichen optoelektronischen Bauelement nahe der Oberseite des Trägers anzuordnen, obwohl das zweite Vergussmaterial erst nach dem ersten Vergussmaterial aufgebracht wird. Das Aufbringen des zweiten Vergussmaterials erst nach dem Aufbringen des ersten Vergussmaterials kann vorteilhafterweise verhindern, dass das zweite Vergussmaterial Bereiche des Trägers oder der opto elektronischen Halbleiterchipkomponente benetzt, bei denen eine Benetzung durch das zweite Vergussmaterial unerwünscht ist. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass bei der Wanderung des zweiten Vergussmaterials in Richtung zur Oberseite des Trägers während des Einwirkenlassens der Kraft gegebenenfalls in das zweite Vergussmaterial eingebet tete Partikel mit dem zweiten Vergussmaterial mitgeführt wer den und dadurch ebenfalls in Richtung zur Oberseite des Trä gers wandern.
In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Ein wirkenlassen der Kraft durch Zentrifugieren des Trägers. Vor teilhafterweise kann hierdurch eine in Richtung zur Oberseite des Trägers gerichtete Kraft einstellbarer Größe auf das ers te Vergussmaterial und das zweite Vergussmaterial ausgeübt werden .
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird das erste Ver gussmaterial derart über der Oberseite des Trägers angeord net, dass eine Seitenfläche der optoelektronischen Halb leiterchipkomponente durch das erste Vergussmaterial benetzt wird. Vorteilhafterweise kann die Benetzung der Seitenfläche der optoelektronischen Halbleiterchipkomponente durch das erste Vergussmaterial eine Benetzung der Seitenfläche der optoelektronischen Halbleiterchipkomponente durch das zweite Vergussmaterial verhindern oder zumindest begrenzen.
In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Anordnen des zweiten Vergussmaterials, bevor das erste Vergussmaterial ausgehärtet ist. Vorteilhafterweise wird es dadurch ermög licht, dass das zweite Vergussmaterial während des Zentrifu gierens des Trägers durch das erste Vergussmaterial in Rich tung zur Oberseite des Trägers wandert. In einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Zentrifugie ren derart durchgeführt, dass sich über der Oberseite des Trägers eine erste Schicht ausbildet, die das zweite Verguss material aufweist, und sich über der ersten Schicht eine zweite Schicht ausbildet, die das erste Vergussmaterial auf weist. Vorteilhafterweise ermöglicht es das Verfahren
dadurch, bei dem durch das Verfahren erhältlichen optoelekt ronischen Bauelement die das zweite Vergussmaterial aufwei sende erste Schicht unterhalb der das erste Vergussmaterial aufweisenden zweiten Schicht auszubilden, obwohl das zweite Vergussmaterial erst nach dem ersten Vergussmaterial aufge bracht wird.
In einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst dieses einen weiteren Schritt zum Anordnen eines wellenlängenkonvertieren den Materials über der zweiten Schicht. Das wellenlängenkon vertierende Material kann dazu ausgebildet sein, von der optoelektronischen Halbleiterchipkomponente emittierte elekt romagnetische Strahlung zumindest teilweise in elektromagne tische Strahlung einer anderen Wellenlänge zu konvertieren.
In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Anordnen des wellenlängenkonvertierenden Materials, bevor die zweite Schicht ausgehärtet ist. Dadurch wird es vorteilhafterweise ermöglicht, dass das wellenlängenkonvertierende Material und/oder in dem wellenlängenkonvertierenden Material enthal tene wellenlängenkonvertierende Partikel zumindest teilweise in die zweite Schicht einsinken.
In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Anordnen des wellenlängenkonvertierenden Materials, nachdem die zweite Schicht ausgehärtet ist. Vorteilhafterweise wird dadurch ver hindert, dass das wellenlängenkonvertierende Material und/oder in dem wellenlängenkonvertierenden Material enthal tene wellenlängenkonvertierende Partikel in die zweite
Schicht einsinken. Dadurch wird sichergestellt, dass das wel lenlängenkonvertierende Material bei dem durch das Verfahren erhältlichen optoelektronischen Bauelement oberhalb der zwei ten Schicht verbleibt.
In einer Ausführungsform des Verfahrens weist das wellenlän genkonvertierende Material ein Silikon und in das Silikon eingebettete wellenlängenkonvertierende Partikel auf. Die wellenlängenkonvertierenden Partikel können dazu ausgebildet sein, von der optoelektronischen Halbleiterchipkomponente des durch das Verfahren erhältlichen optoelektronischen Bauele ments emittierte elektromagnetische Strahlung zumindest teil weise in elektromagnetische Strahlung einer anderen Wellen länge zu konvertieren.
In einer Ausführungsform des Verfahrens weist das erste Ver gussmaterial ein Silikon auf. In diesem Fall können bei spielsweise das die zweite Schicht bildende erste Vergussma terial und das über der zweiten Schicht angeordnete wellen längenkonvertierende Material das gleiche Matrixmaterial auf weisen. Dadurch kann es beispielsweise ermöglicht werden, dass in dem wellenlängenkonvertierenden Material enthaltene wellenlängenkonvertierende Partikel aus dem wellenlängenkon vertierenden Material in das erste Vergussmaterial der zwei ten Schicht wandern.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird nach dem Zentri fugieren ein weiterer Schritt durchgeführt zum Entfernen zu mindest eines Teils des ersten Vergussmaterials. Vorteilhaf terweise verbleibt bei dem durch das Verfahren erhältlichen optoelektronischen Bauelement dann im Wesentlichen nur das zweite Vergussmaterial.
In einer Ausführungsform des Verfahrens weist das erste Ver gussmaterial ein Lösungsmittel auf. Dabei wird das Lösungs mittel durch Verdunstung entfernt. Vorteilhafterweise stellt dies eine einfache Möglichkeit dar, nach dem Zentrifugieren zumindest einen Teil des ersten Vergussmaterials zu entfer- nen . Eine andere Möglichkeit besteht darin, nach dem Zentrifugie ren zumindest einen Teil des ersten Vergussmaterials abzuwa schen. In diesem Fall kann das erste Vergussmaterial bei spielsweise ein Silikonöl aufweisen.
In einer Ausführungsform des Verfahrens weist das zweite Ver gussmaterial ein Silikon auf. Dabei kann das zweite Verguss material beispielsweise das gleiche Matrixmaterial aufweisen wie das erste Vergussmaterial.
In einer Ausführungsform des Verfahrens weist das zweite Ver gussmaterial eingebettete Partikel auf. Vorteilhafterweise werden die eingebetteten Partikel bei diesem Verfahren wäh rend des Zentrifugierens des Trägers in dem zweiten Verguss material mitgeführt und wandern dadurch mit dem zweiten Ver gussmaterial in Richtung zur Oberseite des Trägers. Dadurch können die in das zweite Vergussmaterial eingebetteten Parti kel bei diesem Verfahren vorteilhafterweise auch dann in Richtung zur Oberseite des Trägers bewegt werden, wenn die eingebetteten Partikel beispielsweise so klein sind, dass ei ne Sedimentation der eingebetteten Partikel nicht möglich ist .
In einer Ausführungsform des Verfahrens weist das zweite Ver gussmaterial zwischen 30 Gewichtsprozent und
50 Gewichtsprozent eingebettete Ti02-Partikel mit einem mitt leren Durchmesser zwischen 100 nm und 300 nm auf. Vorteilhaf terweise eignet sich Vergussmaterial mit derartigen eingebet teten Partikeln gut zur Herstellung optisch reflektierender Schichten .
In einer Ausführungsform des Verfahrens weist das erste Ver gussmaterial eine Dichte zwischen 1 g/cm3 und 1,3 g/cm3 auf. Dabei weist das zweite Vergussmaterial eine Dichte zwischen 1,4 g/cm3 und 2,2 g/cm3 auf. Vorteilhafterweise weist das zweite Vergussmaterial dadurch eine höhere Dichte auf als das erste Vergussmaterial. Dadurch wird es ermöglicht, dass das zweite Vergussmaterial während des Zentrifugierens des Trä gers in Richtung zur Oberseite des Trägers wandert.
In einer Ausführungsform des Verfahrens weist die optoelekt ronische Halbleiterchipkomponente einen optoelektronischen Halbleiterchip auf. Der optoelektronische Halbleiterchip kann beispielsweise ein Leuchtdiodenchip (LED-Chip) sein.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird nach dem Zentri fugieren ein weiterer Schritt durchgeführt zum Entfernen des Trägers. Dadurch ermöglicht das Verfahren vorteilhafterweise die Herstellung eines chipskaligen optoelektronischen Bauele ments, das außer dem Vergussmaterial keine tragenden Kompo nenten aufweist und sehr geringe äußere Abmessungen besitzt.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusam menhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbei spiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläu tert werden. Dabei zeigen in jeweils schematisierter Darstel lung
Fig. 1 eine geschnittene Seitenansicht einer über einer Ober seite eines Trägers angeordneten optoelektronischen Halb leiterchipkomponente ;
Fig. 2 den Träger und die optoelektronische Halbleiterchip komponente nach dem Anordnen eines ersten Vergussmaterials über der Oberseite des Trägers;
Fig. 3 den Träger und die optoelektronische Halbleiterchip komponente nach dem Anordnen eines zweiten Vergussmaterials über dem ersten Vergussmaterial;
Fig. 4 den Träger mit der optoelektronischen Halbleiterchip komponente nach einem Zentrifugieren des Trägers; Fig. 5 eine geschnittene Seitenansicht eines Trägers mit über seiner Oberseite angeordneten optoelektronischen Halbleiter chipkomponenten, einem über der Oberseite des Trägers ange ordneten ersten Vergussmaterial und einem über dem ersten Vergussmaterial angeordneten zweiten Vergussmaterial;
Fig. 6 die Anordnung von Träger, optoelektronischen Halb leiterchipkomponenten, erstem Vergussmaterial und zweitem Vergussmaterial nach einem Zentrifugieren des Trägers;
Fig. 7 eine weitere Anordnung mit einem Träger, einer opto elektronischen Halbleiterchipkomponente, einem über einer Oberseite des Trägers angeordneten ersten Vergussmaterial und einem über dem ersten Vergussmaterial angeordneten zweiten Vergussmaterial ;
Fig. 8 diese Anordnung nach einem Zentrifugieren des Trägers;
Fig. 9 eine geschnittene Seitenansicht der Anordnung nach ei nem Aufbringen eines wellenlängenkonvertierenden Materials;
Fig. 10 eine geschnittene Seitenansicht der Anordnung nach einem Absinken wellenlängenkonvertierender Partikel;
Fig. 11 eine geschnittene Seitenansicht einer weiteren Anord nung mit einem Träger, über einer Oberseite des Trägers ange ordneten optoelektronischen Halbleiterchipkomponenten, einem über der Oberseite des Trägers angeordneten ersten Vergussma terial und einem über dem ersten Vergussmaterial angeordneten zweiten Vergussmaterial;
Fig. 12 die Anordnung nach einem Zentrifugieren des Trägers;
Fig. 13 die Anordnung nach einem Anordnen eines wellenlängen konvertierenden Materials;
Fig. 14 eine weitere Anordnung mit einem Träger, über einer Oberseite des Trägers angeordneten optoelektronischen Halb- leiterchipkomponenten, einem über der Oberseite des Trägers angeordneten ersten Vergussmaterial und einem über dem ersten Vergussmaterial angeordneten zweiten Vergussmaterial;
Fig. 15 die Anordnung nach einem Zentrifugieren des Trägers; und
Fig. 16 die Anordnung nach einem Aufbringen einer Linsen schicht .
Fig. 1 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht ei nes Trägers 100 mit einer Oberseite 101. Der Träger 100 kann auch als Substrat bezeichnet werden. Der Träger 100 kann bei spielsweise als keramischer oder metallischer Träger oder als Leiterplatte ausgebildet sein. Der Träger 100 kann auch ein Teil eines Kunststoffgehäuses sein.
An der Oberseite 101 des Trägers 100 ist eine optoelektroni sche Halbleiterchipkomponente 200 angeordnet worden. Die optoelektronische Halbleiterchipkomponente 200 weist eine Oberseite 201 und eine der Oberseite 201 gegenüberliegende Unterseite 202 auf. Zwischen der Oberseite 201 und der Unter seite 202 erstrecken sich Seitenflächen 203 der optoelektro nischen Halbleiterchipkomponente 200. Die optoelektronische Halbleiterchipkomponente 200 ist derart an der Oberseite 101 des Trägers 100 angeordnet, dass die Unterseite 202 der opto elektronischen Halbleiterchipkomponente 200 der Oberseite 101 des Trägers 100 zugewandt ist.
Im in Fig. 1 gezeigten Beispiel umfasst die optoelektronische Halbleiterchipkomponente 200 lediglich einen optoelektroni schen Halbleiterchip 210. In anderen Varianten kann die opto elektronische Halbleiterchipkomponente 200 neben dem opto elektronischen Halbleiterchip 210 weitere Komponenten umfas sen, beispielsweise ein wellenlängenkonvertierendes Element. Der optoelektronische Halbleiterchip 210 weist mindestens ei ne elektrische Kontaktfläche 220 auf, die zur Unterseite 202 der optoelektronischen Halbleiterchipkomponente 200 orien- tiert ist. Die elektrische Kontaktflache 220 kann beispiels weise mittels einer Lotverbindung oder einer elektrisch lei tenden Klebeverbindung an der Oberseite 101 des Trägers 100 befestigt sein. Der optoelektronische Halbleiterchip 210 kann auch mehrere elektrische Kontaktflachen 220 aufweisen.
Der optoelektronische Halbleiterchip 210 kann als lichtemit tierender Halbleiterchip ausgebildet sein, beispielsweise als Leuchtdiodenchip (LED-Chip) . Im in Fig. 1 gezeigten Beispiel kann der optoelektronische Halbleiterchip 210 beispielsweise als volumenemittierender Halbleiterchip ausgebildet sein. In diesem Fall emittiert der optoelektronische Halbleiterchip 210 im Betrieb elektromagnetische Strahlung, beispielsweise sichtbares Licht, an der Oberseite 201 und an den Seitenflä chen 203 der optoelektronischen Halbleiterchipkomponente 200. Der optoelektronische Halbleiterchip 210 kann beispielsweise als Saphir-Flipchip ausgebildet sein.
Fig. 2 zeigt die Anordnung der Fig. 1 in schematischer Dar stellung in einem der Darstellung der Fig. 1 zeitlich nach folgenden Bearbeitungsstand.
Über der Oberseite 101 des Trägers 100 ist ein erstes Ver gussmaterial 310 angeordnet worden. Das erste Vergussmaterial 310 ist neben der optoelektronischen Halbleiterchipkomponente 200 angeordnet worden und bedeckt zumindest einen Teil des nicht durch die optoelektronische Halbleiterchipkomponente 200 bedeckten Teils der Oberseite 101 des Trägers 100. Das erste Vergussmaterial 310 kann beispielsweise mittels eines Dosierverfahrens (Dispensing) aufgebracht worden sein.
Das über der Oberseite 101 des Trägers 100 angeordnete erste Vergussmaterial 310 benetzt nicht nur die Oberseite 101 des Trägers 100 sondern auch zumindest einen Teil der Seitenflä chen 203 der optoelektronischen Halbleiterchipkomponente 200. Das Benetzen der Seitenflächen 203 der optoelektronischen Halbleiterchipkomponente 200 kann beispielsweise dadurch er folgt sein, dass das erste Vergussmaterial 310 nach dem An- ordnen des ersten Vergussmaterials 310 an der Oberseite 101 des Trägers 100 an den Seitenflächen 203 der optoelektroni schen Halbleiterchipkomponente 200 emporgekrochen ist. Auf diese Weise kann das erste Vergussmaterial 310 die Seitenflä chen 203 der optoelektronischen Halbleiterchipkomponente 200 auch dann benetzen, wenn das erste Vergussmaterial 310 nicht das gesamte Volumen in der Umgebung der optoelektronischen Halbleiterchipkomponente 200 über der Oberseite 101 des Trä gers 100 bis zur Oberseite 201 der optoelektronischen Halb leiterchipkomponente 200 ausfüllt. Das erste Vergussmaterial 310 bildet in diesem Fall nach dem Anordnen über der Obersei te 101 des Trägers 100 keine flache Schicht sondern weist ei ne konkave Oberfläche auf.
Das erste Vergussmaterial 310 kann beispielsweise ein Silikon aufweisen. Zweckmäßig ist, wenn das erste Vergussmaterial 310 ein Klarsilikon aufweist, das für durch den optoelektroni schen Halbleiterchip 210 der optoelektronischen Halbleiter chipkomponente 200 emittierte elektromagnetische Strahlung weitgehend transparent ist. Das erste Vergussmaterial 310 kann auch ein Epoxid aufweisen. Alternativ kann das erste Vergussmaterial 310 auch beispielsweise ein mit einem Lö sungsmittel vermischtes Klarsilikon, ein Silikonöl oder le diglich ein Lösungsmittel aufweisen. Als Lösungsmittel eignet sich beispielsweise DI-Wasser.
Fig. 3 zeigt die Anordnung der Fig. 2 in einem der Darstel lung der Fig. 2 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand.
Über dem ersten Vergussmaterial 310 ist ein zweites Verguss material 320 angeordnet worden. Auch das Anordnen des zweiten Vergussmaterials 320 kann beispielsweise durch ein Dosierver fahren (Dispensing) erfolgt sein.
Das Anordnen des zweiten Vergussmaterials 320 über dem ersten Vergussmaterial 310 ist erfolgt, bevor das erste Vergussmate rial 310 ausgehärtet ist. Das erste Vergussmaterial 310 ist im in Fig. 3 gezeigten Bearbeitungsstand damit noch fließfä hig .
Das zweite Vergussmaterial 320 weist eine höhere Dichte auf als das erste Vergussmaterial 310. Beispielsweise kann das erste Vergussmaterial 310 eine Dichte zwischen 1 g/cm3 und 1,3 g/cm3 aufweisen. Das zweite Vergussmaterial 320 kann bei spielsweise eine Dichte zwischen 1,4 g/cm3 und 2,2 g/cm3 auf weisen. Insbesondere kann das erste Vergussmaterial 310 bei spielsweise eine Dichte von ungefähr 1,15 g/cm3 aufweisen, während das zweite Vergussmaterial 320 beispielsweise eine Dichte von ungefähr 1,6 g/cm3 aufweisen kann.
Das zweite Vergussmaterial 320 kann ein Silikon aufweisen. Falls auch das erste Vergussmaterial 310 ein Silikon auf weist, so können das erste Vergussmaterial 310 und das zweite Vergussmaterial 320 das gleiche Silikon aufweisen. Das zweite Vergussmaterial 320 kann auch ein Epoxid aufweisen, bei spielsweise das gleiche Epoxid wie das erste Vergussmaterial 310.
Zusätzlich kann das zweite Vergussmaterial 320 eingebettete Partikel 325 aufweisen, die die Dichte des zweiten Vergussma terials 320 erhöhen. Beispielsweise kann das zweite Verguss material 320 eingebettete lichtreflektierende Partikel 325 aufweisen, durch die das zweite Vergussmaterial 320 eine wei ße Farbe erhält. Als lichtreflektierende Partikel 325 kommen beispielsweise TiCg-Partikel in Frage. Diese TiCg-Partikel können beispielsweise einen mittleren Durchmesser zwischen 100 nm und 300 nm aufweisen. Insbesondere können die TiCg- Partikel beispielsweise einen mittleren Durchmesser von etwa 200 nm aufweisen. Das zweite Vergussmaterial 320 kann bei spielsweise einen Anteil zwischen 30 Gewichtsprozent und 50 Gewichtsprozent, insbesondere beispielsweise einen Anteil von 40 Gewichtsprozent solcher Ti02-Partikel 325 aufweisen.
In diesem Fall kann das zweite Vergussmaterial 320 beispiels weise eine Dichte von ungefähr 1,6 g/cm3 aufweisen. Alternativ kann das zweite Vergussmaterial 320 auch lichtab sorbierende Partikel 325 oder andere eingebettete Partikel oder Füllstoffe aufweisen.
Fig. 4 zeigt eine schematische Ansicht der Anordnung der Fig. 3 in einem der Darstellung der Fig. 3 zeitlich nachfol genden Bearbeitungsstand.
Der Träger 100 derart zentrifugiert worden, dass eine in eine Richtung 105 zur Oberseite 101 des Trägers 100 gerichtete Kraft auf die über der Oberseite 101 des Trägers 100 angeord neten Komponenten gewirkt hat. Unter dem Einfluss dieser Kraft ist das zweite Vergussmaterial 320 in Richtung zur Oberseite 101 des Trägers 100 gewandert. Da das zweite Ver gussmaterial 320 eine höhere Dichte aufweist als das erste Vergussmaterial 310, hat das zweite Vergussmaterial 320 das erste Vergussmaterial 310 an der Oberseite 101 des Trägers 100 zumindest teilweise verdrängt. Dadurch hat sich über der Oberseite 101 des Trägers 100 eine erste Schicht 410 ausge bildet, die das zweite Vergussmaterial 320 aufweist. Über der ersten Schicht 410 hat sich eine zweite Schicht 420 ausgebil det, die das erste Vergussmaterial 310 aufweist. Somit hat sich eine Inversion der Anordnung des ersten Vergussmaterials 310 und des zweiten Vergussmaterials 320 ergeben. Die erste Schicht 410 und die zweite Schicht 420 sind im Wesentlichen flache Schichten mit im Wesentlichen planen Oberseiten.
Falls das erste Vergussmaterial 310 und das zweite Vergussma terial 320 einen ausreichend großen Dichteunterschied aufwei sen, kann es möglich sein, auf das Zentrifugieren zu verzich ten. In diesem Fall kann bereits die auf das erste Vergussma terial 310 und das zweite Vergussmaterial 320 einwirkende Schwerkraft ausreichen, um das zweite Vergussmaterial 320 in Richtung zur Oberseite 101 des Trägers 100 zu treiben.
Im dargestellten Beispiel wurden die Menge des über der Ober seite 101 des Trägers 100 angeordneten ersten Vergussmateri als 310 und die Menge des über dem ersten Vergussmaterial 310 angeordneten zweiten Vergussmaterials 320 so bemessen, dass die aus dem zweiten Vergussmaterial 320 gebildete erste
Schicht 410 eine geringere Dicke aufweist als die aus dem ersten Vergussmaterial 310 gebildete zweite Schicht 420. Die Menge des ersten Vergussmaterials 310 und des zweiten Ver gussmaterials 320 wurden außerdem so bemessen, dass die von der Oberseite 101 des Trägers 100 abgewandte Oberfläche der zweiten Schicht 420 im Wesentlichen bündig mit der Oberseite 201 der optoelektronischen Halbleiterchipkomponente 200 ab schließt. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Die Oberfläche der zweiten Schicht 420 könnte auch unterhalb der Oberseite 201 der optoelektronischen Halbleiterchipkomponente 200 angeordnet sein. Ebenfalls möglich ist, dass das erste Vergussmaterial 310 beim Ausbilden der zweiten Schicht 420 die Oberseite 201 der optoelektronischen Halbleiterchipkompo nente 200 bedeckt.
Da das erste Vergussmaterial 310 die Seitenflächen 203 der optoelektronischen Halbleiterchipkomponente 200 bereits vor dem Anordnen des zweiten Vergussmaterials 320 benetzt hat, konnte das zweite Vergussmaterial 320 die Seitenflächen 203 der optoelektronischen Halbleiterchipkomponente 200 nachfol gend nicht mehr benetzen. Dadurch sind die Seitenflächen 203 der optoelektronischen Halbleiterchipkomponente 200 auch nach dem Zentrifugieren nicht durch das zweite Vergussmaterial 320 bedeckt .
Die das zweite Vergussmaterial 320 aufweisende erste Schicht 410 bildet eine dünne reflektierende Schicht an der Oberseite 101 des Trägers 100. Im Betrieb der optoelektronischen Halb leiterchipkomponente 200 von der optoelektronischen Halb leiterchipkomponente 200 in Richtung zur Oberseite 101 des Trägers 100 emittierte elektromagnetische Strahlung kann an der ersten Schicht 410 reflektiert und dadurch genutzt wer den. Da die Seitenflächen 203 der optoelektronischen Halb leiterchipkomponente 200 nicht durch das reflektierende zwei te Vergussmaterial 320 benetzt sind, wird eine Abstrahlung von elektromagnetischer Strahlung an den Seitenflächen 203 der optoelektronischen Halbleiterchipkomponente 200 nicht be hindert .
Das Zentrifugieren des Trägers 100 wurde vor dem Aushärten des ersten Vergussmaterials 310 und des zweiten Vergussmate rials 320 durchgeführt. Im Anschluss an das Zentrifugieren und das Ausbilden der das zweite Vergussmaterial 320 aufwei senden ersten Schicht 410 und der das erste Vergussmaterial 310 aufweisenden zweiten Schicht 420 können weitere Bearbei tungsschritte zum Aushärten des ersten Vergussmaterials 310 und des zweiten Vergussmaterials 320 erfolgen. Das Aushärten kann beispielsweise durch eine thermische Behandlung und/oder durch Bestrahlung mit Licht erfolgen.
In einer anderen Variante ist es möglich, nach dem Zentrifu gieren des Trägers 100 zumindest einen Teil des ersten Ver gussmaterials 310 und der aus dem ersten Vergussmaterial 310 gebildeten zweiten Schicht 420 zu entfernen. In diesem Fall kann beispielsweise nur die das zweite Vergussmaterial 320 aufweisende erste Schicht 410 an der Oberseite 101 des Trä gers 100 verbleiben. Das Entfernen des ersten Vergussmateri als 310 kann beispielsweise durch Verdunsten des ersten Ver gussmaterials 310 oder durch Abwaschen des ersten Vergussma terials 310 erfolgen. Ein Verdunsten des ersten Vergussmate rials 310 ist beispielsweise möglich, wenn dieses ein Lö sungsmittel aufweist. Ein Abwaschen des ersten Vergussmateri als 310 ist beispielsweise möglich, wenn dieses ein Silikonöl aufweist .
Im in Fig. 4 gezeigten Bearbeitungsstand bildet die in Fig. 4 dargestellte Anordnung ein optoelektronisches Bauelement 10. Der Träger 100 kann als Teil des optoelektronischen Bauele ments 10 verbleiben. Es ist aber auch möglich, den Träger 100 zu entfernen.
Nachfolgend werden mehrere Varianten und Erweiterungen des vorstehend anhand der Fig. 1 bis 4 beschriebenen Herstel lungsverfahrens erläutert. Dabei werden nachfolgend nur je- weils die Abweichungen von dem vorstehend beschriebenen Ver fahren erklärt. Im Übrigen gilt die vorstehende Beschreibung auch für die nachfolgend dargestellten Herstellungsverfahren und die durch die Herstellungsverfahren erhältlichen opto elektronischen Bauelemente.
Fig. 5 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des Trägers 100 mit mehreren über der Oberseite 101 des Trägers 100 angeordneten optoelektronischen Halbleiterchipkomponenten 200. Zwischen und neben den optoelektronischen Halbleiter chipkomponenten 200 ist das erste Vergussmaterial 310 über der Oberseite 101 des Trägers 100 angeordnet worden. Über dem ersten Vergussmaterial 310 ist das zweite Vergussmaterial 320 angeordnet worden. Damit entspricht der in Fig. 5 gezeigte Bearbeitungsstand dem in Fig. 3 gezeigten Bearbeitungsstand.
Im Unterschied zu der anhand der Fig. 1 bis 4 erläuterten Va riante weisen die optoelektronischen Halbleiterchipkomponen ten 200 im in Fig. 5 gezeigten Beispiel jeweils zusätzlich zu dem optoelektronischen Halbleiterchip 210 eine den optoelekt ronischen Halbleiterchip 210 teilweise einbettende Konverter schicht 230 auf. Im dargestellten Beispiel bedeckt die Kon verterschicht 230 die Oberseite und die Seitenflächen der optoelektronischen Halbleiterchips 210. Die Oberseiten 201 und die Seitenflächen 203 der optoelektronischen Halbleiter chipkomponenten 200 werden damit durch die Konverterschichten 230 der optoelektronischen Halbleiterchipkomponenten 200 ge bildet. Die optoelektronischen Halbleiterchipkomponenten 200 stellen damit Beispiele für chipskalige Packages dar. Die Konverterschicht 230 ist bei jeder optoelektronischen Halb leiterchipkomponente 200 dazu vorgesehen, von dem optoelekt ronischen Halbleiterchip 210 emittierte elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise in elektromagnetische Strahlung einer anderen Wellenlänge zu konvertieren.
Der Träger 100 ist beim in Fig. 5 gezeigten Beispiel ein tem porärer Träger 110, der zum Abschluss der Bearbeitung ent fernt wird. Die optoelektronischen Halbleiterchipkomponenten 200 sind mittels einer Klebefolie 120 an der Oberseite 101 des Trägers 100 befestigt. Das erste Vergussmaterial 310 ist über der Klebefolie 120 angeordnet worden.
Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung der Anordnung der Fig. 5 in einem der Fig. 5 zeitlich nachfolgenden Bearbei tungsstand .
Der Träger 100 ist derart zentrifugiert worden, dass das zweite Vergussmaterial 320 in Richtung 105 zur Oberseite 101 des Trägers 100 gewandert ist. Dadurch hat sich über der Oberseite 101 des Trägers 100 wiederum die erste Schicht 410 ausgebildet, die das zweite Vergussmaterial 320 aufweist.
Über der ersten Schicht 410 hat sich die zweite Schicht 420 ausgebildet, die das erste Vergussmaterial 310 aufweist.
In einem der Darstellung der Fig. 6 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsschritt werden der temporäre Träger 100, 110 und die Klebefolie 120 abgelöst. Außerdem wird der durch die Schichten 410, 420 des Vergussmaterials 310, 320 gebildete Körper so in mehrere optoelektronische Bauelemente 10 zer teilt, dass jedes optoelektronische Bauelement 10 eine der optoelektronischen Halbleiterchipkomponenten 200 umfasst. Das Zerteilen kann vor oder nach dem Ablösen des temporären Trä gers 110 erfolgen.
Anhand der Fig. 7 bis 10 wird nachfolgend eine weitere Vari ante des Herstellungsverfahrens beschrieben. Fig. 7 zeigt ei ne schematische geschnittene Seitenansicht eines Verfahrens stands, der dem in Fig. 3 gezeigten Verfahrensstand ent spricht .
Bei der in Fig. 7 gezeigten Variante wird der Träger 100 durch einen Gehäusekörper 130 mit in den Gehäusekörper 130 eingebetteten Leiterrahmenabschnitten 140 gebildet. Der Ge häusekörper 130 kann auch als QFN-Package bezeichnet werden. Der Gehäusekörper 130 kann beispielsweise ein Kunststoffmate rial aufweisen. Der Gehäusekörper 130 kann beispielsweise durch ein Formverfahren (Moldverfahren) hergestellt sein. Da bei können die Leiterrahmenabschnitte 140 bereits während des Ausbildens des Gehäusekörpers 130 durch Umformen der Leiter rahmenabschnitte 140 in den Gehäusekörper 130 eingebettet worden sein.
Der Gehäusekörper 130 weist eine Kavität 160 auf. Ein Boden bereich der Kavität 160 bildet die Oberseite 101 des Trägers 100. An dem die Oberseite 101 des Trägers 100 bildenden Bo denbereich der Kavität 160 liegen die Leiterrahmenabschnitte 140 teilweise frei.
Die optoelektronische Halbleiterchipkomponente 200 umfasst in diesem Beispiel lediglich einen als volumenemittierender Sa phir-Chip ausgebildeten optoelektronischen Halbleiterchip 210. Die optoelektronische Halbleiterchipkomponente 200 ist an der Oberseite 101 des Trägers 100 in der Kavität 160 des Gehäusekörpers 130 angeordnet worden. Anschließend ist das erste Vergussmaterial 310 über der Oberseite 101 des Trägers 100 angeordnet worden. Das erste Vergussmaterial 310 hat die Seitenflächen 203 der optoelektronischen Halbleiterchipkompo nente 200 zumindest teilweise benetzt. Außerdem hat das erste Vergussmaterial 310 eine die Kavität 160 begrenzende Gehäuse wandung 170 des Gehäusekörpers 130 zumindest teilweise be netzt. Anschließend ist das zweite Vergussmaterial 320 über dem ersten Vergussmaterial 310 angeordnet worden.
Fig. 8 zeigt die Anordnung der Fig. 7 in einem zeitlich nach folgenden Bearbeitungsstand.
Der Träger 100 ist derart zentrifugiert worden, dass das zweite Vergussmaterial 320 in Richtung 105 zur Oberseite 101 des Trägers 100 gewandert ist. Dadurch hat sich über der Oberseite 101 des Trägers 100 die erste Schicht 410 ausgebil det, die das zweite Vergussmaterial 320 aufweist. Über der ersten Schicht 410 hat sich die zweite Schicht 420 ausgebil det, die das erste Vergussmaterial 310 aufweist. Eine von der Oberseite 101 des Trägers 100 abgewandte Ober seite der zweiten Schicht 420 ist im gezeigten Beispiel nicht plan sondern leicht konkav ausgebildet. Durch die Benetzung der Seitenflächen 203 der optoelektronischen Halbleiterchip komponente 200 schließt die Oberseite der zweiten Schicht 420 etwa bündig mit der Oberseite 201 der optoelektronischen Halbleiterchipkomponente 200 ab. Die Kavität 160 des Gehäuse körpers 130 ist durch die optoelektronische Halbleiterchip komponente 200 und die Schichten 410, 420 der Vergussmateria lien 310, 320 nicht vollständig ausgefüllt.
Fig. 9 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht der Anordnung der Fig. 8 in einem der Darstellung der Fig. 8 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand.
Über der zweiten Schicht 420 ist ein wellenlängenkonvertie rendes Material 330 angeordnet worden. Das Anordnen des wel lenlängenkonvertierenden Materials 330 kann beispielsweise durch ein Dosierverfahren (Dispensing) erfolgt sein. Das wel lenlängenkonvertierende Material 330 ist über der zweiten Schicht 420 und über der Oberseite 201 der optoelektronischen Halbleiterchipkomponente 200 angeordnet und bildet eine drit te Schicht 430. Im dargestellten Beispiel ist die Menge des wellenlängenkonvertierenden Materials 330 so bemessen, dass der nach dem Einfüllen des ersten Vergussmaterials 310 und des zweiten Vergussmaterials 320 noch verbliebene Leerraum der Kavität 160 vollständig aufgefüllt wird.
Das Anordnen des wellenlängenkonvertierenden Materials 330 über der zweiten Schicht 420 ist erfolgt, bevor das erste Vergussmaterial 310 der zweiten Schicht 420 ausgehärtet ist.
Das wellenlängenkonvertierende Material 330 weist ein Matrix material und in das Matrixmaterial eingebettete wellenlängen konvertierende Partikel 335 auf. Das Matrixmaterial kann bei spielsweise ein Silikon sein. Zweckmäßig ist, wenn das Mat rixmaterial des wellenlängenkonvertierenden Materials 330 ähnlich oder gleich dem ersten Vergussmaterial 310 ist. Die wellenlängenkonvertierenden Partikel 335 des wellenlängenkon vertierenden Materials 330 sind dazu ausgebildet, von dem optoelektronischen Halbleiterchip 210 der optoelektronischen Halbleiterchipkomponente 200 emittierte elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise in elektromagnetische Strahlung einer anderen Wellenlänge zu konvertieren.
Fig. 10 zeigt die Anordnung der Fig. 9 in einem der Darstel lung der Fig. 9 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand.
Durch Sedimentation sind die in dem wellenlängenkonvertieren den Material 330 enthaltenen wellenlängenkonvertierenden Par tikel 335 abgesunken. Ein Teil der wellenlängenkonvertieren den Partikel 335 ist bis zur Oberseite 201 der optoelektroni schen Halbleiterchipkomponente 200 abgesunken. Ein Teil der wellenlängenkonvertierenden Partikel 335 ist bis in das erste Vergussmaterial 310 der zweiten Schicht 420 abgesunken. Es kann sogar ein Teil der wellenlängenkonvertierenden Partikel 335 in das zweite Vergussmaterial 320 der ersten Schicht 410 abgesunken sein. In der über der zweiten Schicht 420 angeord neten dritten Schicht 430 ist im Wesentlichen nur das Matrix material des wellenlängenkonvertierenden Materials 330 ver blieben, das dem ersten Vergussmaterial 310 entsprechen kann.
Fig. 11 zeigt in schematischer geschnittener Seitenansicht einen der Darstellung der Fig. 3 entsprechenden Bearbeitungs stand während der Durchführung einer weiteren Variante des oben beschriebenen Herstellungsverfahrens.
Der Träger 100 ist bei dieser Variante wieder als temporärer Träger 110 ausgebildet. An der Oberseite 101 des temporären Trägers 100, 110 ist wieder eine Klebefolie 120 angeordnet. Mehrere optoelektronische Halbleiterchipkomponenten 200 sind mittels der Klebefolie 120 an der Oberseite 101 des Trägers 100 befestigt.
Außerdem ist an der Oberseite 101 des Trägers 100 ein Gehäu serahmen 150 angeordnet und durch die Klebefolie 120 fixiert. Der Gehäuserahmen 150 kann beispielsweise ein Kunststoffmate rial aufweisen, beispielsweise ein Epoxy. Der Gehäuserahmen 150 kann beispielsweise durch ein Formverfahren (Moldverfah ren) vorab hergestellt worden sein.
Der Gehäuserahmen 150 ist als Gitter mit einer regelmäßigen Anordnung von Öffnungen ausgebildet, die Kavitäten 160 bil den. In jeder Kavität 160 des Gehäuserahmens 150 ist im dar gestellten Beispiel eine optoelektronische Halbleiterchipkom ponente 200 angeordnet. Das Anordnen der optoelektronischen Halbleiterchipkomponenten 200 an der Oberseite 101 des Trä gers 100 kann vor oder nach dem Anordnen des Gehäuserahmens 150 an der Oberseite 101 des Trägers 100 erfolgt sein.
Die optoelektronischen Halbleiterchipkomponenten 200 weisen im dargestellten Beispiel lediglich jeweils einen optoelekt ronischen Halbleiterchip 210 auf, der als Saphir-Flipchip ausgebildet sein kann. Die optoelektronischen Halbleiterchip komponenten 200 könnten aber auch anders ausgebildet sein.
Nach dem Anordnen des Gehäuserahmens 150 und der optoelektro nischen Halbleiterchipkomponenten 200 ist das erste Verguss material 310 über der Oberseite 101 des Trägers 100 angeord net worden. Danach wurde das zweite Vergussmaterial 320 über dem ersten Vergussmaterial 310 angeordnet. Das erste Verguss material 310 hat die Seitenflächen 203 der optoelektronischen Halbleiterchipkomponenten 200 und die die Kavitäten 160 be grenzenden Gehäusewandungen 170 des Gehäuserahmens 150 zumin dest teilweise benetzt, sodass das zweite Vergussmaterial 320 diese Flächen nicht mehr benetzen konnte.
Fig. 12 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht der in Fig. 11 gezeigten Anordnung in einem der Darstellung der Fig. 11 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand. Der Träger 100 ist derart zentrifugiert worden, dass das zweite Vergussmaterial 320, das eine höhere Dichte aufweist als das erste Vergussmaterial 310, in Richtung 105 zur Oberseite 101 des Trägers 100 gewandert ist. Dadurch haben sich wieder die über der Oberseite 101 des Trägers 100 angeordnete erste Schicht 410 und die über der ersten Schicht 410 angeordnete zweite Schicht 420 ausgebildet. Die erste Schicht 410 weist das zweite Vergussmaterial 320 auf. Die zweite Schicht 420 weist das erste Vergussmaterial 310 auf.
Fig. 13 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht der in Fig. 12 dargestellten Anordnung in einem der Darstel lung der Fig. 12 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand.
Über der zweiten Schicht 420 und über den Oberseiten 201 der optoelektronischen Halbleiterchipkomponenten 200 ist wellen längenkonvertierendes Material 330 angeordnet worden. Das wellenlängenkonvertierende Material 330 bildet die dritte Schicht 430 und füllt die zuvor noch verbliebenen Leerräume der Kavitäten 160 des Gehäuserahmens 150 im Wesentlichen vollständig aus.
Im Unterschied zu der anhand der Fig. 7 bis 10 beschriebenen Variante des Herstellungsverfahrens, ist das wellenlängenkon vertierende Material 330 erst nach dem Aushärten der zweiten Schicht 420 angeordnet worden. Dadurch wird verhindert, dass die in dem wellenlängenkonvertierenden Material 330 enthalte nen wellenlängenkonvertierenden Partikel 335 in die zweite Schicht 420 sedimentieren .
In einem der Darstellung der Fig. 13 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsschritt werden der temporäre Träger 100, 110 und die Klebefolie 120 abgelöst. Außerdem wird der durch die Schichten 410, 420, 430 und den Gehäuserahmen 150 gebildete Körper so in mehrere optoelektronische Bauelemente 10 zer teilt, dass jedes optoelektronische Bauelement 10 eine der optoelektronischen Halbleiterchipkomponenten 200 umfasst. Das Zerteilen kann vor oder nach dem Ablösen des temporären Trä gers 110 erfolgen.
Fig. 14 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht eines der Darstellung der Fig. 3 entsprechenden Bearbeitungs- Stands während der Durchführung einer weiteren Variante des Herstellungsverfahrens .
Auch bei der in Fig. 14 gezeigten Variante ist der Träger 100 als temporärer Träger 110 ausgebildet. An der Oberseite 101 des Trägers 100 ist wiederum eine Klebefolie 120 angeordnet.
Über der Oberseite 101 des Trägers 100 sind mehrere opto elektronische Halbleiterchipkomponenten 200 angeordnet wor den. Bei dieser beispielhaften Variante des Herstellungsver fahrens umfasst jede optoelektronische Halbleiterchipkompo nente 200 einen optoelektronischen Halbleiterchip 210, der beispielsweise als oberflächenemittierender Flipchip ausge bildet ist. An der Strahlungsemissionsfläche des optoelektro nischen Halbleiterchips 210 ist eine Konverterschicht 230 an geordnet, die dazu vorgesehen ist, zumindest einen Teil der von dem optoelektronischen Halbleiterchip 210 emittierten elektromagnetischen Strahlung in elektromagnetische Strahlung einer anderen Wellenlänge zu konvertieren. Über der Konver terschicht 230 ist eine Abdeckung 240 angeordnet. Die Abde ckung 240 kann beispielsweise als Glasplättchen ausgebildet sein. Eine von der Konverterschicht 230 abgewandte Oberfläche der Abdeckung 240 bildet die Oberseite 201 der optoelektroni schen Halbleiterchipkomponente 200. Die elektrischen Kontakt flächen 220 des optoelektronischen Halbleiterchips 210 sind bei jeder optoelektronischen Halbleiterchipkomponente 200 in einen Formkörper 250 eingebettet, der die lichtemittierende Schicht des optoelektronischen Halbleiterchips 210 trägt. Ei ne von der lichtemittierenden Schicht des optoelektronischen Halbleiterchips 210 abgewandte Unterseite des Formkörpers 250 bildet die Unterseite 202 der optoelektronischen Halbleiter chipkomponente 200. An der Unterseite 202 der optoelektroni schen Halbleiterchipkomponente 200 liegen die elektrischen Kontaktflächen 220 frei.
Nach dem Anordnen der optoelektronischen Halbleiterchipkompo nenten 200 über der Oberseite 101 des temporären Trägers 100, 110 ist das erste Vergussmaterial 310 über der Oberseite 101 des Trägers 100 angeordnet worden. Dabei hat das erste Ver gussmaterial 310 die Seitenflächen 203 der optoelektronischen Halbleiterchipkomponenten 200 zumindest teilweise benetzt. Anschließend ist über dem ersten Vergussmaterial 310 das zweite Vergussmaterial 320 angeordnet worden.
Fig. 15 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht der in Fig. 14 gezeigten Anordnung in einem der Darstellung der Fig. 14 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand.
Der Träger 100 ist derart zentrifugiert worden, dass das zweite Vergussmaterial 320 in Richtung 105 zur Oberseite 101 des Trägers 100 gewandert ist. Dadurch haben sich über der Oberseite 101 des Trägers 100 wieder die erste Schicht 410 und die über der ersten Schicht 410 angeordnete zweite
Schicht 420 ausgebildet. Die erste Schicht 410 weist das zweite Vergussmaterial 320 auf. Die zweite Schicht 420 weist das erste Vergussmaterial 310 auf. Die Grenzfläche zwischen der ebenen ersten Schicht 410 und der ebenen zweiten Schicht 420 liegt etwa auf Höhe der Konverterschichten 230 der opto elektronischen Halbleiterchipkomponenten 200. Die zweite Schicht 420 schließt etwa bündig mit den Oberseiten 201 der optoelektronischen Halbleiterchipkomponenten 200 ab.
Der aus der ersten Schicht 410 und der zweiten Schicht 420 gebildete Körper könnte nun von dem temporären Träger 100,
110 und der Klebefolie 120 abgelöst und zerteilt werden, um mehrere optoelektronische Bauelemente 10 zu erhalten, die je weils eine optoelektronische Halbleiterchipkomponente 200 aufweisen. Es kann zuvor aber auch noch der nachfolgend be schriebene Bearbeitungsschritt durchgeführt werden.
Fig. 16 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht der in Fig. 15 gezeigten Anordnung in einem der Darstellung der Fig. 15 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand.
Über der zweiten Schicht 420 ist eine Linsenschicht 440 ange ordnet worden. Die Linsenschicht 440 weist ein Linsenmaterial 340 auf. Das Linsenmaterial 340 ist transparent für durch die optoelektronischen Halbleiterchipkomponenten 200 emittierte elektromagnetische Strahlung. Das Linsenmaterial 340 kann beispielsweise ein Silikon oder ein Epoxid aufweisen. Die Linsenschicht 440 kann beispielsweise mittels eines Formver fahrens (Moldverfahren) aufgebracht worden sein.
Die Linsenschicht 440 bildet im dargestellten Beispiel über jeder optoelektronischen Halbleiterchipkomponente 200 eine konvexe optische Linse 445. Diese optischen Linsen 445 sind ausgebildet, von den optoelektronischen Halbleiterchipkompo nenten 200 emittierte elektromagnetische Strahlung zu bün deln. Eine andere Gestaltung der optischen Linsen 445 ist möglich .
In der Darstellung der Fig. 16 nachfolgenden Bearbeitungs schritten werden der temporäre Träger 100, 110 und die Klebe folie 120 abgelöst. Außerdem wird der durch die erste Schicht 410, die zweite Schicht 420 und die Linsenschicht 440 gebil dete Körper derart zerteilt, dass jeder Teil ein optoelektro nisches Bauelement 10 mit einer optoelektronischen Halb leiterchipkomponente 200 und einer optischen Linse 445 bil det. Das Zerteilen kann vor oder nach dem Ablösen des tempo rären Trägers 100, 110 erfolgen.
Die Erfindung wurde anhand der bevorzugten Ausführungsbei spiele näher illustriert und beschrieben. Dennoch ist die Er findung nicht auf die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Vielmehr können hieraus andere Variationen vom Fachmann abge leitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlas- sen BEZUGSZEICHENLISTE
10 optoelektronisches Bauelement
100 Träger
101 Oberseite
105 Richtung zur Oberseite des Trägers
110 temporärer Träger
120 Klebefolie
130 Gehäusekörper
140 Leiterrahmenabschnitt
150 Gehäuserahmen
160 Kavität
170 Gehäusewandung
200 optoelektronische Halbleiterchipkomponente
201 Oberseite
202 Unterseite
203 Seitenfläche
210 optoelektronischer Halbleiterchip
220 elektrische Kontaktfläche
230 Konverterschicht
240 Abdeckung
250 Formkörper
310 erstes Vergussmaterial
320 zweites Vergussmaterial
325 Partikel
330 wellenlängenkonvertierendes Material 335 wellenlängenkonvertierende Partikel
340 Linsenmaterial
410 erste Schicht 420 zweite Schicht 430 dritte Schicht 440 Linsenschicht 445 optische Linse

Claims

PATENTANS PRUCHE
1. Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauele ments (10)
mit den folgenden Schritten:
- Bereitstellen eines Trägers (100) mit einer über einer Oberseite (101) des Trägers (100) angeordneten optoelekt ronischen Halbleiterchipkomponente (200);
- Anordnen eines ersten Vergussmaterials (310) über der
Oberseite (101) des Trägers (100);
- Anordnen eines zweiten Vergussmaterials (320) über dem ersten Vergussmaterial (310), wobei das zweite Vergussma terial (320) eine höhere Dichte aufweist als das erste Vergussmaterial (310);
- Einwirkenlassen einer Kraft auf das erste Vergussmate rial (310) und das zweite Vergussmaterial (320) derart, dass das zweite Vergussmaterial (320) in Richtung zur Oberseite (101) des Trägers (100) wandert.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1,
wobei das Einwirkenlassen der Kraft durch Zentrifugieren des Trägers (100) erfolgt.
3. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das erste Vergussmaterial (310) derart über der Oberseite (101) des Trägers (100) angeordnet wird, dass eine Seitenfläche (203) der optoelektronischen Halb leiterchipkomponente (200) durch das erste Vergussmateri al (310) benetzt wird.
4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Anordnen des zweiten Vergussmaterials (320) er folgt, bevor das erste Vergussmaterial (310) ausgehärtet ist .
5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Einwirkenlassen der Kraft derart durchgeführt wird, dass sich über der Oberseite (101) des Trägers (100) eine erste Schicht (410) ausbildet, die das zweite Vergussma terial (320) aufweist,
und sich über der ersten Schicht (410) eine zweite
Schicht (420) ausbildet, die das erste Vergussmaterial (310) aufweist.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5,
wobei das Verfahren den folgenden weiteren Schritt auf weist:
- Anordnen eines wellenlängenkonvertierenden Materials (330) über der zweiten Schicht (420) .
7. Verfahren gemäß Anspruch 6,
wobei das Anordnen des wellenlängenkonvertierenden Mate rials (330) erfolgt, bevor die zweite Schicht (420) aus gehärtet ist.
8. Verfahren gemäß Anspruch 6,
wobei das Anordnen des wellenlängenkonvertierenden Mate rials (330) erfolgt, nachdem die zweite Schicht (420) ausgehärtet ist.
9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8,
wobei das wellenlängenkonvertierende Material (330) ein Silikon und in das Silikon eingebettete wellenlängenkon vertierende Partikel (335) aufweist.
10. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das erste Vergussmaterial (310) ein Silikon auf weist.
11. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei nach dem Einwirkenlassen der Kraft der folgende weitere Schritt durchgeführt wird:
- Entfernen zumindest eines Teils des ersten Vergussmate rials (310) .
12. Verfahren gemäß Anspruch 11,
wobei das erste Vergussmaterial (310) ein Lösungsmittel aufweist,
wobei das Lösungsmittel durch Verdunstung entfernt wird.
13. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das zweite Vergussmaterial (320) ein Silikon auf weist.
14. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das zweite Vergussmaterial (320) eingebettete Par tikel (325) aufweist.
15. Verfahren gemäß Anspruch 14,
wobei das zweite Vergussmaterial (320) zwischen
30 Gewichtsprozent und 50 Gewichtsprozent eingebettete Ti02-Partikel (325) mit einem mittleren Durchmesser zwi schen 100 nm und 300 nm aufweist.
16. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das erste Vergussmaterial (310) eine Dichte zwi schen 1 g/cm3 und 1,3 g/cm3 aufweist,
wobei das zweite Vergussmaterial (320) eine Dichte zwi schen 1,4 g/cm3 und 2,2 g/cm3 aufweist.
17. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die optoelektronische Halbleiterchipkomponente (200) einen optoelektronischen Halbleiterchip (210) auf weist.
18. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei nach dem Einwirkenlassen der Kraft der folgende weitere Schritt durchgeführt wird:
- Entfernen des Trägers (100) .
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