WO2020225304A1 - Verfahren zur herstellung eines bauelements und bauelement - Google Patents

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WO2020225304A1 PCT/EP2020/062585 EP2020062585W WO2020225304A1 WO 2020225304 A1 WO2020225304 A1 WO 2020225304A1 EP 2020062585 W EP2020062585 W EP 2020062585W WO 2020225304 A1 WO2020225304 A1 WO 2020225304A1
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contact
carrier
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Alexander F. PFEUFFER
Tobias Berthold
Lutz Höppel
Tobias Meyer
Korbinian Perzlmaier
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Osram Opto Semiconductors GmbH
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    • H10H20/036—Manufacture or treatment of packages
    • H10H20/0364—Manufacture or treatment of packages of interconnections

Definitions

  • a method for producing a component is specified.
  • a component is also specified.
  • the joining plane is quite demanding if, for example, an adhesive layer with a layer thickness of less than 5 gm, less than 3 gm, less than 1 gm or less than 0.2 gm is to be used, since the adhesive layer is so thin
  • Layer thickness mostly electrically conductive fillers are missing. However, if the adhesive layer has electrically conductive fillers, the adhesive layer often has much larger ones
  • One object is to specify a reliable and cost-effective method for manufacturing a component. Another object is to provide a component with a reliable electrical connection and a stable mechanical connection between a carrier and a
  • a method for producing a component with a carrier and at least one component is specified, the component being connected to the carrier in an electrically conductive manner and in particular by means of an electrically insulating one
  • Connection layer is mechanically attached to the carrier.
  • the adhesive layer is free from an electrically conductive material, for example free from electrically conductive fillers.
  • the adhesive layer is not set up to produce an electrical connection.
  • the mechanical connection is preferably made spatially
  • the component has several components that are mechanically fixed on the common carrier and with it
  • a carrier is generally understood to be a receiver structure that mechanically supports the component or a plurality of components.
  • the receiver structure can have electrical circuits, transistors, electrical conductor tracks or other electrical components that are set up in particular for electrical contacting and for controlling the component or components.
  • the carrier is to
  • a receiver carrier for example a semiconductor substrate, a Si wafer, possibly with through-contacts, a printed circuit board with electrical conductor tracks or a receiver with integrated circuits, transistors and / or other switching elements.
  • the receiver structure is part of an electronic device or a light source.
  • the components can be used as detectors or light sources in the
  • the carrier is provided with a connection layer.
  • Connection layer can be arranged on the carrier, in particular on a main body of the carrier.
  • the connecting layer can be an adhesive layer.
  • the connection layer has at least one opening in which a connection surface of the connection layer is exposed.
  • the opening can have any shape, for example the shape of a circle, a square or the shape of an ellipse.
  • the connecting layer in the vicinity of the opening has the shape of a closed or open frame. It is possible that the
  • Connection layer has a plurality of openings, in each of which a connection surface of the connection layer is exposed. In the vertical direction, the connection layer can over the exposed connection surface or over the
  • Connection layer protrude, approximately in the direction away from the main body of the carrier. However, it is also the other way around
  • connection layer protrudes, roughly in the direction away from that Main body of the wearer.
  • the connection layer can be any connection layer.
  • Connection layer have subregions which are laterally spaced from one another.
  • connection layer is in particular part of a
  • connection layer can be made coherent or have a plurality of spatially separate sublayers.
  • Connection layer can be a connection column or several
  • Connection surface is formed approximately by an exposed surface of the associated connection column.
  • the connection surface is in particular a metal surface.
  • a vertical direction is generally understood to mean a direction which is directed perpendicular to a main extension surface of the carrier, in particular the main body of the carrier.
  • a lateral direction is understood to mean a direction which runs in particular parallel to the main extension surface of the carrier.
  • the vertical direction and the lateral direction are transverse, approximately orthogonal to one another.
  • the component with a contact layer is attached to the carrier in such a way that a
  • the exposed contact area is about one
  • the contact layer is in particular part of a wiring structure that is used for
  • the contact layer can have a plurality of laterally spaced apart openings or depressions. If the exposed connection surface or the connection pillar or the connection layer protrudes beyond the connection layer, it is possible that the exposed connection area or the connection pillar or the connection layer can be inserted into one or more openings or depressions in places
  • Connection layer spatially spaced from the contact layer, so that an electrical connection between the
  • Connection layer and the contact layer is not yet made.
  • the connecting layer is in particular directly adjacent to the component and directly to the carrier.
  • the exposed contact surface of the contact layer is spaced apart from the exposed connection surface of the connection layer, in particular by a vertical distance. In other words, it borders the exposed
  • connection surface on, but is spatially separated from the connection surface by an interspace, wherein the interspace can be filled with a gaseous medium, for example with air. Protrudes the exposed pad or the
  • Connection layer for example the connection pillar in the lateral
  • connection layer or the connection column can be spatially separated from the contact layer by a lateral interspace, wherein the lateral interspace can be filled with a gaseous medium, for example with air.
  • the reduction in the vertical distance can be achieved by changing the volume, for example
  • the volume of the connecting layer is shrunk in a tempering process, for example in an oven.
  • the connecting layer can be converted, for example, from a viscous, soft or pasty state to a solid state.
  • the proportions of liquid, such as connecting agents can be reduced in the connecting layer, which means that the
  • Link layer can be reduced.
  • the heating can also cause a crosslinking reaction within the
  • Connection layer are introduced, whereby the volume of the connection layer is reduced.
  • the reduction of the vertical distance or the volume of the connecting layer can alternatively or additionally be mechanically supported, for example by the action of external forces.
  • the connecting layer can be subjected to external forces,
  • the vertical distance is determined by the
  • connection area forms, for example, an interface between the respective component and the carrier that is less than 75%, preferably less than 50%, less than 25% or less than 10% of the
  • the interface is in particular free of a material of the connecting layer or free of traces of a material of the connecting layer.
  • the interface can be a pure metal-metal surface, a pure metal TCO surface and / or a pure TCO-TCO surface (TCO: transparent conductive oxide,
  • the component has a semiconductor body with an optically active zone which is used for generation or for detection
  • the component is, for example, a light-emitting diode.
  • Semiconductor body can have a first semiconductor layer of a first charge carrier type and a second semiconductor layer of a second charge carrier type.
  • the semiconductor layer and the second semiconductor layer can be designed to be n-conductive or p-conductive, or vice versa.
  • the active zone is arranged in particular between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer.
  • the active zone is a pn junction zone.
  • the component is a micro-component, such as a pLED.
  • the component has a lateral extent which is, for example, between 1 ⁇ m and 1 mm inclusive, approximately between 10 ⁇ m and 1 mm inclusive, between 50 ⁇ m and 1 mm inclusive or between 1 and inclusive mpi and 30 mpi, between 10 mpi and 100 mpi inclusive or between 30 mpi and 300 mpi inclusive.
  • the carrier can be designed to be n-conductive or p-conductive, or vice versa.
  • the active zone is arranged in particular between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer.
  • the active zone is a pn junction zone.
  • the component is a micro-component, such as a pLED.
  • the component has
  • Connection layer is mechanically fastened on the carrier, a carrier with a connection layer is provided.
  • connection layer is arranged on the carrier and has at least one opening in which a connection surface of the connection layer is exposed.
  • the connecting layer protrudes in the vertical direction over the
  • the component with a contact layer is attached to the carrier in such a way that, in a plan view of the carrier, an exposed contact surface of the contact layer has the opening and the one located therein
  • connection layer is arranged on the carrier and has at least one opening in which a connection surface of the connection layer is exposed.
  • the connecting layer protrudes in the vertical direction over the
  • connection surface or vice versa means in particular that the exposed connection surface of the connection layer or the connection layer or the connection column in the vertical direction over the
  • Connecting layer protrudes, approximately in the vertical direction away from the carrier or from the main body of the carrier.
  • the component with a contact layer is attached to the carrier in such a way that, in a plan view of the carrier, an exposed contact surface of the contact layer is the
  • the exposed contact surface being spaced apart from the exposed connection surface by a vertical distance. Then the vertical distance is through
  • volume change of the connecting layer is reduced, thereby reducing the exposed contact area and the exposed
  • Connection surface are brought together in such a way that they directly adjoin one another and a direct
  • a reliable mechanical connection between the component and the carrier is thus ensured by the electrically insulating connection layer.
  • the electrical connection between the component and the carrier is made by the
  • connection layer By reducing the volume of the connection layer, the contact surface and the connection surface are not only
  • connection layer and the contact layer form a solder system.
  • the mechanical adhesion between the connection layer and the contact layer can, however, be less than that caused directly by the connection layer
  • Adhesion between the component and the carrier Adhesion between the component and the carrier.
  • connection layer also does not contain any electrically conductive fillers, the connecting layer can be made particularly thin. On expensive fillers like gold,
  • connection layer also has at least one opening or a plurality of openings for the electrical connection of the component or components to the carrier, the connection layer does not have to be broken through by random or planned topography steps.
  • the formation of the opening or the openings can namely be carried out in a separate process before the component is attached, so that the dimensions of the openings and the distances between the openings can be designed in a targeted manner depending on the application of the desired components.
  • the connecting layer is directly adjacent to the component and directly to the carrier.
  • the connecting layer has a before the change in volume
  • Layer thickness of the connecting layer or by shrinking the volume of the connecting layer can take place.
  • Connection layer preferably swollen for a short time to increase the adhesiveness.
  • the adhesive layer can be created by storing the carrier with the connecting layer arranged on it in a solvent atmosphere. This increases the tackiness of the connecting layer and thus contributes to increasing the mechanical strength between the carrier and the component. Since the
  • connection layer is briefly swollen, the volume of the connection layer also increases for a short time, whereby the volume of the connection layer is stronger
  • connection layer is before the
  • connection layer has, before the change in volume, in a
  • connection layer Surrounding the contact layer a vertical layer thickness with a constant height. After the change in volume, the connection layer has the same area around the contact layer a reduced vertical layer thickness, in particular with locally different heights.
  • the layer thickness of the connecting layer can be in an overlap area
  • connection layer with the component must be larger than in a region of the connection layer without overlapping with the
  • the layer thickness in an overlap area of the connecting layer with the contact layer can be greater than in an area of the
  • Connection layer without overlapping with the contact layer.
  • connection layer has a surface facing the component, which surface is designed in a step-like manner in particular due to the locally different heights of the connection layer.
  • the connecting layer has a partial surface that directly adjoins the component and a
  • the connecting layer therefore does not protrude beyond the component in the vertical direction away from the carrier.
  • the component for example a main body of the
  • connection layer adjoins both the contact layer and the main body of the component or the contact layer protrudes into the opening of the connection layer, the contact layer can be laterally enclosed by the connection layer at least in some areas. It is possible that the contact layer has one or more contact pillars
  • the connecting layer has a photo-structurable material or is formed from this.
  • connection layer can consist of a
  • the link layer can in this case
  • the opening or the plurality of openings can through
  • Photo structuring of the connecting layer that is, by photolithography, are formed.
  • the exposed connection surface is through an exposed
  • connection column formed.
  • the connection pillar is arranged in particular in the opening in the connecting layer. Before the change in volume of the connecting layer, the connecting column can be laterally spaced apart from the latter and after the volume change in the connecting layer can remain laterally spaced from the latter.
  • the exposed contact area is formed by an exposed surface of a contact pillar.
  • the contact column can be in front of the volume change
  • Connecting layer be laterally spaced from this and remain laterally spaced from this after the change in volume of the connecting layer.
  • connection column and the associated contact column in particular delimit directly to each other.
  • connection column and the contact column form a via that extends along the vertical direction through the
  • Connecting layer extends therethrough. Since the contact column and the connection column have different cross-sections
  • the via may have, a surface of the via at a transition zone between the contact column and the
  • Connection column have the shape of a step.
  • the via can be spaced apart from the connecting layer, for example by an intermediate region.
  • the intermediate area can be filled with a gaseous medium, such as air.
  • the component can have a plurality of such vias, wherein the component or the components is / are electrically conductively connected to the carrier via the vias.
  • a through contact it is possible for such a through contact to be formed exclusively by the connection column or exclusively by the contact column.
  • connection layer or the connection column protrudes into a recess or opening in the contact layer in regions.
  • connection layer for example the connection pillar, can be partially or completely removed from the
  • the contact layer is / are in particular formed by the bottom surface or by the bottom surfaces of the recesses or the openings of the contact layer. This configuration of the connection layer and the contact layer can also be demonstrated on the finished component.
  • each component has a contact layer with at least one contact surface.
  • the connecting layer has several openings, in each of which one
  • connection surface of the connection layer is freely accessible.
  • the components are in a common
  • Connection layer electrically connected to the carrier.
  • this has a carrier, at least one component and a
  • the component is mechanically attached to the carrier by means of the electrically insulating connecting layer.
  • the carrier has a connection layer with a connection surface, the connection layer being arranged on the carrier and
  • connection surface of the connection layer is located.
  • the component has a contact layer with a contact surface, with the contact surface, the opening of the connecting layer and the opening therein, in a plan view of the carrier
  • connection surface of the connection layer covered.
  • the contact area and the connection area directly adjoin one another, as a result of which a direct electrical contact is formed between the contact layer and the connection layer and as a result of which the component is connected in an electrically conductive manner to the carrier.
  • the electrical connection and the mechanical connection between the component and the carrier are in particular spatially separated.
  • the electrically insulating connecting layer By means of the electrically insulating connecting layer, the component is attached to the
  • the connecting layer which is an adhesive layer, for example, can be structured in this way be that no material of the tie layer in the
  • the layer thickness and the composition of the connecting layer can be selected in this case such that after the expulsion of the
  • connection layer is in particular free of electrically conductive fillers, the connecting layer can be made particularly thin. The local separation of the mechanical fixation from the electrical connection also reduces the
  • an interface between the contact layer and the contact layer is provided.
  • Connection layer formed by an overlap area between the contact area and the connection area.
  • the interface is in particular free of a material of the connecting layer or free of traces of a material of the connecting layer.
  • the connecting layer extends exclusively in a vertical area which extends along the vertical
  • the main body of the component can also be free from a lateral enclosure by the connecting layer. In other words, it extends Connection layer in particular not up to the vertical height of the component. It is possible that the
  • Connection layer does not have a single sub-area which protrudes in the direction away from the carrier over the contact layer of the component. Seen globally, the
  • Connection layer thus in particular exclusively at a vertical height between the carrier and the component, for example between the carrier and the main body of the component.
  • side surfaces of the component are not or at most partially covered by the connection layer or laterally enclosed on the side surfaces of the contact layer.
  • the connecting layer has a surface facing away from the carrier in an overlapping region with the component, which surface directly adjoins the component and marks the highest vertical elevation of the connecting layer from the carrier.
  • connection layer has a first partial area and a second partial area directly adjoining the first partial area in a plan view of the carrier.
  • the first sub-area has a first surface facing away from the carrier, which in particular directly adjoins the component and from the
  • the second partial area has a second surface which faces away from the carrier and which, for example, does not adjoin the component.
  • the distance between the first surface and a main body of the carrier is in particular greater than a vertical one
  • the first sub-area has a larger one
  • first partial area has a lower material density than the second partial area.
  • first sub-area and the second sub-area can be formed from the same material.
  • the connecting layer has a layer thickness between
  • the connecting layer is a thin one
  • Adhesion promoter layer Adhesion promoter layer.
  • the component is connected in an electrically conductive manner to the carrier via a through contact.
  • the via has at least a partial area of the contact area and at least a partial area of the connection area, the via extending through the connecting layer along the vertical direction. These subregions are, in particular, inner or outer surfaces of the via.
  • the through contact is spaced apart from the connecting layer in the lateral direction, in particular by an intermediate region.
  • the intermediate area is a cavity filled with a gaseous medium.
  • the contact area of the contact layer only covers the opening and the connection area in plan view
  • the component or components can be arranged offset on the connection layer in such a way that the Component or components each have one of the openings
  • connection column only partially covered / covered. It is thus possible for the connection column to be only partially covered by the associated contact column in plan view, or vice versa. The contact areas of the component or components are thus deliberately shifted laterally.
  • the contact between the contact layer and the connection layer is remelted
  • solder contact connection The connection layer and / or the
  • Contact layer can / can contain a solder material, in particular formed from a solder material or coated with a solder material.
  • Figures 1A, 1B, IC, ID, IE and 1F are schematic representations of some method steps of a method for producing a component
  • Figures 2A, 2B, 2C and 2D schematic representations of some further method steps of a method for producing a component, Figures 3A, 3B, 3C, 3D, 4A, 4B, 4C, 4D, 5A, 5B, 5C, 5D, 6A,
  • 6B, 6C, 6D, 7A, 7B, 7C, 7D, 8A, 8B, 8C, 8D, 9A, 9B, 9C and 9D are schematic representations of various method steps of further exemplary embodiments of a method for
  • Figures 10A, 10B and IOC are schematic representations of some
  • FIGS. 11A, 11B and 11C show schematic representations of further method steps of a further exemplary embodiment of a method for producing a component.
  • a method step for manufacturing a component 10 is shown schematically in FIG. 1A.
  • a carrier 1 is provided, for example, a main body 1H
  • connection layer IS is arranged on the main body 1H.
  • the connection layer IS can be a structured layer with a plurality of connection pillars IC.
  • the connection pillars IC each have a surface 1F facing away from the main body 1H, the surface 1F forming a connection area 1F and being freely accessible as shown in FIG. 1A.
  • the exposed connection surfaces 1F shown in FIG. 1A are in particular
  • connection pads of the carrier 1 Metal surfaces that form so-called connection pads of the carrier 1. Notwithstanding the figure 1A, the carrier 1 can depending on
  • connection layer 3 is applied to the carrier 1.
  • the connection pillars IC with the exposed connection surfaces 1F are covered with a material of the connection layer 3, for example an insulating adhesive, for example by spin-coating or by a so-called spin-on method.
  • the connection layer 3 initially completely covers the connection pillars IC and the connection surfaces 1F.
  • connection layer 3 can initially directly adjoin the connection pillars IC and the connection areas 1F. After applying the
  • the connecting layer 3 on the carrier 1 has a vertical layer thickness 3D.
  • Connection layer 3 for exposing the connection pillars IC or the connection surfaces 1F generated.
  • the connecting pillars IC are exposed in such a way that the connecting pillars IC are each laterally spaced apart from the connecting layer 3 by an intermediate region Z.
  • the connecting layer 3 protrudes in the vertical direction away from the main body 1H over the connection surfaces 1F.
  • the connecting layer 3 preferably contains photoactive, in particular photo-structurable components, so that the connecting layer 3 is used to produce the opening or the Openings 3R can be photo-structured.
  • Connection layer 3 can contain a photoresist
  • Adhesives are mixed in.
  • material of the connecting layer 3 it is possible for material of the connecting layer 3 to be removed mechanically or chemically in order to produce the opening or openings 3R.
  • the connection areas 1F are exposed, the vertical layer thickness 3D of the connection layer 3 remains
  • Baking steps are particularly desirable for partially driving off solvent components. It is also possible that in addition to the openings 3R, areas of the
  • Connection layer 3 which are not provided for later occupation by components, are released.
  • a surrounding frame is formed from the connection layer 3 around the associated connection area 1F.
  • the surrounding frame is preferably made continuous, but can also be made interrupted.
  • the carrier 1 has a main extension surface or a receiver surface which is, for example, planar in particular by a surface facing the connection layer IS
  • the connecting layer 3 can have an exposed adhesive surface, the adhesive surface preferably running plane-parallel to the receiver surface of the carrier 1.
  • the adhesive surface is due to exposed surfaces
  • Connection layer 3 is formed.
  • the adhesive surface can be any material
  • the adhesive surface or the entire adhesive surface is preferably flat.
  • the presented adhesive surface of the connection layer 3 is increased vertically relative to the connection surfaces 1F, in particular increased by a vertical distance D. If a component 1 is arranged on the adhesive surface and the component 1 does not extend into the opening 3R of the connecting layer 3, the component 1 can initially be spatially spaced apart from the connection surface 1F by the vertical distance D (FIG. IE).
  • a component 2 or a component composite 20 composed of several components 2 is placed on the connecting layer 3
  • a component becomes 2 or a
  • a plurality of components 2 are applied to the connecting layer 3 with the aid of an adhering stamp 20H.
  • the stamp 20H can be subsequently removed before or after the component 2 or the plurality of components 2 by means of the
  • Connection layer 3 is permanently fixed on the carrier 1. It is possible for the component assembly 20 to have a plurality of components 2 and a common substrate 20H, the components
  • the substrate 20H can be a growth substrate on which the main bodies 2H of the components 2 are grown epitaxially. After the components 2 have been mechanically fixed on the carrier 1, the substrate 20H can remain on the component 2 or on the components 2 or can be removed from the components 2.
  • each component 2 has a main body 2H, which can be a semiconductor body, and a contact layer 2S, the component 2 in this way on the connecting layer
  • connection layer IS facing the carrier 1.
  • Contact layer 2S of component 2 can be designed in the form of a single contact pillar 2C. It is also possible for the contact layer 2S to have at least two or exactly two Has contact pillars 2C which, for example, are assigned to different electrical polarities of the component 2 and are provided for making electrical contact with the component 2.
  • the main body 2H can completely cover the contact layer 2S.
  • the contact layer 2S or the contact column 2C has in particular an exposed and thus freely accessible contact surface 2F.
  • the contact layer 2S or the contact surface 2F is located on a rear side of the component 2, that is to say on a side of the component 2 facing the carrier 1.
  • the component 2 or a plurality of components 2 is placed on the adhesive surface of the connecting layer 3.
  • the connecting layer 3 is approximately
  • the component 2 has side surfaces 4, which in particular consist of side surfaces 4H of the main body 2H and 2H
  • Connection layer 3 are free from a covering or free from a lateral enclosure by the connection layer 3.
  • the connecting layer 3 does not have a single partial area which extends along the vertical direction from the carrier 1 via the contact layer 2 to the side surfaces 4H of the main body 2H or beyond. Which extends along the vertical direction
  • Extending side surfaces 4, 4S and 4H can thus be free from being covered by the material of the connecting layer 3.
  • the component 2 covers in plan view of the
  • the components 2 are aligned on the connecting layer 3 in such a way that the contact surface 2F of the respective component 2 overlaps with a connection surface 1F of the carrier 1 in a plan view of the carrier 1.
  • the contact area 2F is spatially separated from the connection area 1F by a vertical distance D along the vertical direction. In other words, there is a gap between the conductive structures on the underside of the components 2 and the conductive structures on the top of the carrier 1.
  • Connection layer 3 are the components 2 on the
  • Connecting layer 3 is temporarily mechanically connected to the carrier 1. However, the components 2 are not yet electrically conductively connected to the carrier 1.
  • a through-contact 12 is thereby formed, which extends through the connecting layer 3 and electrically connects the component 2 to the carrier 1.
  • the via 12 is formed exclusively by the connection column IC.
  • the volume or the layer thickness 3D of the connecting layer 3 is shrunk.
  • the shrinkage of the connecting layer 3 is shrunk.
  • Link layer 3 is for example by a
  • the layer thickness 3D is expediently at least by vertical distance D between the contact surface 2F and the connection surface 1F reduced or shrunk.
  • the connecting layer 3 After the change in volume of the connecting layer 3, it has at least a first partial area 31 which, in a plan view of the carrier 1, is completely covered by the associated component 2, in particular by the main body 2H and / or by the contact layer 2S of the associated component 2.
  • the first sub-area 31 is in particular that area of
  • Connection layer 3 which, seen in plan view, is directly attached to the carrier 1 as well as directly to the
  • the first sub-area 31 has a
  • the opening 3R is enclosed in the lateral directions by such a partial area 31, in particular completely enclosed.
  • the connecting layer 3 After the change in volume of the connecting layer 3, it has at least one second sub-area 32 which, in a plan view of the carrier 1, is at least partially or completely free from being covered by the component 2 or by all components 2 or at least free from being covered by the
  • Contact layer (s) is 2S.
  • the second sub-area 32 in particular directly adjoins the first sub-area 31.
  • the second sub-area 32 is approximately
  • the second is located in a plan view of the carrier 1
  • Partial area 32 at least in some areas, to the side of component 2 or components 2. However, it is possible that second partial area 32 is partially or completely covered by component 2 (FIG. 2A). However, the second partial area 32 does not directly adjoin the component 2 and can be spaced apart from the component 2, in particular from the main body 2H of the component 2, by a vertical distance.
  • the first partial area 31 is partially or completely enclosed in the lateral directions by the second partial area 32.
  • the second sub-area 32 has a surface 32F which faces away from the carrier 1 and which, compared with the surface 31F of the first sub-area 31, is somewhat retracted in the direction of the carrier 1.
  • the surface 31F of the first sub-area 31 projects along the vertical direction beyond the surface 32F of the second sub-area 32.
  • the surfaces 31F and 32F thus form two vertically offset terraces of a step on the total surface of the connecting layer 3, the higher terrace directly adjoining the component 2 and the lower terrace being vertically spaced from the component 2 or at least from the main body 2H of the component 2 .
  • the first partial area 31 has a first layer thickness 31D and the second partial area 32 has a second layer thickness 32D.
  • the second layer thickness 32D is smaller than the first layer thickness 31D.
  • Both the first layer thickness 31D and the second layer thickness 32D are smaller than the original layer thickness 3D of the connecting layer 3.
  • the difference between the original layer thickness 3D and the first layer thickness 31D or the second layer thickness 32D is approximately at least as large or greater than the original vertical distance D between the connection surface 1F and the contact surface 2F.
  • the original vertical distance D is shown schematically in FIG. IE, for example.
  • Connection surface 1F is no longer shrunk as much as the second sub-area 32, which is not directly attached to the
  • Component 2 is adjacent and is therefore not directly wetted with component 2. It is therefore possible that the first sub-area
  • connection between two metal surfaces namely between the contact surface 2F and the connection surface 1F, is formed by the change in volume of an in particular electrically non-conductive connection layer 3.
  • Figures IE and 1F Further characteristic features of such a method can be seen in Figures IE and 1F, in which it is shown schematically that the via 12 or the connection column IC already before and in particular also after the change in volume of the connecting layer 3 by a
  • Intermediate region Z is laterally spaced from the connecting layer 3.
  • the intermediate region Z is in particular one filled with a gaseous medium, for example with air
  • the through-contact 12 can be completely surrounded by the intermediate region Z in the lateral directions.
  • Connecting layer 3 have a plurality of openings 3R, the components 2 each being arranged on one of the openings 3R and being electrically connected to the carrier 1 by means of at least one through contact 12 arranged in the associated opening 3R.
  • the connecting layer 3 can optionally be in the second partial areas 32 to the side of the components 2
  • the connecting layer 3 is in a plurality of
  • each of the Partial layers can be assigned one-to-one to one of the components 2.
  • the component 2 can partially or completely cover the partial layer of the connecting layer 3 assigned to it.
  • Each of the partial layers of the connecting layer 3 can have a first partial area 31 with the layer thickness 31D and the surface 31F and a second partial area 32 with the layer thickness 32D and the surface 32F.
  • encapsulation, passivation and / or further contact layers can be produced. Is the
  • the encapsulation or passivation of the individual components 2 can be simplified and
  • Decoupling structures or further optical components for beam shaping can also be produced or placed on the main bodies 2H, for example.
  • the contact layer 2S on the rear side of the component 2 forms a first electrical contact point 61, for example.
  • the front of the component 2 forms in particular a second electrical contact point 62 of the component 2. Via the first electrical contact point 61 and the second electrical contact point Contact point 62, the component 2 can be electrically external
  • the main body 1H of the carrier 1 can have vias which extend through the main body 1H, so that the vias 12 can be electrically contacted via these vias on a rear side of the carrier 1.
  • the exemplary embodiment of a method step shown in FIG. 2C essentially corresponds to the exemplary embodiment shown in FIG. IC.
  • areas of the connecting layer 3 that are not provided for later occupation by components 2 are exposed.
  • the connecting layer 3 can thus already be divided into a plurality of separate partial layers before the components 2 are arranged.
  • Each of the partial layers can have an opening 3R and is provided for receiving one of the components 2, for example.
  • the components 2 are arranged on the openings 3R of the connecting layer 3.
  • a component 10 can be produced, which is shown, for example, in FIG. 2A or 2B.
  • Embodiments essentially correspond to those shown in Figures ID, IE, 1F and 2A
  • the contact layer 2S of the respective component 2 is designed in the form of a contact pillar 2C, the dimension of
  • Contact column 2C is chosen such that it protrudes into opening 3R when component 2 is placed on connecting layer 3.
  • the contact layer 2S therefore does not border directly to the connecting layer 3 but is laterally spaced from it.
  • the main body 2H of the component 2 directly adjoins the connecting layer 3.
  • the contact layer 2S in particular the contact pillar 2C, is enclosed by the connecting layer 3 in lateral directions. It is possible for the contact layer 2S to be completely within the opening 3R.
  • FIG. 3B shows that the contact area 2F is smaller than the connection area 1F.
  • a through contact 12 is made from the contact pillar 2C and from the
  • the through-contact 12 can be formed in the form of a column with abruptly changing cross-sections.
  • the through contact 12 has side faces which have the shape of a step in some areas, a step transition being located at a boundary area between the contact column 2C and the connection column IC.
  • the via 12 consistently made of the same material or in different partial areas made of different materials.
  • the component 2 can be a partial layer of the
  • Cover connection layer 3 partially or completely. If the component 2 completely covers the partial layer, the partial layer is in particular formed exclusively by the first partial area 31 of the connecting layer 3. If the component 2 partially covers the sub-layer, the sub-layer can have a first sub-area 31 and a second
  • Partial region 32 of the connecting layer 3 can be formed, the first partial layer 31 being completely covered in plan view by the main body 2H of the component 2 and directly adjoining it.
  • the second is in plan view
  • Sub-area 32 exclusively to the side of the main body 2H, the second sub-area 32 directly adjoining the first sub-area 31 and having a reduced layer thickness 32D in comparison with the sub-area 31.
  • Embodiments essentially correspond to those shown in Figures ID, IE, 1F and 2A
  • the contact surface 2F has additional topography steps, the topography steps being able to be formed by structuring the contact surface 2F or by forming a tip (English: spike) or several tips on the contact surface 2F.
  • the topography step or steps extends into the opening 3R.
  • a small step or peak is advantageous, but it could be that the additional topography steps are formed by several punctiform or linear structures on the contact surface 2F.
  • Embodiments essentially correspond to those shown in Figures ID, IE, 1F and 2A
  • connection column IC in plan view of the associated
  • Embodiments essentially correspond to those shown in Figures ID, IE, 1F and 2A
  • the carrier 1 has an insulation layer 15 which is arranged in the vertical direction between the main body 1H of the carrier 1 and the connecting layer 3.
  • the connecting layer 3 directly adjoins the
  • connection layer 3 and the insulation layer 15 have a plurality of common Openings 3R, in each of which a connection surface 1F is accessible or a connection column IC of the
  • Connection layer IS is arranged.
  • the insulation layer 15 can remain in the component 10.
  • the insulation layer 15 can be a passivation or encapsulation of the components 2 or the
  • Component 10 facilitate, especially if the
  • Embodiments essentially correspond to those shown in FIGS. 6A, 6B, 6C and 6D, respectively
  • the contact points 61 and 62 can be set up for electrical contacting of the component 2 and can be assigned to different electrical polarities of the component 2. It is also possible for the contact points 61 and / or 62 to be provided to form a signal path or several signal paths for integrated circuits.
  • the component 2 covers two openings 3R, a connection surface 1F being exposed in each opening 3R.
  • the insulating layer 15 is between the main body 1H of the carrier
  • connection surface 1F or the connection layer IS can have partial areas which, in a plan view of the carrier 1, are covered by the connection layer 3 or are embedded in this in areas.
  • the connecting layer 3 can have a second partial region 32 with the layer thickness 32D
  • the main body 2H of the component 2 does not have a single point that directly adjoins the connecting layer 3.
  • connection layer 3 can be removed to partially uncover the connection layer IS.
  • the associated component 2 can be electrically contacted externally via the exposed regions of the connection layer IS.
  • Embodiments essentially correspond to those shown in FIGS. 7A, 7B, 7C and 7D, respectively
  • the component 2 in the Volume reduction of the connecting layer 3 is pressed into the connecting layer 3 in such a way that the
  • Connection layer 3 is spatially spaced, now comes into contact with the connection layer 3 according to FIG. 8C and thus directly adjoins it.
  • Exemplary embodiments essentially correspond to those shown in FIGS. 3A, 3B, 3C and 3D, respectively
  • connection layer IS is unstructured and coherent.
  • the connection layer IS can be partially embedded in the main body 1H of the carrier 1. Along the vertical direction, a front surface of the connection layer IS
  • Connection layer IS with a front surface of the
  • FIG. 10A The exemplary embodiment of a component 10 shown in FIG. 10A essentially corresponds to the component 10 shown in FIG. 1F.
  • FIG. 10A shows that the main body 2H of the component 2 has a first semiconductor layer 21, a second
  • the main body 2H of the component 2 can be a
  • the component 2 is a light-emitting diode.
  • Connection layer IS has a plurality of separate sub-layers which are partially in the main body 1H of the carrier 1 are embedded, in each of the openings 3R a
  • Connection column IC protrudes beyond the associated sub-layer.
  • the exemplary embodiment of a component 10 shown in FIG. 10B corresponds to the component 10 shown in FIG. 3C, which contains a plurality of components 2, each of which has a main body 2H with the active zone 23 and the semiconductor layers 21 and 22.
  • the exemplary embodiment of a component 10 shown in FIG. 10C corresponds to the component 10 shown in FIG. 9C, which contains a plurality of components 2, each of which has a main body 2H with the active zone 23 and the semiconductor layers 21 and 22.
  • Embodiments essentially correspond to those shown in Figures ID, IE and 1F
  • Embodiments of various method steps for producing a component 10 In contrast to this, the exposed connection surface 1F or the connection column IC or the connection layer IS protrudes beyond the connection layer 3, namely in the direction away from the main body 1H of the carrier 1.
  • the contact layer 2S can be made flat.
  • the contact layer 2S can be made flat.
  • Contact layer 2S according to FIGS. 11A, 11B and 11C has a plurality of openings or depressions.
  • the contact layer 2S is formed locally in a step-like manner.
  • the bottom surfaces of the openings or the depressions form exposed ones
  • the exposed connection surface 1F is located within the associated opening or Depression of the contact layer 2S.
  • the connection column IC or the exposed connection area 1F protrudes in particular into the associated opening of the contact layer 2S.
  • the exposed connection surface 1F or the connection column IC is along the vertical direction by the distance D from the
  • connection layer is IS or the
  • Connection column IC in lateral directions partially or completely from the contact layer 2 and / or
  • connection layer 3 enclosed. If, in particular, the layer thickness 3D of the connecting layer 3 is reduced, for example through shrinkage, the distance D can be reduced to zero, whereby the connection surface 1F is directly connected to the
  • Contact area 2F is adjacent.
  • Such a component 10 is shown schematically, for example, in FIG. 11C.
  • connection column IC is not available.
  • the connection layer IS can directly adjoin the contact pillar 2C and / or directly adjoin the connection pillar IC, either before or after the reduction in the layer thickness 3D of the connection layer 3, or both before and after the reduction in the layer thickness 3D of the connection layer 3.
  • Connection layer IS and / or the contact layer 2S from one Formed solder material or coated with a solder material. In this case, it can be a remelted solder contact between the connection layer IS and the
  • connection layer 3D vertical layer thickness of the connection layer
  • connection layer and the contact pillar or the connection pillar

Landscapes

  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Structures For Mounting Electric Components On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Bauelements (10) mit einem Träger (1) und zumindest einem Bauteil (2) angegeben, wobei das Bauteil mit dem Träger elektrisch leitend verbunden ist und mittels einer elektrisch isolierenden Verbindungsschicht (3) auf dem Träger mechanisch befestigt ist. Hierzu wird der Träger mit einer Anschlussschicht (1S) bereitgestellt, wobei die Verbindungsschicht auf dem Träger angeordnet ist. Die Verbindungsschicht weist zumindest eine Öffnung (3R) auf, in der eine Anschlussfläche (1F) der Anschlussschicht freiliegend ist, wobei die Verbindungsschicht in vertikaler Richtung über die freiliegende Anschlussfläche hinausragt oder umgekehrt. Das Bauteil mit einer Kontaktschicht (2S) wird auf dem Träger derart angebracht, dass in Draufsicht auf den Träger eine freiliegende Kontaktfläche (2F) der Kontaktschicht die Öffnung und die darin befindliche Anschlussfläche überdeckt, wobei die freiliegende Kontaktfläche durch einen vertikalen Abstand (D) von der freiliegenden Anschlussfläche beabstandet ist. Der vertikale Abstand wird durch Volumenänderung der Verbindungsschicht reduziert, wodurch die freiliegende Kontaktfläche und die freiliegende Anschlussfläche derart zusammengeführt werden, dass sie unmittelbar aneinander angrenzen und ein direkter elektrischer Kontakt zwischen der Kontaktschicht und der Anschlussschicht gebildet wird. Des Weiteren wird ein solches Bauelement angegeben.

Description

Beschreibung
VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES BAUELEMENTS UND BAUELEMENT
Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Bauelements angegeben. Des Weiteren wird ein Bauelement angegeben.
Die Ausbildung einer zuverlässigen elektrischen Verbindung neben einer stabilen mechanischen Verbindung in einer
Fügeebene ist recht anspruchsvoll, wenn zum Beispiel eine Klebeschicht mit einer Schichtdicke kleiner als 5 gm, kleiner als 3 gm, kleiner als 1 gm oder kleiner als 0,2 gm verwendet werden soll, da der Klebeschicht einer so geringen
Schichtdicke meist elektrisch leitende Füllstoffe fehlen. Sollte die Klebeschicht jedoch elektrisch leitende Füllstoffe aufweisen, weist die Klebeschicht oft viel größere
Schichtdicken auf. Insbesondere bei Bauteilen mit einer lateralen Dimension von wenigen Mikrometern ist die
Verwendung von dickeren Klebeschichten nicht besonders geeignet, da die Verwendung solcher Klebeschichten die Gefahr bezüglich der Verkippung der Bauteile in der Klebeschicht nicht ausschließt. Außerdem erhöht sich die Kurzschlussgefahr bei der Verwendung von elektrisch leitfähigen Klebeschichten.
Eine Aufgabe ist es, ein zuverlässiges und kosteneffizientes Verfahren zur Herstellung eines Bauelements anzugeben. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Bauelement mit einer zuverlässigen elektrischen Verbindung und einer stabilen mechanischen Verbindung zwischen einem Träger und einem
Bauteil des Bauelements anzugeben.
Diese Aufgaben werden durch das Verfahren zur Herstellung des Bauelements sowie durch das Bauelement gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Weitere Ausgestaltungen und
Weiterbildungen des Verfahrens oder des Bauelements sind Gegenstand der weiteren Ansprüche.
Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Bauelements mit einem Träger und zumindest einem Bauteil angegeben, wobei das Bauteil mit dem Träger elektrisch leitend verbunden ist und insbesondere mittels einer elektrisch isolierenden
Verbindungsschicht auf dem Träger mechanisch befestigt ist. Insbesondere ist die Klebeschicht frei von einem elektrisch leitfähigen Material, etwa frei von elektrisch leitfähigen Füllstoffen. Die Klebeschicht ist zum Beispiel nicht zur Herstellung einer elektrischen Verbindung eingerichtet.
Bevorzugt erfolgt die mechanische Verbindung räumlich
getrennt von der elektrischen Verbindung. Es ist möglich, dass das Bauelement mehrere Bauteile aufweist, die auf dem gemeinsamen Träger mechanisch fixiert und mit diesem
elektrisch angeschlossen sind.
Unter einem Träger ist allgemein eine Empfängerstruktur zu verstehen, die das Bauteil oder eine Mehrzahl von Bauteilen mechanisch trägt. Die Empfängerstruktur kann elektrische Schaltungen, Transistoren, elektrische Leiterbahnen oder andere elektrische Komponente aufweisen, die insbesondere zur elektrischen Kontaktierung und zur Steuerung des Bauteils oder der Bauteile eingerichtet sind. Der Träger ist zum
Beispiel ein Empfängerträger, etwa ein Halbleitersubstrat, ein Si-Wafer gegebenenfalls mit Durchkontaktierungen, eine Leiterplatte mit elektrischen Leiterbahnen oder ein Receiver mit integrierten Schaltungen, Transistoren und/oder anderen Schaltelementen . Zum Beispiel ist die Empfängerstruktur Teil eines elektronischen Geräts oder einer Lichtquelle. Die Bauteile können als Detektoren oder Lichtquellen in der
Allgemeinbeleuchtung, Ambientbeleuchtung, Innen- oder
Außenbeleuchtung von Fahrzeugen, oder in einem Scheinwerfer eines Kraftfahrzeugs Anwendung finden. Auch ist es denkbar, das Bauelement aus dem Träger und den Bauteilen in
elektronischen Geräten, Handys, Touchpads, Laserdrucker, Kameras, Erkennungskameras, Gesichtserkennungskameras,
Displays oder in anderen Systemen aus LEDs, Sensoren,
Laserdioden und/oder Detektoren Anwendung finden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Träger mit einer Anschlussschicht bereitgestellt. Die
Verbindungsschicht kann auf dem Träger, insbesondere auf einem Hauptkörper des Trägers, angeordnet sein. Die
Verbindungsschicht kann eine Klebeschicht sein. Insbesondere weist die Verbindungsschicht zumindest eine Öffnung auf, in der eine Anschlussfläche der Anschlussschicht freiliegend ist. Die Öffnung kann eine beliebige Form aufweisen, zum Beispiel die Form eines Kreises, eines Vierecks oder die Form einer Ellipse. Zum Beispiel weist die Verbindungsschicht in der Umgebung der Öffnung die Form eines geschlossenen oder offenen Rahmens auf. Es ist möglich, dass die
Verbindungsschicht mehrere Öffnungen aufweist, in denen jeweils eine Anschlussfläche der Anschlussschicht freiliegend ist. In vertikaler Richtung kann die Verbindungsschicht über die freiliegende Anschlussfläche oder über die
Anschlussschicht hinausragen, etwa in Richtung weg von dem Hauptkörper des Trägers. Es ist umgekehrt jedoch auch
möglich, dass die freiliegende Anschlussfläche oder die
Anschlusssäule oder die Anschlussschicht über die
Verbindungsschicht hinausragt, etwa in Richtung weg von dem Hauptkörper des Trägers. Die Verbindungsschicht kann
strukturiert ausgeführt sein. Zum Beispiel kann die
Verbindungsschicht Teilbereiche aufweisen, die voneinander lateral beabstandet sind.
Die Anschlussschicht ist insbesondere Teil einer
Verdrahtungsstruktur des Trägers. Die Anschlussschicht kann zusammenhängend ausgeführt sein oder eine Mehrzahl von räumlich separaten Teilschichten aufweisen. Die
Anschlussschicht kann eine Anschlusssäule oder mehrere
Anschlusssäulen aufweisen, wobei die freiliegende
Anschlussfläche etwa durch eine freiliegende Oberfläche der zugehörigen Anschlusssäule gebildet ist. Die Anschlussfläche ist insbesondere eine Metalloberfläche.
Unter einer vertikalen Richtung wird allgemein eine Richtung verstanden, die senkrecht zu einer Haupterstreckungsfläche des Trägers, insbesondere des Hauptkörpers des Trägers, gerichtet ist. Unter einer lateralen Richtung wird dagegen eine Richtung verstanden, die insbesondere parallel zu der Haupterstreckungsfläche des Trägers verläuft. Die vertikale Richtung und die laterale Richtung sind quer, etwa orthogonal zueinander .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Bauteil mit einer Kontaktschicht derart auf dem Träger angebracht, dass in Draufsicht auf den Träger eine
freiliegende Kontaktfläche der Kontaktschicht die Öffnung und die darin befindliche Anschlussfläche überdeckt. Die
freiliegende Kontaktfläche der Kontaktschicht kann die
Öffnung und die Anschlussfläche teilweise oder vollständig bedecken. Die freiliegende Kontaktfläche ist etwa eine
Metalloberfläche und kann eine freiliegende Oberfläche einer Kontaktsäule der Kontaktschicht sein. Die Kontaktschicht ist insbesondere Teil einer Verdrahtungsstruktur, die zur
elektrischen Kontaktierung des Bauteils oder des Bauelements eingerichtet ist. Die Kontaktschicht kann eine Mehrzahl von lateral beabstandeten Öffnungen oder Vertiefungen aufweisen. Ragt die freiliegende Anschlussfläche oder die Anschlusssäule oder die Anschlussschicht über die Verbindungsschicht hinaus, ist es möglich, dass die freiliegende Anschlussfläche oder die Anschlusssäule oder die Anschlussschicht stellenweise in eine oder in mehrere Öffnungen oder Vertiefungen der
Kontaktschicht hineinragt. Bevorzug bleibt die
Anschlussschicht von der Kontaktschicht räumlich beabstandet, sodass eine elektrische Verbindung zwischen der
Anschlussschicht und der Kontaktschicht vorerst noch nicht hergestellt ist.
Nach dem Anbringen des Bauteils auf dem Träger grenzt die Verbindungsschicht insbesondere unmittelbar an das Bauteil und unmittelbar an den Träger an. Im Bereich der Öffnung der Verbindungsschicht ist die freiliegende Kontaktfläche der Kontaktschicht insbesondere durch einen vertikalen Abstand von der freiliegenden Anschlussfläche der Anschlussschicht beabstandet. Mit anderen Worten grenzt die freiliegende
Kontaktfläche nicht direkt an die freiliegende
Anschlussfläche an, sondern ist durch einen Zwischenraum von der Anschlussfläche räumlich getrennt, wobei der Zwischenraum mit einem gasförmigen Medium, etwa mit Luft, gefüllt sein kann. Ragt die freiliegende Anschlussfläche oder die
Anschlusssäule oder die Anschlussschicht über die
Verbindungsschicht hinaus, ist es möglich, dass die
Anschlussschicht, etwa die Anschlusssäule in lateralen
Richtungen bereichsweise von der Kontaktschicht umgeben ist, insbesondere vollständig umgeben ist. Die Anschlussschicht oder die Anschlusssäule kann durch einen lateralen Zwischenraum von der Kontaktschicht räumlich getrennt sein, wobei der laterale Zwischenraum mit einem gasförmigen Medium, etwa mit Luft, gefüllt sein kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der vertikale Abstand zwischen der Kontaktfläche und der
Anschlussfläche reduziert. Die Reduzierung des vertikalen Abstandes kann durch Volumenänderung, etwa durch
Volumenreduzierung der Verbindungsschicht erfolgen. Zum
Beispiel wird das Volumen der Verbindungsschicht in einem Temperprozess, etwa in einem Ofen, geschrumpft. Durch die Temperaturerhöhung kann die Verbindungsschicht zum Beispiel von einem zähflüssigen, weichen oder pastösen Zustand in einen festen Zustand überführt werden. Durch diesen Prozess können die Anteile an Flüssigkeit, etwa an Verbindungsmitteln in der Verbindungsschicht reduziert werden, wodurch das
Volumen und somit auch die vertikale Schichtdicke der
Verbindungsschicht reduziert werden. Durch die Erhitzung kann außerdem eine Vernetzungsreaktion innerhalb der
Verbindungsschicht eingeleitet werden, wodurch das Volumen der Verbindungsschicht reduziert wird. Die Reduzierung des vertikalen Abstands oder des Volumens der Verbindungsschicht kann alternativ oder ergänzend mechanisch unterstützt sein, etwa durch äußere Krafteinwirkung. Zum Beispiel kann die Verbindungsschicht durch äußere Krafteinwirkung,
zusammengedrückt und so komprimiert werden.
Insbesondere wird der vertikale Abstand durch die
Volumenänderung der Verbindungsschicht derart reduziert, dass die freiliegende Kontaktfläche und die freiliegende
Anschlussfläche zusammengeführt werden, wodurch sie
unmittelbar aneinander angrenzen und wodurch ein direkter elektrischer Kontakt zwischen der Kontaktschicht und der Anschlussschicht gebildet wird. Eine Überlappungsfläche zwischen der Anschlussfläche und der Kontaktfläche bildet zum Beispiel eine Grenzfläche zwischen dem jeweiligen Bauteil und dem Träger, die kleiner als 75 %, bevorzugt kleiner als 50 %, kleiner als 25 % oder kleiner als 10 % der
Gesamtberührungsfläche zwischen dem Träger und dem jeweiligen Bauteil sein kann. Die Grenzfläche ist insbesondere frei von einem Material der Verbindungsschicht oder frei von Spuren eines Materials der Verbindungsschicht. Zum Beispiel kann die Grenzfläche eine reine Metall-Metall-Oberfläche, eine reine Metall-TCO-Oberfläche und/oder eine reine TCO-TCO-Oberfläche sein (TCO: transparent conductive oxid,
strahlungsdurchlässiges elektrisch leitfähiges Oxid) .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist das Bauteil einen Halbleiterkörper mit einer optisch aktiven Zone auf, die zur Erzeugung oder zur Detektion
elektromagnetischer Strahlung eingerichtet ist. Das Bauteil ist zum Beispiel eine Licht emittierende Diode. Der
Halbleiterkörper kann eine erste Halbleiterschicht eines ersten Ladungsträgertyps und eine zweite Halbleiterschicht eines zweiten Ladungsträgertyps aufweisen. Die erste
Halbleiterschicht und die zweite Halbleiterschicht können n- leitend beziehungsweise p-leitend ausgebildet sein, oder umgekehrt. Die aktive Zone ist insbesondere zwischen der ersten Halbleiterschicht und der zweiten Halbleiterschicht angeordnet. Zum Beispiel ist die aktive Zone eine pn- Übergangszone . Zum Beispiel ist das Bauteil ein Mikrobauteil, etwa eine pLED. Das Bauteil weist eine laterale Ausdehnung auf, die zum Beispiel zwischen einschließlich 1 pm und 1 mm ist, etwa zwischen einschließlich 10 pm und 1 mm, zwischen einschließlich 50 pm und 1 mm oder zwischen einschließlich 1 mpi und 30 mpi, zwischen einschließlich 10 mpi und 100 mpi oder zwischen einschließlich 30 mpi 300 mpi. Der Träger kann
elektrische Schaltungen aufweisen, die zur elektrischen
Kontaktierung oder zur Ansteuerung des Bauteils oder der Bauteile eingerichtet sind.
In mindestens einer Aus führungs form des Verfahrens zur
Herstellung eines Bauelements mit einem Träger und zumindest einem Bauteil, das mit dem Träger elektrisch leitend
verbunden und mittels einer elektrisch isolierenden
Verbindungsschicht auf dem Träger mechanisch befestigt ist, wird ein Träger mit einer Anschlussschicht bereitgestellt.
Die Verbindungsschicht ist auf dem Träger angeordnet und weist zumindest eine Öffnung auf, in der eine Anschlussfläche der Anschlussschicht freiliegend ist. Insbesondere ragt die Verbindungsschicht in vertikaler Richtung über die
freiliegende Anschlussfläche hinaus. Das Bauteil mit einer Kontaktschicht wird auf dem Träger derart angebracht, dass in Draufsicht auf den Träger eine freiliegende Kontaktfläche der Kontaktschicht die Öffnung und die darin befindliche
Anschlussfläche überdeckt, wobei die freiliegende
Kontaktfläche durch einen vertikalen Abstand von der
freiliegenden Anschlussfläche beabstandet ist. Anschließend wird der vertikale Abstand durch Volumenänderung der
Verbindungsschicht reduziert, wodurch die freiliegende
Kontaktfläche und die freiliegende Anschlussfläche derart zusammengeführt werden, dass sie unmittelbar aneinander angrenzen und ein direkter elektrischer Kontakt zwischen der Kontaktschicht und der Anschlussschicht gebildet wird.
In mindestens einer Aus führungs form des Verfahrens zur
Herstellung eines Bauelements mit einem Träger und zumindest einem Bauteil, das mit dem Träger elektrisch leitend verbunden und mittels einer elektrisch isolierenden Verbindungsschicht auf dem Träger mechanisch befestigt ist, wird ein Träger mit einer Anschlussschicht bereitgestellt.
Die Verbindungsschicht ist auf dem Träger angeordnet und weist zumindest eine Öffnung auf, in der eine Anschlussfläche der Anschlussschicht freiliegend ist. Insbesondere ragt die Verbindungsschicht in vertikaler Richtung über die
freiliegende Anschlussfläche hinaus oder umgekehrt. Letzteres bedeutet insbesondere, dass die freiliegende Anschlussfläche der Anschlussschicht beziehungsweise die Anschlussschicht oder die Anschlusssäule in vertikaler Richtung über die
Verbindungsschicht hinausragt, etwa in vertikaler Richtung weg von dem Träger beziehungsweise von dem Hauptkörper des Trägers. Das Bauteil mit einer Kontaktschicht wird auf dem Träger derart angebracht, dass in Draufsicht auf den Träger eine freiliegende Kontaktfläche der Kontaktschicht die
Öffnung und die darin befindliche Anschlussfläche überdeckt, wobei die freiliegende Kontaktfläche durch einen vertikalen Abstand von der freiliegenden Anschlussfläche beabstandet ist. Anschließend wird der vertikale Abstand durch
Volumenänderung der Verbindungsschicht reduziert, wodurch die freiliegende Kontaktfläche und die freiliegende
Anschlussfläche derart zusammengeführt werden, dass sie unmittelbar aneinander angrenzen und ein direkter
elektrischer Kontakt zwischen der Kontaktschicht und der Anschlussschicht gebildet wird.
Eine zuverlässige mechanische Verbindung zwischen dem Bauteil und dem Träger wird somit durch die elektrisch isolierende Verbindungsschicht gewährleistet. Die elektrische Verbindung zwischen dem Bauteil und dem Träger erfolgt durch das
Aneinanderreihen der Kontaktfläche und der Anschlussfläche, also durch das Aneinanderreihen der elektrischen Kontaktstellen des Bauteils und des Trägers. Die elektrische Verbindung und die mechanische Verbindung zwischen dem
Bauteil und dem Träger werden somit örtlich separiert. Durch die Volumenreduzierung der Verbindungsschicht werden die Kontaktfläche und die Anschlussfläche nicht nur
zusammengeführt sondern auch gegeneinander gepresst, wodurch eine sichere elektrische Verbindung zwischen dem Träger und dem Bauteil gebildet ist. Es ist möglich, dass die
Anschlussschicht und die Kontaktschicht ein Lot-System bilden. Die mechanische Haftung zwischen der Anschlussschicht und der Kontaktschicht kann jedoch geringer sein als die unmittelbar durch die Verbindungsschicht hervorgerufene
Haftung zwischen dem Bauteil und dem Träger.
Durch die örtliche Separation der mechanischen Verbindung von der elektrischen Verbindung wird die Kurzschlussgefahr minimiert, insbesondere im Vergleich zu den Fällen, in denen leitfähige Materialien wie Lotpaste oder Verbindungsschicht mit elektrisch leitfähigen Füllstoffen verwendet werden. Da die Verbindungsschicht außerdem keine elektrisch leitfähigen Füllstoffe enthält, kann die Verbindungsschicht besonders dünn ausgestaltet sein. Auf teure Füllstoffe wie Gold,
Silber, Aluminium oder andere Metalle kann verzichtet werden. Da die Verbindungsschicht außerdem zumindest eine Öffnung oder mehrere Öffnungen für den elektrischen Anschluss des Bauteils oder der Bauteile an den Träger aufweist, muss die Verbindungsschicht nicht etwa durch zufällige oder geplante Topographiestufen durchbrochen werden. Das Ausbilden der Öffnung oder der Öffnungen kann nämlich in einem getrennten Prozess vor dem Anbringen des Bauteils durchgeführt werden, sodass die Dimensionen der Öffnungen sowie die Abstände zwischen den Öffnungen je nach Anwendung von gewünschten Bauteilen zielgerichtet gestaltet werden können. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens grenzt die Verbindungsschicht nach dem Anbringen des Bauteils und vor dem Reduzieren des vertikalen Abstands unmittelbar an das Bauteil und unmittelbar an den Träger an. Insbesondere weist die Verbindungsschicht vor der Volumenänderung eine
ursprüngliche vertikale Schichtdicke auf, die im Laufe des Verfahrens reduziert wird, wobei die Reduzierung des
vertikalen Abstands durch Schrumpfung der vertikalen
Schichtdicke der Verbindungsschicht oder durch Schrumpfung des Volumens der Verbindungsschicht erfolgen kann.
Vor der Reduzierung des Volumens der Verbindungsschicht, insbesondere vor dem Schrumpfprozess, wird die
Verbindungsschicht zur Erhöhung der Klebfähigkeit bevorzugt kurzzeitig aufgequollen . Das zusätzliche Aufquellen der
Klebeschicht kann durch Lagerung des Trägers mit der darauf angeordneten Verbindungsschicht unter Lösemittelatmosphäre erfolgen. Dies erhöht die Klebrigkeit der Verbindungsschicht und trägt somit zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit zwischen dem Träger und dem Bauteil bei. Da die
Verbindungsschicht kurzzeitig aufgequollen wird, nimmt das Volumen der Verbindungsschicht ebenfalls kurzzeitig zu, wodurch das Volumen der Verbindungsschicht stärker
geschrumpft wird und ein größerer vertikaler Abstand zwischen der Anschlussfläche und der Kontaktfläche überwunden werden kann. Insbesondere wird die Verbindungsschicht vor dem
Aufsetzen des Bauteils auf dem Träger aufgequollen .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist die Verbindungsschicht vor der Volumenänderung in einer
Umgebung der Kontaktschicht eine vertikale Schichtdicke mit einer konstanten Höhe auf. Nach der Volumenänderung weist die Verbindungsschicht in derselben Umgebung der Kontaktschicht eine reduzierte vertikale Schichtdicke insbesondere mit lokal unterschiedlichen Höhen auf. Dabei kann die Schichtdicke der Verbindungsschicht in einem Überlappungsbereich der
Verbindungsschicht mit dem Bauteil größer sein als in einem Bereich der Verbindungsschicht ohne Überlappung mit dem
Bauteil. Alternativ oder zusätzlich kann die Schichtdicke in einem Überlappungsbereich der Verbindungsschicht mit der Kontaktschicht größer sein als in einem Bereich der
Verbindungsschicht ohne Überlappung mit der Kontaktschicht .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist die Verbindungsschicht eine dem Bauteil zugewandte Oberfläche auf, die insbesondere aufgrund der lokal unterschiedlichen Höhen der Verbindungsschicht stufenartig ausgebildet ist. Zum Beispiel weist die Verbindungsschicht eine Teiloberfläche auf, die unmittelbar an das Bauteil angrenzt und eine
maximale vertikale Erhebung der Verbindungsschicht darstellt. Entlang der vertikalen Richtung weg von dem Träger ragt die Verbindungsschicht somit nicht über das Bauteil hinaus.
Insbesondere ist das Bauteil, etwa ein Hauptkörper des
Bauteils, frei von einer lateralen Umschließung oder frei von einer lateralen Bedeckung durch die Verbindungsschicht.
Grenzt die Verbindungsschicht sowohl an die Kontaktschicht als auch an den Hauptkörper des Bauteils an oder ragt die Kontaktschicht in die Öffnung der Verbindungsschicht hinein, kann die Kontaktschicht von der Verbindungsschicht zumindest bereichsweise lateral umschlossen sein. Dabei ist es möglich, dass die Kontaktschicht eine Kontaktsäule oder mehrere
Kontaktsäulen aufweist, die sich zumindest bereichsweise in der Öffnung der Verbindungsschicht befindet/befinden, wobei die Kontaktsäule oder die Kontaktsäulen in lateraler Richtung von der Verbindungsschicht räumlich beabstandet ist/sind. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist die Verbindungsschicht ein fotostrukturierbares Material auf oder ist aus diesem gebildet. Das fotostrukturierbare
Material kann ein haftvermittelnder Fotolack sein. Anders ausgedrückt kann die Verbindungsschicht aus einem
fotostrukturierbaren Haftvermittlermaterial gebildet sein.
Die Verbindungsschicht kann in diesem Fall
fotostrukturierbare Komponente aufweisen, die insbesondere auch im fertiggestellten Bauelement nachweisbar sind. Die Öffnung oder die Mehrzahl von Öffnungen kann durch
Fotostrukturierung der Verbindungsschicht, das heißt durch Fotolithographie, gebildet werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist die freiliegende Anschlussfläche durch eine freiliegende
Oberfläche einer Anschlusssäule gebildet. Die Anschlusssäule ist insbesondere in der Öffnung der Verbindungsschicht angeordnet. Die Anschlusssäule kann vor der Volumenänderung der Verbindungsschicht von dieser lateral beabstandet sein und nach der Volumenänderung der Verbindungsschicht von dieser lateral beabstandet bleiben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist die freiliegende Kontaktfläche durch eine freiliegende Oberfläche einer Kontaktsäule gebildet. Insbesondere ragt die
Kontaktsäule in die Öffnung der Verbindungsschicht hinein.
Die Kontaktsäule kann vor der Volumenänderung der
Verbindungsschicht von dieser lateral beabstandet sein und nach der Volumenänderung der Verbindungsschicht von dieser lateral beabstandet bleiben.
Nach der Volumenänderung der Verbindungsschicht grenzen die Anschlusssäule und die zugehörige Kontaktsäule insbesondere unmittelbar aneinander an. Zum Beispiel bilden die Anschlusssäule und die Kontaktsäule einen Durchkontakt, der sich entlang der vertikalen Richtung durch die
Verbindungsschicht hindurch erstreckt. Da die Kontaktsäule und die Anschlusssäule unterschiedliche Querschnitte
aufweisen können, kann eine Oberfläche des Durchkontakts an einer Übergangszone zwischen der Kontaktsäule und der
Anschlusssäule die Form einer Stufe aufweisen. In lateralen Richtungen kann der Durchkontakt von der Verbindungsschicht zum Beispiel durch einen Zwischenbereich beabstandet sein.
Der Zwischenbereich kann mit einem gasförmigen Medium, etwa mit Luft gefüllt sein. Das Bauelement kann eine Mehrzahl von solchen Durchkontakten aufweisen, wobei das Bauteil oder die Bauteile über die Durchkontakte mit dem Träger elektrisch leitend verbunden ist/sind. Es ist jedoch möglich, dass solcher Durchkontakt ausschließlich durch die Anschlusssäule oder ausschließlich durch die Kontaktsäule gebildet ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ragt die Anschlussschicht oder die Anschlusssäule bereichsweise in eine Vertiefung oder Öffnung der Kontaktschicht hinein. In lateralen Richtungen kann die Anschlussschicht, etwa die Anschlusssäule, bereichsweise oder vollständig von der
Kontaktschicht umschlossen sein. Die freiliegende
Kontaktfläche oder die freiliegenden Kontaktflächen der
Kontaktschicht ist/sind insbesondere durch Bodenfläche beziehungsweise durch Bodenflächen der Vertiefungen oder der Öffnungen der Kontaktschicht gebildet. Diese Ausgestaltung der Anschlussschicht und der Kontaktschicht kann auch am fertiggestellten Bauteil nachgewiesen werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden mehrere Bauteile gleichzeitig auf dem Träger angebracht. Insbesondere weist jedes Bauteil eine Kontaktschicht mit zumindest einer Kontaktfläche auf. Die Verbindungsschicht weist mehrere Öffnungen auf, in denen jeweils eine
Anschlussfläche der Anschlussschicht frei zugänglich ist. Zum Beispiel werden die Bauteile in einem gemeinsamen
Prozessschritt zur Reduzierung des Volumens der
Verbindungsschicht mit dem Träger elektrisch verbunden.
In mindestens einer Ausführungsform eines Bauelements weist dieses einen Träger, zumindest ein Bauteil und eine
elektrisch isolierende Verbindungsschicht auf. Das Bauteil ist mittels der elektrisch isolierenden Verbindungsschicht auf dem Träger mechanisch befestigt. Der Träger weist eine Anschlussschicht mit einer Anschlussfläche auf, wobei die Verbindungsschicht auf dem Träger angeordnet ist und
zumindest eine Öffnung aufweist, in der sich die
Anschlussfläche der Anschlussschicht befindet. Das Bauteil weist eine Kontaktschicht mit einer Kontaktfläche auf, wobei in Draufsicht auf den Träger die Kontaktfläche die Öffnung der Verbindungsschicht und die darin befindliche
Anschlussfläche der Anschlussschicht bedeckt. Die
Kontaktfläche und die Anschlussfläche grenzen unmittelbar aneinander an, wodurch ein direkter elektrischer Kontakt zwischen der Kontaktschicht und der Anschlussschicht gebildet ist und wodurch das Bauteil mit dem Träger elektrisch leitend verbunden ist.
Bei einem solchen Bauelement sind die elektrische Verbindung und die mechanische Verbindung zwischen dem Bauteil und dem Träger insbesondere örtlich getrennt. Mittels der elektrisch isolierenden Verbindungsschicht wird das Bauteil an dem
Träger mechanisch fixiert. Die Verbindungsschicht, die zum Beispiel eine Klebeschicht ist, kann derart strukturiert sein, dass kein Material der Verbindungsschicht in der
Öffnung oder in den Öffnungen der Verbindungsschicht
verbleibt. Die verbleibenden Bereiche der Verbindungsschicht außerhalb der Öffnungen stehen insbesondere für die
mechanische Fixierung zur Verfügung. Die Schichtdicke und die Zusammensetzung der Verbindungsschicht kann in diesem Fall derart gewählt werden, dass nach dem Austreiben der
Lösemittel und gegebenenfalls nach einer Vernetzungsreaktion sich die leitfähigen Oberflächen der Anschlussschicht und der Kontaktschicht direkt berühren. Da die Verbindungsschicht insbesondere frei von elektrisch leitfähigen Füllstoffen ist, kann die Verbindungsschicht besonders dünn ausgestaltet sein. Die örtliche Separation der mechanischen Fixierung von der elektrischen Verbindung reduziert außerdem die
Kurzschlussgefahr innerhalb des Bauelements.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements ist eine Grenzfläche zwischen der Kontaktschicht und der
Anschlussschicht durch eine Überlappungsfläche zwischen der Kontaktfläche und der Anschlussfläche gebildet. Die
Grenzfläche ist insbesondere frei von einem Material der Verbindungsschicht oder frei von Spuren eines Materials der Verbindungsschicht .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements
erstreckt sich die Verbindungsschicht ausschließlich in einem vertikalen Bereich, welcher sich entlang der vertikalen
Richtung in einer Höhe zwischen dem Träger und dem Bauteil befindet. Die Seitenflächen eines Hauptkörpers des Bauteils sind insbesondere frei von einer Bedeckung durch die
Verbindungsschicht. Auch kann Hauptkörper des Bauteils frei von einer lateralen Umschließung durch die Verbindungsschicht sein. Mit anderen Worten erstreckt sich die Verbindungsschicht insbesondere nicht bis zu der vertikalen Höhe des Bauteils. Es ist möglich, dass die
Verbindungsschicht keinen einzigen Teilbereich aufweist, der in Richtung weg von dem Träger über die Kontaktschicht des Bauteils hinausragt. Global gesehen befindet sich die
Verbindungsschicht somit insbesondere ausschließlich auf einer vertikalen Höhe zwischen dem Träger und dem Bauteil, etwa zwischen dem Träger und dem Hauptkörper des Bauteils. Insbesondere sind Seitenflächen des Bauteils nicht oder höchstens teilweise an den Seitenflächen der Kontaktschicht von der Verbindungsschicht bedeckt oder lateral umschlossen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist die Verbindungsschicht in einem Überlappungsbereich mit dem Bauteil eine dem Träger abgewandte Oberfläche auf, die direkt an das Bauteil angrenzt und die höchste vertikale Erhebung der Verbindungsschicht von dem Träger markiert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist die Verbindungsschicht in Draufsicht auf den Träger einen ersten Teilbereich und einen an den ersten Teilbereich direkt angrenzenden zweiten Teilbereich auf. Der erste Teilbereich weist eine dem Träger abgewandte erste Oberfläche auf, die insbesondere direkt an das Bauteil angrenzt und von dem
Bauteil vollständig bedeckt ist. Der zweite Teilbereich weist eine dem Träger abgewandte zweite Oberfläche auf, die zum Beispiel nicht an das Bauteil angrenzt. Ein vertikaler
Abstand zwischen der ersten Oberfläche und einem Hauptkörper des Trägers ist insbesondere größer als ein vertikaler
Abstand zwischen der zweiten Oberfläche und dem Hauptkörper des Trägers. Zum Beispiel weist der erste Teilbereich eine größere
Schichtdicke auf als der zweite Teilbereich. Es ist möglich, dass der erste Teilbereich eine geringere Materialdichte aufweist als der zweite Teilbereich. Der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich können jedoch aus dem gleichen Material gebildet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements weist die Verbindungsschicht eine Schichtdicke zwischen
einschließlich 20 nm und 5 gm, zwischen einschließlich 20 nm und 2 gm, zum Beispiel zwischen einschließlich 100 nm und 3 gm, etwa zwischen einschließlich 20 nm und 1 gm auf. In diesem Sinne ist die Verbindungsschicht eine dünne
Haftvermittlerschicht .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements ist das Bauteil über einen Durchkontakt mit dem Träger elektrisch leitend verbunden. Der Durchkontakt weist zumindest einen Teilbereich der Kontaktfläche und zumindest einen Teilbereich der Anschlussfläche auf, wobei der Durchkontakt sich entlang der vertikalen Richtung durch die Verbindungsschicht hindurch erstreckt. Diese Teilbereiche sind insbesondere innere oder äußere Oberflächen des Durchkontakts. Der Durchkontakt ist in lateraler Richtung insbesondere durch einen Zwischenbereich von der Verbindungsschicht beabstandet. Zum Beispiel ist der Zwischenbereich ein mit einem gasförmigen Medium gefüllter Hohlraum.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements oder des Verfahrens bedeckt die Kontaktfläche der Kontaktschicht die Öffnung und die Anschlussfläche in Draufsicht nur
teilweise. Das Bauteil oder die Bauteile kann/können derart versetzt auf der Verbindungsschicht angeordnet sein, dass das Bauteil oder die Bauteile jeweils eine der Öffnungen
lediglich bereichsweise bedeckt/bedecken . Somit ist es möglich, dass die Anschlusssäule in Draufsicht von der zugehörigen Kontaktsäule lediglich teilweise bedeckt ist, oder umgekehrt. Die Kontaktbereiche des Bauteils oder der Bauteile sind somit gezielt lateral verschoben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauelements oder des Verfahrens ist der Kontakt zwischen der Kontaktschicht und der Anschlussschicht eine umgeschmolzene
Kontaktverbindung, insbesondere eine umgeschmolzene
Lotkontaktverbindung . Die Anschlussschicht und/oder die
Kontaktschicht können/kann ein Lotmaterial enthalten, insbesondere aus einem Lotmaterial gebildet oder mit einem Lotmaterial beschichtet sein.
Das oben beschriebene Verfahren ist für die Herstellung eines hier beschriebenen Bauelements besonders geeignet. Die im Zusammenhang mit dem Bauelement beschriebenen Merkmale können daher auch für das Verfahren herangezogen werden und
umgekehrt .
Weitere bevorzugte Ausführungsformen des Bauelements sowie des Verfahrens ergeben sich aus den im Folgenden in
Verbindung mit den Figuren 1A bis 11C erläuterten
Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
Figuren 1A, 1B, IC, ID, IE und 1F schematische Darstellungen einiger Verfahrensschritte eines Verfahrens zur Herstellung eines Bauelements,
Figuren 2A, 2B, 2C und 2D schematische Darstellungen einiger weiterer Verfahrensschritte eines Verfahrens zur Herstellung eines Bauelements, Figuren 3A, 3B, 3C, 3D, 4A, 4B, 4C, 4D, 5A, 5B, 5C, 5D, 6A,
6B, 6C, 6D, 7A, 7B, 7C, 7D, 8A, 8B, 8C, 8D, 9A, 9B, 9C und 9D schematische Darstellungen verschiedener Verfahrensschritte weiterer Ausführungsbeispiele eines Verfahrens zur
Herstellung eines Bauelements,
Figuren 10A, 10B und IOC schematische Darstellungen einiger
Ausführungsbeispiele eines Bauelements, und
Figuren 11A, 11B und 11C schematische Darstellungen weiterer Verfahrensschritte eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Herstellung eines Bauelements.
Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren sind jeweils schematische Darstellungen und daher nicht unbedingt maßstabsgetreu. Vielmehr können vergleichsweise kleine Elemente und insbesondere Schichtdicken zur
Verdeutlichung übertrieben groß dargestellt werden.
In Figur 1A wird ein Verfahrensschritt zur Herstellung eines Bauelements 10 schematisch dargestellt. Es wird ein Träger 1 bereitgestellt, der zum Beispiel einen Hauptkörper 1H
aufweist. Auf dem Hauptkörper 1H ist eine Anschlussschicht IS angeordnet. Die Anschlussschicht IS kann eine strukturierte Schicht mit einer Mehrzahl von Anschlusssäulen IC sein. Die Anschlusssäulen IC weisen jeweils eine dem Hauptkörper 1H abgewandte Oberfläche 1F auf, wobei die Oberfläche 1F eine Anschlussfläche 1F bildet und wie in der Figur 1A dargestellt frei zugänglich ist. Die in der Figur 1A dargestellten freiliegenden Anschlussflächen 1F sind insbesondere
Metallflächen, die sogenannte Anschlusspads des Trägers 1 bilden . Abweichend von der Figur 1A kann der Träger 1 je nach
Funktionalität eine teilweise recht komplexe Folge von stromführenden und isolierenden Schichten aufweisen, die aufgrund der Übersichtlichkeit in der Figur 1A und in den folgenden Figuren nicht gezeigt sind.
Gemäß Figur 1B wird eine Verbindungsschicht 3 auf dem Träger 1 aufgebracht. Insbesondere werden die Anschlusssäulen IC mit den freiliegenden Anschlussflächen 1F von einem Material der Verbindungsschicht 3, etwa von einem isolierenden Kleber überschichtet, zum Beispiel durch Aufschleudern oder durch ein sogenanntes Spin-On-Verfahren . In Draufsicht auf den Hauptkörper 1H bedeckt die Verbindungsschicht 3 zunächst die Anschlusssäulen IC und die Anschlussflächen 1F vollständig.
In lateralen Richtungen kann die Verbindungsschicht 3 zunächst unmittelbar an die Anschlusssäulen IC und an die Anschlussflächen 1F angrenzen. Nach dem Aufbringen der
Verbindungsschicht 3 auf dem Träger 1 weist diese eine vertikale Schichtdicke 3D auf.
Gemäß Figur IC werden mehrere Öffnungen 3R in der
Verbindungsschicht 3 zur Freilegung der Anschlusssäulen IC beziehungsweise der Anschlussflächen 1F erzeugt. Insbesondere werden die Anschlusssäulen IC derart freigelegt, dass die Anschlusssäulen IC jeweils durch einen Zwischenbereich Z von der Verbindungsschicht 3 lateral beabstandet sind. In der Figur IC ragt die Verbindungsschicht 3 in vertikale Richtung weg von dem Hauptkörper 1H über die Anschlussflächen 1F hinaus .
Bevorzugt enthält die Verbindungsschicht 3 fotoaktive, insbesondere fotostrukturierbare Komponenten, sodass die Verbindungsschicht 3 zur Erzeugung der Öffnung oder der Öffnungen 3R fotostrukturiert werden kann. Die
Verbindungsschicht 3 kann einen Fotolack enthalten, dem
Kleberstoffe beigemischt sind. Alternativ ist es möglich, dass zur Erzeugung der Öffnung oder der Öffnungen 3R Material der Verbindungsschicht 3 mechanisch oder chemisch abgetragen wird. Bei der Freilegung der Anschlussflächen 1F bleibt die vertikale Schichtdicke 3D der Verbindungsschicht 3
insbesondere unverändert.
Für die Bearbeitung der Verbindungsschicht 3 etwa in Form einer Klebeschicht sind unter Umständen moderate
Ausbackschritte insbesondere zum teilweisen Austreiben von Lösemittelkomponenten wünschenswert. Es ist auch möglich, dass neben den Öffnungen 3R auch Bereiche der
Verbindungsschicht 3, die nicht zur späteren Belegung durch Bauteile vorgesehen sind, freigestellt werden. Zum Beispiel wird ein umlaufender Rahmen aus der Verbindungsschicht 3 um die zugehörige Anschlussfläche 1F gebildet. Der umlaufender Rahmen ist bevorzugt durchgängig ausgeführt, kann allerdings auch unterbrochen ausgeführt sein.
Der Träger 1 weist eine Haupterstreckungsfläche oder eine Empfängeroberfläche auf, die zum Beispiel durch eine der Anschlussschicht IS zugewandte insbesondere planare
Oberfläche des Hauptkörpers 1H des Trägers 1 gebildet ist.
Die Verbindungsschicht 3 kann eine freiliegende Klebefläche aufweisen, wobei die Klebefläche bevorzugt planparallel zu der Empfängeroberfläche des Trägers 1 verläuft. Insbesondere ist die Klebefläche durch freiliegende Oberflächen der
Verbindungsschicht 3 gebildet. Die Klebefläche kann
zusammenhängend ausgeführt sein oder mehrere getrennte
Teilklebeflächen aufweisen. Die Klebefläche oder die gesamte Klebefläche ist bevorzugt eben ausgeführt. Insbesondere ist die dargebotene Klebefläche der Verbindungsschicht 3 relativ zu den Anschlussflächen 1F vertikal erhöht, insbesondere um einen vertikalen Abstand D erhöht. Wird ein Bauteil 1 auf der Klebefläche angeordnet und erstreckt sich das Bauteil 1 nicht in die Öffnung 3R der Verbindungsschicht 3 hinein, kann das Bauteil 1 zunächst durch den vertikalen Abstand D von der Anschlussfläche 1F räumlich beabstandet (Figur IE) sein.
Gemäß Figur ID wird ein Bauteil 2 oder ein Bauteilverbund 20 aus mehreren Bauteilen 2 auf der Verbindungsschicht 3
angeordnet. Zum Beispiel wird ein Bauteil 2 oder eine
Mehrzahl von Bauteilen 2 mit Hilfe eines anhaftenden Stempels 20H auf die Verbindungsschicht 3 aufgebracht. Der Stempel 20H kann nachträglich entfernt werden, bevor oder nachdem das Bauteil 2 oder die Mehrzahl der Bauteile 2 mittels der
Verbindungsschicht 3 auf dem Träger 1 dauerhaft fixiert ist. Es ist möglich, dass der Bauteilverbund 20 mehrere Bauteile 2 und ein gemeinsames Substrat 20H aufweist, wobei die Bauteile
2 auf dem Substrat 20H angeordnet oder gebildet sind. Das Substrat 20H kann ein Aufwachssubstrat sein, auf dem die Hauptkörper 2H der Bauteile 2 epitaktisch aufgewachsen sind. Nach dem mechanischen Fixieren der Bauteile 2 auf dem Träger 1 kann das Substrat 20H am Bauteil 2 oder an den Bauteilen 2 verbleiben oder von den Bauteilen 2 entfernt werden.
Gemäß Figur ID weist jedes Bauteil 2 einen Hauptkörper 2H, der ein Halbleiterkörper sein kann, und eine Kontaktschicht 2S auf, wobei das Bauteil 2 derart auf der Verbindungsschicht
3 angeordnet ist, dass die Kontaktschicht 2S der
Anschlussschicht IS des Trägers 1 zugewandt ist. Die
Kontaktschicht 2S des Bauteils 2 kann in Form einer einzigen Kontaktsäule 2C ausgeführt sein. Es ist auch möglich, dass die Kontaktschicht 2S zumindest zwei oder genau zwei Kontaktsäulen 2C aufweist, die zum Beispiel unterschiedlichen elektrischen Polaritäten des Bauteils 2 zugeordnet und zur elektrischen Kontaktierung des Bauteils 2 vorgesehen sind.
In Draufsicht auf den Träger 1 kann der Hauptkörper 2H die Kontaktschicht 2S vollständig bedecken. Die Kontaktschicht 2S oder die Kontaktsäule 2C weist insbesondere eine freiliegende und somit frei zugängliche Kontaktfläche 2F auf. Insbesondere befindet sich die Kontaktschicht 2S oder die Kontaktfläche 2F auf einer Rückseite des Bauteils 2, also auf einer dem Träger 1 zugewandten Seite des Bauteils 2.
Gemäß Figur IE wird das Bauteil 2 oder eine Mehrzahl von Bauteilen 2 auf die Klebefläche der Verbindungsschicht 3 gesetzt. Die Verbindungsschicht 3 befindet sich etwa
ausschließlich zwischen dem Hauptkörper 1H des Trägers 1 und den Bauteilen 2 oder den Hauptkörpern 2H der Bauteile 2. Das Bauteil 2 weist Seitenflächen 4 auf, die sich insbesondere aus Seitenflächen 4H des Hauptkörpers 2H und aus
Seitenflächen 4S der Kontaktschicht 2S zusammensetzen. Es ist möglich, dass die Seitenflächen 4H und/oder die Seitenflächen 4S vor und/oder nach der Volumenänderung der
Verbindungsschicht 3 frei von einer Bedeckung oder frei von einer lateralen Umschließung durch die Verbindungsschicht 3 sind. Insbesondere weist die Verbindungsschicht 3 keinen einzigen Teilbereich auf, der sich entlang der vertikalen Richtung von dem Träger 1 über die Kontaktschicht 2 bis zu den Seitenflächen 4H des Hauptkörpers 2H oder darüber hinaus erstreckt. Die sich entlang der vertikalen Richtung
erstreckenden Seitenflächen 4, 4S und 4H können somit frei von einer Bedeckung durch das Material der Verbindungsschicht 3 sein. In Figur IE bedeckt das Bauteil 2 in Draufsicht auf den
Träger 1 die Öffnung 3R der Verbindungsschicht 3 und die in der Öffnung 3R angeordnete Anschlusssäule IC vollständig. Insbesondere werden die Bauteile 2 derart justiert auf der Verbindungsschicht 3 angeordnet, dass die Kontaktfläche 2F des jeweiligen Bauteils 2 in Draufsicht auf den Träger 1 mit einer Anschlussfläche 1F des Trägers 1 überlappt. Entlang der vertikalen Richtung ist die Kontaktfläche 2F durch einen vertikalen Abstand D von der Anschlussfläche 1F räumlich getrennt. Mit anderen Worten befindet sich ein Spalt zwischen den leitfähigen Strukturen an der Unterseite der Bauteile 2 und den leitfähigen Strukturen an der Oberseite des Trägers 1. Nach dem Anordnen der Bauteile 2 auf der
Verbindungsschicht 3 sind die Bauteile 2 über die
Verbindungsschicht 3 mit dem Träger 1 temporär mechanisch verbunden. Mit dem Träger 1 sind die Bauteile 2 jedoch noch nicht elektrisch leitend verbunden.
Im weiteren Verlauf des Verfahrens wird der Spalt
geschlossen, indem der vertikale Abstand D gemäß Figur 1F derart reduziert wird, dass sich die Kontaktfläche 2F und die Anschlussfläche 1F direkt berühren und einen elektrischen Kontakt bilden. Es wird dadurch ein Durchkontakt 12 gebildet, der sich durch die Verbindungsschicht 3 hindurch erstreckt und das Bauteil 2 mit dem Träger 1 elektrisch verbindet.
Gemäß Figur 1F ist der Durchkontakt 12 ausschließlich durch die Anschlusssäule IC gebildet.
Insbesondere wird das Volumen oder die Schichtdicke 3D der Verbindungsschicht 3 geschrumpft. Der Schrumpf der
Verbindungsschicht 3 wird beispielsweise durch einen
thermischen oder thermomechanischen Prozess eingeleitet.
Zweckmäßig wird die Schichtdicke 3D mindestens um den vertikalen Abstand D zwischen der Kontaktfläche 2F und der Anschlussfläche 1F reduziert oder geschrumpft.
Nach der Volumenänderung der Verbindungsschicht 3 weist diese zumindest einen ersten Teilbereich 31 auf, der in Draufsicht auf den Träger 1 von dem zugehörigen Bauteil 2, insbesondere von dem Hauptkörper 2H und/oder von der Kontaktschicht 2S des zugehörigen Bauteils 2 vollständig bedeckt ist. Der erste Teilbereich 31 ist insbesondere derjenige Bereich der
Verbindungsschicht 3, der in Draufsicht gesehen sowohl unmittelbar an den Träger 1 als auch unmittelbar an das
Bauteil 2 angrenzt. Der erste Teilbereich 31 weist eine
Oberfläche 31F auf, die etwa eine Berührungsfläche zwischen dem ersten Teilbereich 31 und dem Bauteil 2 bildet. Die
Oberfläche 31F markiert insbesondere die höchste vertikale Erhebung der Verbindungsschicht 3 in der Umgebung des
zugehörigen Bauteils 2. In der Figur 1F ist die Öffnung 3R in den lateralen Richtungen von einem solchen Teilbereich 31 umschlossen, insbesondere vollständig umschlossen.
Nach der Volumenänderung der Verbindungsschicht 3 weist diese zumindest einen zweiten Teilbereich 32 auf, der in Draufsicht auf den Träger 1 zumindest bereichsweise oder ganz frei von einer Bedeckung durch das Bauteil 2 oder durch alle Bauteile 2 oder zumindest frei von einer Bedeckung durch die
Kontaktschicht/en 2S ist. In lateraler Richtung grenzt der zweite Teilbereich 32 insbesondere unmittelbar an den ersten Teilbereich 31 an. Der zweite Teilbereich 32 ist etwa
derjenige Bereich der Verbindungsschicht 3, der entlang der vertikalen Richtung an kein Bauteil 2 unmittelbar angrenzt und somit keine gemeinsame Berührungsfläche mit irgendeinem Bauteil 2 aufweist. In Draufsicht auf den Träger 1 befindet sich der zweite
Teilbereich 32 zumindest bereichsweise seitlich des Bauteils 2 oder der Bauteile 2. Es ist jedoch möglich, dass der zweite Teilbereich 32 teilweise oder vollständig von dem Bauteil 2 bedeckt ist (Figur 2A) . Der zweite Teilbereich 32 grenzt jedoch nicht unmittelbar an das Bauteil 2 an und kann durch einen vertikalen Abstand von dem Bauteil 2, insbesondere von dem Hauptkörper 2H des Bauteils 2 beabstandet sein.
Insbesondere ist der erste Teilbereich 31 in den lateralen Richtungen von dem zweiten Teilbereich 32 teilweise oder vollständig umschlossen.
Der zweite Teilbereich 32 weist eine dem Träger 1 abgewandte Oberfläche 32F auf, die im Vergleich mit der Oberfläche 31F des ersten Teilbereichs 31 in Richtung des Trägers 1 etwas zurückgezogen ist. Mit anderen Worten ragt die Oberfläche 31F des ersten Teilbereichs 31 entlang der vertikalen Richtung über die Oberfläche 32F des zweiten Teilbereichs 32 hinaus. Die Oberflächen 31F und 32F bilden somit zwei vertikal versetzte Terrassen einer Stufe auf der Gesamtoberfläche der Verbindungsschicht 3, wobei die höhere Terrasse unmittelbar an das Bauteil 2 angrenzt und die niedrigere Terrasse von dem Bauteil 2 oder zumindest von dem Hauptkörper 2H des Bauteils 2 vertikal beanstandet ist.
Der erste Teilbereich 31 weist eine erste Schichtdicke 31D und der zweite Teilbereich 32 eine zweite Schichtdicke 32D auf. Insbesondere ist die zweite Schichtdicke 32D kleiner als die erste Schichtdicke 31D. Sowohl die erste Schichtdicke 31D als auch die zweite Schichtdicke 32D sind kleiner als die ursprüngliche Schichtdicke 3D der Verbindungsschicht 3. Die Differenz zwischen der ursprünglichen Schichtdicke 3D und der ersten Schichtdicke 31D oder der zweiten Schichtdicke 32D ist etwa mindestens so groß oder größer als der ursprüngliche vertikale Abstand D zwischen der Anschlussfläche 1F und der Kontaktfläche 2F. Der ursprüngliche vertikale Abstand D ist zum Beispiel in der Figur IE schematisch dargestellt.
Gemäß Figur IE weist die Verbindungsschicht 3 vor der
Volumenänderung eine global konstante Schichtdicke 3D auf. Nach der Volumenänderung weist die Verbindungsschicht 3 in verschiedenen Teilbereichen 31 und 32 unterschiedliche
Schichtdicken 31D und 32D auf (Figur 1F) . Diese Tatsache ist unter anderem darauf zurückzuführen, dass der erste
Teilbereich 31 aufgrund der direkten Benetzung an dem Bauteil 2 nach der Berührung der Kontaktfläche 2F mit der
Anschlussfläche 1F nicht mehr so stark geschrumpft wird wie der zweite Teilbereich 32, der nicht unmittelbar an das
Bauteil 2 angrenzt und somit nicht direkt mit dem Bauteil 2 benetzt ist. Es ist daher möglich, dass der erste Teilbereich
31 eine geringere Materialdichte aufweist als der zweite Teilbereich 32, auch wenn der erste Teilbereich 31 und der zweite Teilbereich 32 dieselbe Materialzusammensetzung aufweisen .
Die unterschiedlichen Schichtdicken 31D und 32D, die
unterschiedlichen Materialdichten in den Teilbereichen 31 und
32 sowie die vertikale Versetzung zwischen den Oberflächen 31F und 32F können daher als charakteristische Merkmale eines Verfahrens angesehen werden, bei dem eine elektrische
Verbindung zwischen zwei Metalloberflächen, nämlich zwischen der Kontaktfläche 2F und der Anschlussfläche 1F, durch die Volumenänderung einer insbesondere elektrisch nichtleitenden Verbindungsschicht 3 gebildet ist. Weitere charakteristische Merkmale eines solchen Verfahrens können den Figuren IE und 1F entnommen werden, in denen schematisch gezeigt ist, dass der Durchkontakt 12 oder die Anschlusssäule IC bereits vor und insbesondere auch nach der Volumenänderung der Verbindungsschicht 3 durch einen
Zwischenbereich Z von der Verbindungsschicht 3 lateral beabstandet ist. Der Zwischenbereich Z ist insbesondere ein mit einem gasförmigen Medium, etwa mit Luft gefüllter
Hohlraum. In den lateralen Richtungen kann der Durchkontakt 12 von dem Zwischenbereich Z vollständig umgeben sein.
Aufgrund der Übersichtlichkeit wird oft lediglich von der Befestigung und elektrischen Kontaktierung eines Bauteils 2 beschrieben. Wie in den Figuren ID bis 1F schematisch
dargestellt, können auch mehrere Bauteile 2 in demselben Prozess auf dem Träger 1 mechanisch fixiert und mit diesem elektrisch kontaktiert werden. Zu diesem Zweck kann die
Verbindungsschicht 3 mehrere Öffnungen 3R aufweisen, wobei die Bauteile 2 jeweils auf einer der Öffnungen 3R angeordnet sind und mittels zumindest eines in der zugehörigen Öffnung 3R angeordneten Durchkontakts 12 mit dem Träger 1 elektrisch verbunden sind.
Gemäß Figur 2A kann die Verbindungsschicht 3 optional in den zweiten Teilbereichen 32 seitlich der Bauteile 2
bereichsweise oder vollständig entfernt werden, zum Beispiel mittels eines Ätzprozesses, etwa unter Verwendung von 02- Plasma. Die Entfernung der Verbindungsschicht 3 unterhalb des Bauteils 2 beziehungsweise unterhalb der Bauteile 2 kann vernachlässigbar sein, sodass die zweiten Teilbereiche 32 zumindest in diesen Regionen nicht entfernt sind. Gemäß Figur 2A ist die Verbindungsschicht 3 in eine Mehrzahl von
separaten Teilschichten vereinzelt, wobei jede der Teilschichten einem der Bauteile 2 eineindeutig zugeordnet sein können. In Draufsicht auf den Träger 1 kann das Bauteil 2 die ihm zugeordnete Teilschicht der Verbindungsschicht 3 teilweise oder vollständig bedecken. Jede der Teilschichten der Verbindungsschicht 3 kann einen ersten Teilbereich 31 mit der Schichtdicke 31D und der Oberfläche 31F und einen zweiten Teilbereich 32 mit der Schichtdicke 32D und der Oberfläche 32F aufweisen.
Für die weitere Prozessierung des Bauelements 10 oder der Bauteile 2 können Verkapselungs- , Passivierungs- und/oder weitere Kontaktschichten erzeugt werden. Ist die
Verbindungsschicht 3 in den zweiten Teilbereichen 32
zumindest teilweise entfernt, kann die Verkapselung oder Passivierung der einzelnen Bauteile 2 vereinfacht und
zuverlässig durchgeführt werden. Zum Beispiel werden die Seitenflächen 4 der Bauteile 2, insbesondere die
Seitenflächen 4H und/oder 4S, vollständig mit einer
elektrisch isolierenden Schicht verkapselt beziehungsweise passiviert. Auch Auskoppelstrukturen oder weitere optische Komponenten zur Strahlformung können zum Beispiel auf den Hauptkörpern 2H erzeugt oder platziert werden.
Das in der Figur 2B dargestellte Ausführungsbeispiel
entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 2A dargestellten Ausführungsbeispiel eines Bauelements 10. Im Unterschied hierzu sind weitere Kontaktschichten auf den Hauptkörpern 2H explizit dargestellt. Die Kontaktschicht 2S auf der Rückseite des Bauteils 2 bildet zum Beispiel eine erste elektrische Kontaktstelle 61. Die weitere Kontaktschicht auf der
Vorderseite des Bauteils 2 bildet insbesondere eine zweite elektrische Kontaktstelle 62 des Bauteils 2. Über die erste elektrische Kontaktstelle 61 und die zweite elektrische Kontaktstelle 62 kann das Bauteil 2 extern elektrisch
kontaktiert werden. Abweichend von der Figur 2B kann der Hauptkörper 1H des Trägers 1 Durchkontaktierungen aufweisen, die sich durch den Hauptkörper 1H hindurch erstrecken, sodass die Durchkontakte 12 über diese Durchkontaktierungen an einer Rückseite des Trägers 1 elektrisch kontaktierbar sind.
Das in der Figur 2C dargestellte Ausführungsbeispiel eines Verfahrensschritts entspricht im Wesentlichen dem in der Figur IC dargestellten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu werden Bereiche der Verbindungsschicht 3, die nicht zur späteren Belegung durch Bauteile 2 vorgesehen sind, freigestellt. Die Verbindungsschicht 3 kann somit bereits vor dem Anordnen der Bauteile 2 in eine Mehrzahl von separaten Teilschichten zertrennt sein. Jede der Teilschichten kann eine Öffnung 3R aufweisen und ist etwa zur Aufnahme eines der Bauteile 2 vorgesehen. Gemäß Figur 2D werden die Bauteile 2 auf den Öffnungen 3R der Verbindungsschicht 3 angeordnet.
Nach der Volumenreduzierung der Verbindungsschicht 3 kann ein Bauelement 10 hergestellt werden, das zum Beispiel in der Figur 2A oder 2B dargestellt ist.
Die in den Figuren 3A, 3B, 3C und 3D dargestellten
Ausführungsbeispiele entsprechen im Wesentlichen den in den Figuren ID, IE, 1F beziehungsweise 2A dargestellten
Ausführungsbeispielen für verschiedene Verfahrensschritte zur Herstellung eines Bauelements 10. Im Unterschied hierzu ist die Kontaktschicht 2S des jeweiligen Bauteils 2 in Form einer Kontaktsäule 2C ausgeführt, wobei die Dimension der
Kontaktsäule 2C derart gewählt ist, dass diese beim Setzen des Bauteils 2 auf die Verbindungsschicht 3 in die Öffnung 3R hineinragt. Die Kontaktschicht 2S grenzt somit nicht unmittelbar an die Verbindungsschicht 3 an sondern ist von dieser lateral beabstandet.
Gemäß Figur 3B grenzt der Hauptkörper 2H des Bauteils 2 dagegen unmittelbar an die Verbindungsschicht 3 an. In lateralen Richtungen ist die Kontaktschicht 2S, insbesondere die Kontaktsäule 2C von der Verbindungsschicht 3 umschlossen. Es ist möglich, dass sich die Kontaktschicht 2S vollständig innerhalb der Öffnung 3R befindet. In der Figur 3B ist dargestellt, dass die Kontaktfläche 2F kleiner ist als die Anschlussfläche 1F. Durch eine Erhöhung eines Anpressdrucks beim Schrumpf der Verbindungsschicht 3 kann eine innigere Verbindung zwischen den leitfähigen Strukturen des Bauteils 2 und des Trägers 1 erzeugt werden. Zudem sind geringere
Topographiestufen auf der Anschlussfläche 1F oder auf der Kontaktfläche 2F zu überformen. Umgekehrt ist es möglich, dass die Kontaktfläche 2F größer ausgeführt ist als die
Anschlussfläche 1F.
Nach der Volumenreduzierung der Verbindungsschicht 3 ist ein Durchkontakt 12 aus der Kontaktsäule 2C und aus der
Anschlusssäule IC gebildet (Figur 3C) . Aufgrund der
unterschiedlichen Querschnitte der Kontaktsäule 2C und der Anschlusssäule IC kann der Durchkontakt 12 in Form einer Säule mit abrupt verändernden Querschnitten gebildet sein.
Mit anderen Worten weist der Durchkontakt 12 Seitenflächen auf, die bereichsweise die Form einer Stufe aufweisen, wobei sich ein Stufenübergang an einem Grenzbereich zwischen der Kontaktsäule 2C und der Anschlusssäule IC befindet. Die
Kontaktsäule 2C und die Anschlusssäule IC können aus
demselben Material oder aus unterschiedlichen Materialien gebildet sein. Dementsprechend kann der Durchkontakt 12 durchgehend aus demselben Material oder in verschiedenen Teilbereichen aus unterschiedliche Materialien gebildet sein.
Gemäß Figur 3D kann das Bauteil 2 eine Teilschicht der
Verbindungsschicht 3 teilweise oder vollständig bedecken. Bedeckt das Bauteil 2 die Teilschicht vollständig, ist die Teilschicht insbesondere ausschließlich durch den ersten Teilbereich 31 der Verbindungsschicht 3 gebildet. Bedeckt das Bauteil 2 die Teilschicht teilweise, kann die Teilschicht durch einen ersten Teilbereich 31 und einen zweiten
Teilbereich 32 der Verbindungsschicht 3 gebildet sein, wobei der erste Teilschicht 31 in Draufsicht von dem Hauptkörper 2H des Bauteils 2 vollständig bedeckt ist und unmittelbar an diesen angrenzt. In Draufsicht befindet sich der zweite
Teilbereich 32 ausschließlich seitlich des Hauptkörpers 2H, wobei der zweite Teilbereich 32 unmittelbar an den ersten Teilbereich 31 angrenzt und im Vergleich mit dem Teilbereich 31 eine verringerte Schichtdicke 32D aufweist.
Die in den Figuren 4A, 4B, 4C und 4D dargestellten
Ausführungsbeispiele entsprechen im Wesentlichen den in den Figuren ID, IE, 1F beziehungsweise 2A dargestellten
Ausführungsbeispielen für verschiedene Verfahrensschritte zur Herstellung eines Bauelements 10. Im Unterschied hierzu weist die Kontaktfläche 2F zusätzliche Topographiestufen auf, wobei die Topographiestufen durch Strukturierung der Kontaktfläche 2F oder durch Ausbilden einer Spitze (Englisch: spike) oder mehrerer Spitzen auf der Kontaktfläche 2F gebildet sein können. Die Topographiestufe oder die Topographiestufen erstreckt/erstrecken sich in die Öffnung 3R hinein.
Durch solche Topographiestufen oder Spitzen kann ein
elektrischer Kontakt zwischen der Kontaktfläche 2F und der Anschlussfläche 1F zuverlässig hergestellt werden, wobei Topographiestufen beim Zusammenführen der Kontaktfläche 2F und der Anschlussfläche 1F verformt werden können.
Hinsichtlich der Kraftkonzentration ist zwar eine kleine Stufe oder Spitze vorteilhaft, es könnte jedoch sein, dass die zusätzliche Topographiestufen durch mehrere punktuelle oder linienhafte Strukturen auf der Kontaktfläche 2F gebildet sein .
Die in den Figuren 5A, 5B, 5C und 5D dargestellten
Ausführungsbeispiele entsprechen im Wesentlichen den in den Figuren ID, IE, 1F beziehungsweise 2A dargestellten
Ausführungsbeispielen für verschiedene Verfahrensschritte zur Herstellung eines Bauelements 10. Im Unterschied hierzu sind die Bauteile 2 derart versetzt auf der Verbindungsschicht 3 angeordnet, dass die Bauteile 2 jeweils eine der Öffnungen 3R lediglich bereichsweise bedecken. Somit ist es möglich, dass die Anschlusssäule IC in Draufsicht von der zugehörigen
Kontaktsäule 2C lediglich teilweise bedeckt ist, oder
umgekehrt. Die Kontaktbereiche der Bauteile 2 sind somit gezielt lateral verschoben.
Die in den Figuren 6A, 6B, 6C und 6D dargestellten
Ausführungsbeispiele entsprechen im Wesentlichen den in den Figuren ID, IE, 1F beziehungsweise 2A dargestellten
Ausführungsbeispielen für verschiedene Verfahrensschritte zur Herstellung eines Bauelements 10. Im Unterschied hierzu weist der Träger 1 eine Isolierungsschicht 15 auf, die in der vertikalen Richtung zwischen dem Hauptkörper 1H des Trägers 1 und der Verbindungsschicht 3 angeordnet ist. Insbesondere grenzt die Verbindungsschicht 3 unmittelbar an die
Isolierungsschicht 15 an. Die Verbindungsschicht 3 und die Isolierungsschicht 15 weisen eine Mehrzahl von gemeinsamen Öffnungen 3R auf, in denen jeweils eine Anschlussfläche 1F zugänglich ist oder eine Anschlusssäule IC der
Anschlussschicht IS angeordnet ist.
Nach der Volumenreduzierung der Verbindungsschicht 3 und eventuell nach der optionalen Entfernung einiger Teilbereiche 32 der Verbindungsschicht 3 kann die Isolierungsschicht 15 im Bauelement 10 verbleiben. Die Isolierungsschicht 15 kann eine Passivierung oder Verkapselung der Bauteile 2 oder des
Bauelements 10 erleichtern, insbesondere wenn die
Passivierung oder die Verkapselung in großen Teilen entlang des Bauteilumfangs und/oder auch in den Bereichen unter den Bauteilen 2 erfolgt. Insbesondere können dadurch alle Kanten der Bauteile 2 oder des Bauelements 10 von einer
Passivierungsschicht oder von einer Verkapselungsschicht sicher überdeckt werden.
Die in den Figuren 7A, 7B, 7C und 7D dargestellten
Ausführungsbeispiele entsprechen im Wesentlichen den in den Figuren 6A, 6B, 6C beziehungsweise 6D dargestellten
Ausführungsbeispielen für verschiedene Verfahrensschritte zur Herstellung eines Bauelements 10. Im Unterschied hierzu wird lediglich das Befestigen eines einzigen Bauteils 2 mit zwei rückseitigen Kontaktstellen 61 und 62 schematisch
dargestellt. Abweichend hiervon ist es möglich, dass mehrere solcher Bauteile 2 auf dem Träger 1 befestigt und elektrisch kontaktiert werden. Die Kontaktstellen 61 und 62 können zur elektrischen Kontaktierung des Bauteils 2 eingerichtet und unterschiedlichen elektrischen Polaritäten des Bauteils 2 zugeordnet sein. Auch ist es möglich, dass die Kontaktstellen 61 und/oder 62 zur Bildung eines Signalpfades oder mehrerer Signalpfade für integrierte Schaltungen vorgesehen sind. In Draufsicht auf den Träger 1 bedeckt das Bauteil 2 zwei Öffnungen 3R, wobei in jeder Öffnung 3R eine Anschlussfläche 1F freigelegt ist. Wie in der Figur 7A dargestellt, ist die Isolierungsschicht 15 zwischen dem Hauptkörper 1H des Trägers
1 und der Anschlussschicht IS angeordnet. Die Anschlussfläche 1F oder die Anschlussschicht IS kann Teilbereiche aufweisen, die in Draufsicht auf den Träger 1 von der Verbindungsschicht 3 bedeckt oder bereichsweise in dieser eingebettet sind.
Gemäß den Figuren 7C und 7D kann die Verbindungsschicht 3 einen zweiten Teilbereich 32 mit der Schichtdicke 32D
aufweisen, der in Draufsicht auf den Träger 1 zwischen den Kontaktstellen 61 und 62 angeordnet ist und von dem Bauteil 2 vollständig bedeckt und von diesem vertikal beabstandet ist. Insbesondere grenzt die Verbindungsschicht 3 unmittelbar an das Bauteil 2 ausschließlich in den Regionen der
Kontaktschicht 2S an. Zum Beispiel weist der Hauptkörper 2H des Bauteils 2 keine einzige Stelle auf, die unmittelbar an die Verbindungsschicht 3 angrenzt.
Gemäß Figur 7D kann die Verbindungsschicht 3 zur teilweisen Freilegung der Anschlussschicht IS entfernt werden. Über die freigelegten Regionen der Anschlussschicht IS kann das zugehörige Bauteil 2 extern elektrisch kontaktiert werden.
Die in den Figuren 8A, 8B, 8C und 8D dargestellten
Ausführungsbeispiele entsprechen im Wesentlichen den in den Figuren 7A, 7B, 7C beziehungsweise 7D dargestellten
Ausführungsbeispielen für verschiedene Verfahrensschritte zur Herstellung eines Bauelements 10. Im Unterschied hierzu grenzt die Verbindungsschicht 3 sowohl unmittelbar an die Kontaktschicht 2S als auch an den Hauptkörper 2H des Bauteils
2 an. Zum Beispiel wird das Bauteil 2 bei der Volumenreduzierung der Verbindungsschicht 3 in die Verbindungsschicht 3 derart hineingepresst, dass der
Hauptkörper 2H, der gemäß Figur 8B noch von der
Verbindungsschicht 3 räumlich beabstandet ist, nun gemäß Figur 8C in Berührung mit der Verbindungsschicht 3 kommt und somit unmittelbar an diese angrenzt.
Die in den Figuren 9A, 9B, 9C und 9D dargestellten
Ausführungsbeispiele entsprechen im Wesentlichen den in den Figuren 3A, 3B, 3C beziehungsweise 3D dargestellten
Ausführungsbeispielen für verschiedene Verfahrensschritte zur Herstellung eines Bauelements 10. Im Unterschied hierzu ist die Anschlussschicht IS unstrukturiert und zusammenhängend ausgebildet. Die Anschlussschicht IS kann teilweise in dem Hauptkörper 1H des Trägers 1 eingebettet sein. Entlang der vertikalen Richtung kann eine vordere Oberfläche der
Anschlussschicht IS mit einer vorderen Oberfläche des
Hauptkörpers 1H des Trägers 1 bündig abschließen.
Das in der Figur 10A dargestellte Ausführungsbeispiel eines Bauelements 10 entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 1F dargestellten Bauelement 10. Im Unterschied hierzu ist in der Figur 10A dargestellt, dass der Hauptkörper 2H des Bauteils 2 eine erste Halbleiterschicht 21, eine zweite
Halbleiterschicht 22 und eine dazwischenliegende aktive Zone 23 aufweist. Der Hauptkörper 2H des Bauteils 2 kann ein
Halbleiterkörper sein, der insbesondere zur Erzeugung oder zur Detektion elektromagnetischer Strahlung eingerichtet ist. Zum Beispiel ist das Bauteil 2 eine lichtemittierende Diode.
Als weiterer Unterschied zur Figur 1F weist die
Anschlussschicht IS eine Mehrzahl von separaten Teilschichten auf, die teilweise in dem Hauptkörper 1H des Trägers 1 eingebettet sind, wobei in jeder der Öffnungen 3R eine
Anschlusssäule IC über die zugehörige Teilschicht hinausragt.
Das in der Figur 10B dargestellte Ausführungsbeispiel eines Bauelements 10 entspricht dem in der Figur 3C dargestellten Bauelement 10, das eine Mehrzahl von Bauteilen 2 enthält, die jeweils einen Hauptkörper 2H mit der aktive Zone 23 und den Halbleiterschichten 21 und 22 aufweisen.
Das in der Figur 10C dargestellte Ausführungsbeispiel eines Bauelements 10 entspricht dem in der Figur 9C dargestellten Bauelement 10, das eine Mehrzahl von Bauteilen 2 enthält, die jeweils einen Hauptkörper 2H mit der aktive Zone 23 und den Halbleiterschichten 21 und 22 aufweisen.
Die in den Figuren 11A, 11B und 11C dargestellten
Ausführungsbeispiele entsprechen im Wesentlichen den in den Figuren ID, IE beziehungsweise 1F dargestellten
Ausführungsbeispielen für verschiedene Verfahrensschritte zur Herstellung eines Bauelements 10. Im Unterschied hierzu ragt die freiliegende Anschlussfläche 1F oder die Anschlusssäule IC oder die Anschlussschicht IS über die Verbindungsschicht 3 hinaus, nämlich in Richtung weg von dem Hauptkörper 1H des Trägers 1.
Gemäß den Figuren ID, IE und 1F kann die Kontaktschicht 2S eben ausgeführt sein. Im Unterschied hierzu weist die
Kontaktschicht 2S gemäß den Figuren 11A, 11B und 11C eine Mehrzahl von Öffnungen oder Vertiefungen auf. Lokal ist die Kontaktschicht 2S stufenartig gebildet. Die Bodenflächen der Öffnungen oder der Vertiefungen bilden freiliegende
Kontaktflächen 2F. Die freiliegende Anschlussfläche 1F befindet sich innerhalb der zugehörigen Öffnung oder Vertiefung der Kontaktschicht 2S. Die Anschlusssäule IC oder die freiliegende Anschlussfläche 1F ragt insbesondere in die zugehörige Öffnung der Kontaktschicht 2S hinein. Entlang der vertikalen Richtung ist die freiliegende Anschlussfläche 1F oder die Anschlusssäule IC durch den Abstand D von der
Kontaktschicht 2S, insbesondere von der freiliegenden
Kontaktfläche 2F räumlich beabstandet.
Gemäß Figur 11B ist die Anschlussschicht IS oder die
Anschlusssäule IC in lateralen Richtungen bereichsweise oder vollständig von der Kontaktschicht 2 und/oder
Verbindungsschicht 3 umschlossen. Wird insbesondere die Schichtdicke 3D der Verbindungsschicht 3 reduziert, etwa durch Schrumpfung, kann der Abstand D bis auf null reduziert werden, wodurch die Anschlussfläche 1F direkt an die
Kontaktfläche 2F angrenzt. Ein solches Bauelement 10 ist zum Beispiel in der Figur 11C schematisch dargestellt.
Abweichend von den Figuren IC bis 11C ist es möglich, dass der laterale Abstand oder der Zwischenbereich Z zwischen Verbindungsschicht IS und der Kontaktsäule 2C oder der
Anschlusssäule IC nicht vorhanden ist. In diesem Fall kann die Verbindungsschicht IS unmittelbar an die Kontaktsäule 2C und/oder unmittelbar an die Anschlusssäule IC angrenzen, entweder vor oder nach der Reduzierung der Schichtdicke 3D der Verbindungsschicht 3, oder sowohl vor als auch nach der Reduzierung der Schichtdicke 3D der Verbindungsschicht 3.
In allen Ausführungsformen ist es außerdem möglich, dass die elektrische und mechanische Verbindung zwischen der
Anschlussschicht IS und der Kontaktschicht 2S eine
Lotverbindung ist. Zum Beispiel können/kann die
Anschlussschicht IS und/oder die Kontaktschicht 2S aus einem Lotmaterial gebildet oder mit einem Lotmaterial beschichtet sein. In diesem Fall kann es sich um einen umgeschmolzenen Lot-Kontakt zwischen der Anschlussschicht IS und der
Kontaktschicht 2S handeln.
Es wird die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2019 111 816.6 beansprucht, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird. Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung der Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Die Erfindung umfasst vielmehr jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Ansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Ansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste
10 Bauelement
1 Träger
1H Hauptkörper des Trägers
IS Anschlussschicht
IC Anschlusssäule
1F Anschlussfläche
12 Durchkontakt
15 Isolierungsschicht des Trägers
2 Bauteil
2H Hauptkörper/ Halbleiterkörper des Bauteils
21 erste Halbleiterschicht
22 zweite Halbleiterschicht
23 aktive Zone des Halbleiterkörpers
2S Kontaktschicht
2C Kontaktsäule
2F Kontaktfläche
20 Bauteilverbund
20H Substrat des Bauteilverbunds/ Stempel
3 Verbindungsschicht
31 erster Teilbereich der Verbindungsschicht
31F Oberfläche des ersten Teilbereichs
32 zweiter Teilbereich der Verbindungsschicht
32F Oberfläche des zweiten Teilbereichs
3D vertikale Schichtdicke der Verbindungsschicht
3R Öffnung
4 Seitenfläche des Bauteils 4H Seitenfläche des Hauptkörpers des Bauteils
4S Seitenfläche der Kontaktschicht
61 erste Kontaktstelle
62 zweite Kontaktstelle
D vertikaler Abstand zwischen der Anschlussfläche und der Kontaktfläche
Z Zwischenbereich zwischen Verbindungsschicht und der Kontaktsäule oder der Anschlusssäule

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Bauelements (10) mit einem Träger (1) und zumindest einem Bauteil (2), das mit dem
Träger elektrisch leitend verbunden ist und mittels einer elektrisch isolierenden Verbindungsschicht (3) auf dem Träger mechanisch befestigt ist, mit folgenden Schritten:
A) Bereitstellen des Trägers (1) mit einer Anschlussschicht (IS), wobei die Verbindungsschicht (3) auf dem Träger angeordnet ist und zumindest eine Öffnung (3R) aufweist, in der eine Anschlussfläche (1F) der Anschlussschicht (IS) freiliegend ist, und wobei die Verbindungsschicht (3) in vertikaler Richtung über die freiliegende Anschlussfläche (1F) hinausragt oder umgekehrt;
B) Anbringen des Bauteils (2) mit einer Kontaktschicht (2S) auf dem Träger (1) derart, dass in Draufsicht auf den Träger (1) eine freiliegende Kontaktfläche (2F) der
Kontaktschicht (2S) die Öffnung und die darin befindliche Anschlussfläche (1F) überdeckt, wobei die freiliegende Kontaktfläche (2F) durch einen vertikalen Abstand (D) von der freiliegenden Anschlussfläche (1F) beabstandet ist; und
C) Reduzieren des vertikalen Abstands (D) durch
Volumenänderung der Verbindungsschicht (3), wodurch die freiliegende Kontaktfläche (2F) und die freiliegende
Anschlussfläche (1F) derart zusammengeführt werden, dass sie unmittelbar aneinander angrenzen und ein direkter elektrischer Kontakt zwischen der Kontaktschicht (2S) und der Anschlussschicht (IS) gebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
bei dem die Verbindungsschicht (3) nach dem Anbringen des Bauteils (2) und vor dem Reduzieren des vertikalen Abstands (D) unmittelbar an das Bauteil (2) und unmittelbar an den Träger (1) angrenzt.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem vor der Volumenänderung die Verbindungsschicht (3) eine vertikale Schichtdicke (3D) aufweist und die Reduzierung des vertikalen Abstands (D) durch Schrumpfung der vertikalen Schichtdicke (3D) der Verbindungsschicht (3) oder durch
Schrumpfung des Volumens der Verbindungsschicht (3) erfolgt.
4. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,
bei dem die Verbindungsschicht (3) vor dem Schrumpfprozess zur Erhöhung der Klebfähigkeit kurzzeitig aufgequollen wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem
- vor der Volumenänderung die Verbindungsschicht (3) in
einer Umgebung der Kontaktschicht ( 2S ) eine vertikale Schichtdicke (3D) mit konstanter Höhe aufweist, und
- nach der Volumenänderung die Verbindungsschicht (3) in
derselben Umgebung der Kontaktschicht ( 2S ) eine reduzierte vertikale Schichtdicke (3D) mit lokal unterschiedlichen Höhen aufweist, wobei
- die Schichtdicke (3D) in einem Überlappungsbereich der Verbindungsschicht (3) mit dem Bauteil (2) größer ist als in einem Bereich der Verbindungsschicht (3) ohne Überlappung mit dem Bauteil (2), oder
- die Schichtdicke (3D) in einem Überlappungsbereich der Verbindungsschicht (3) mit der Kontaktschicht ( 2S ) größer ist als in einem Bereich der Verbindungsschicht (3) ohne Überlappung mit der Kontaktschicht ( 2S ) .
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Verbindungsschicht (3) ein fotostrukturierbares Material aufweist und die Öffnung (3R) durch
Fotostrukturierung der Verbindungsschicht (3) gebildet wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem die freiliegende Anschlussfläche (1F) durch eine freiliegende Oberfläche einer Anschlusssäule (IC) gebildet ist, wobei
- die Anschlusssäule (IC) in der Öffnung (3R) der
Verbindungsschicht (3) angeordnet ist, und
- die Anschlusssäule (IC) vor der Volumenänderung der
Verbindungsschicht (3) von dieser lateral beabstandet ist und nach der Volumenänderung der Verbindungsschicht (3) von dieser lateral beabstandet bleibt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem die freiliegende Kontaktfläche (2F) durch eine freiliegende Oberfläche einer Kontaktsäule (2C) gebildet ist, wobei
- die Kontaktsäule (2C) in die Öffnung (3R) der
Verbindungsschicht (3) hineinragt, und
- die Kontaktsäule (2C) vor der Volumenänderung der
Verbindungsschicht (3) von dieser lateral beabstandet ist und nach der Volumenänderung der Verbindungsschicht (3) von dieser lateral beabstandet bleibt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei dem mehrere Bauteile (2) gleichzeitig auf dem Träger (1) angebracht werden, wobei
- jedes Bauteil (2) eine Kontaktschicht (2S) mit zumindest einer Kontaktfläche (2F) aufweist, - die Verbindungsschicht (3) mehrere Öffnungen (3R) aufweist, in denen jeweils eine Anschlussfläche (1F) der Anschlussschicht (IS) frei zugänglich ist, und
- die Bauteile (2) in einem gemeinsamen Prozessschritt zur Reduzierung des Volumens der Verbindungsschicht (3) mit dem Träger (1) elektrisch verbunden werden.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Reduzieren des vertikalen Abstands (D) durch äußere Krafteinwirkung mechanisch unterstützt wird.
11. Bauelement (10) mit einem Träger (1), zumindest einem Bauteil (2) und einer elektrisch isolierenden
Verbindungsschicht (3), bei dem
- das Bauteil (2) mittels der elektrisch isolierenden
Verbindungsschicht (3) auf dem Träger (1) mechanisch befestigt ist,
- der Träger (1) eine Anschlussschicht (IS) mit einer
Anschlussfläche (1F) aufweist, wobei die
Verbindungsschicht (3) auf dem Träger angeordnet ist und zumindest eine Öffnung (3R) aufweist, in der sich die Anschlussfläche (1F) der Anschlussschicht (IS) befindet,
- das Bauteil (2) eine Kontaktschicht (2S) mit einer
Kontaktfläche (2F) aufweist, wobei in Draufsicht auf den Träger (1) die Kontaktfläche (2F) die Öffnung der
Verbindungsschicht (3) und die darin befindliche
Anschlussfläche (1F) der Anschlussschicht (IS) bedeckt, und
- die Kontaktfläche (2F) und die Anschlussfläche (1F)
unmittelbar aneinander angrenzen, wodurch ein direkter elektrischer Kontakt zwischen der Kontaktschicht (2S) und der Anschlussschicht (IS) gebildet ist und wodurch das Bauteil (2) mit dem Träger (1) elektrisch leitend
verbunden ist.
12. Bauelement (10) nach Anspruch 11,
bei dem eine Grenzfläche zwischen der Kontaktschicht ( 2S ) und der Anschlussschicht (IS) durch eine Überlappungsfläche zwischen der Kontaktfläche (2F) und der Anschlussfläche (1F) gebildet ist, wobei die Grenzfläche frei von einem Material der Verbindungsschicht (3) oder frei von Spuren eines
Materials der Verbindungsschicht (3) ist.
13. Bauelement (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 12, bei dem sich die Verbindungsschicht (3) ausschließlich in einem vertikalen Bereich erstreckt, der sich entlang der vertikalen Richtung in einer Höhe zwischen dem Träger (1) und dem Bauteil (2) befindet, sodass Seitenflächen (4H) eines Hauptkörpers (2H) des Bauteils (2) frei von einer Bedeckung durch die Verbindungsschicht (3) sind.
14. Bauelement (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei dem die Verbindungsschicht (3) in einem
Überlappungsbereich mit dem Bauteil (2) eine dem Träger (1) abgewandte Oberfläche (31F) aufweist, die direkt an das Bauteil (2) angrenzt und die höchste vertikale Erhebung der Verbindungsschicht (3) von dem Träger (1) markiert.
15. Bauelement nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
bei dem die Verbindungsschicht (3) in Draufsicht auf den Träger (1) einen ersten Teilbereich (31) und einen an den ersten Teilbereich (31) direkt angrenzenden zweiten
Teilbereich (32) aufweist, wobei
- der erste Teilbereich (31) eine dem Träger (1) abgewandte erste Oberfläche (31F) aufweist, die direkt an das Bauteil (2) angrenzt und von dem Bauteil (2) vollständig bedeckt ist,
- der zweite Teilbereich (32) eine dem Träger (1) abgewandte zweite Oberfläche (32F) aufweist, die nicht an das Bauteil (2) angrenzt, und
- ein vertikaler Abstand zwischen der ersten Oberfläche
(31F) und einem Hauptkörper (1H) des Trägers (1) größer ist als ein vertikaler Abstand zwischen dem zweiten
Oberfläche (32F) und dem Hauptkörper (1H) des Trägers (1) .
16. Bauelement (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 15, bei dem die Verbindungsschicht (3) eine dünne
Haftvermittlerschicht mit einer Schichtdicke (3D) zwischen einschließlich 20 nm und 2 pm ist.
17. Bauelement (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 16, bei dem das Bauteil (2) über einen Durchkontakt (12) mit dem Träger (1) elektrisch leitend verbunden ist, wobei
- der Durchkontakt (12) zumindest einen Teilbereich der
Kontaktfläche (2F) und zumindest einen Teilbereich der Anschlussfläche (1F) aufweist,
- der Durchkontakt (12) sich entlang der vertikalen Richtung durch die Verbindungsschicht (3) hindurch erstreckt, und
- der Durchkontakt (12) in lateraler Richtung durch einen Zwischenbereich (Z) von der Verbindungsschicht (3)
beabstandet ist, wobei der Zwischenbereich (Z) ein mit einem gasförmigen Medium gefüllter Hohlraum ist.
18. Verfahren oder Bauelement (10) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, bei dem
- das Bauteil (2) einen Halbleiterkörper (2H) mit einer
optisch aktiven Zone (23) aufweist, die zur Erzeugung oder zur Detektion elektromagnetischer Strahlung eingerichtet ist, und
- der Träger (1) elektrische Schaltungen aufweist, die zur elektrischen Kontaktierung oder zur Ansteuerung des
Bauteils (2) eingerichtet sind.
19. Verfahren oder Bauelement (10) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, bei dem
die Kontaktfläche (2F) der Kontaktschicht ( 2S ) die Öffnung (3R) und die Anschlussfläche (1F) in Draufsicht nur teilweise bedeckt .
20. Verfahren oder Bauelement (10) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, bei dem
der Kontakt zwischen der Kontaktschicht (2S) und der
Anschlussschicht (IS) eine umgeschmolzene Kontaktverbindung ist .
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