WO2023117279A1 - Optoelektronische halbleitervorrichtung und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleitervorrichtung - Google Patents

Optoelektronische halbleitervorrichtung und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleitervorrichtung Download PDF

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optoelectronic semiconductor
columns
semiconductor device
substrate
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Susanne Brunner
Ivar Tangring
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Ams-Osram International Gmbh
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Definitions

  • An optoelectronic semiconductor device is specified.
  • a method for producing an optoelectronic semiconductor device is specified.
  • Submount light-emitting diode devices are known from the prior art (OSRAM OSLON Submount CL) and are used, for example, in automobile headlights. It is known that these components are conventionally glued to a heat sink using a polymer-based adhesive. It is also known that such polymer-based adhesives have low thermal conductivity.
  • One problem to be solved is to specify an optoelectronic semiconductor device that has a second-level connection that is characterized by a particularly high thermal conductivity.
  • Another problem to be solved is to specify a method for producing such an optoelectronic semiconductor device.
  • the optoelectronic semiconductor device comprises a carrier, an optoelectronic semiconductor chip arranged on the carrier and a plurality of pillars, the plurality of pillars being arranged on a bottom surface of the carrier opposite the optoelectronic semiconductor chip and the plurality of pillars having a thermal Cause heat conduction away from the optoelectronic semiconductor chip and the carrier.
  • the plurality of pillars can be glued or soldered to a substrate, with the plurality of pillars effecting thermal heat conduction away from the optoelectronic semiconductor chip and the carrier to the substrate.
  • the optoelectronic semiconductor device can be glued or soldered to the carrier having the plurality of pillars on a substrate, the plurality of pillars thereby reducing thermal heat conduction away from the optoelectronic semiconductor chip and the carrier into the second-level connection , between the carrier and the substrate , cause .
  • the optoelectronic semiconductor device is soldered on a substrate, a soldered connection between the plurality of columns and the substrate can advantageously be realized with particularly low mechanical stresses.
  • the optoelectronic semiconductor device has a higher thermal conduction into the interface, i. H . the second level connection between the carrier and a substrate than the light emitting diode device known from the prior art.
  • the plurality of pillars bring about particularly homogeneous thermal heat conduction in the direction away from the carrier and the optoelectronic semiconductor chip.
  • the increased thermal heat conduction is due to a lower thermal resistance (Rth) in the interface between the carrier and the substrate and at the same time ensures a reduction in the thermal resistance of the optoelectronic semiconductor device as a whole device.
  • the thermal resistance (Rth) between the substrate of the optoelectronic semiconductor device to an adjacent substrate by at least between 1 to 50%, or by at least between 5 and 40%, or by at least between 10-30%.
  • the filled polymer adhesives used often exhibit low thermal conductivity, typically in the range of 1-10W/mK. Direct, full-area soldering of such light-emitting diode devices on a printed circuit board is not possible because of differences in the thermal expansion coefficients between the AlN carrier of the light-emitting diode device and the printed circuit board. In particular, too large a difference in the thermal expansion coefficients between the carrier and the printed circuit board can lead to cracking and delamination of the soldering.
  • the combination of a low thermal conductivity and a thick adhesive layer leads to a high thermal resistance, in the second level connection, ie in the adhesive layer between the carrier of the light emitting diode device and the printed circuit board.
  • a thermal conductivity of 7W/mK it could be shown that the adhesive layer has a thermal resistance of approximately 0 . 5K/W.
  • This thermal resistance in the adhesive layer or the connection between the carrier of the light-emitting diode device and the substrate can account for more than 20% of the total thermal resistance of the light-emitting diode device and thus limits the maximum power of the light-emitting diode device.
  • An optoelectronic semiconductor device described here is based, among other things, on the following considerations, that already very little material, i.e. a small total volume of material from the plurality of columns, which consists of a material with high thermal conductivity, heat away from the optoelectronic semiconductor chip and much more efficiently can dissipate from the wearer than if only a polymer adhesive is used.
  • a further advantage is that a connection between materials with very different thermal expansion coefficients (GTE) can be made possible.
  • GTE thermal expansion coefficients
  • the difference in thermal expansion coefficients between connected materials often leads to mechanical stresses.
  • material fatigue can occur in the connection between a carrier of an optoelectronic semiconductor chip and a substrate after many thermal cycles.
  • a soft material such as a polymer-based adhesive, in the bond between the carrier and the substrate, can usually compensate for differences in the thermal expansion coefficients between the materials and reduce the mechanical stresses. Disadvantageously, however, such materials also generally have low thermal conductivities and high thermal resistances.
  • the optoelectronic semiconductor device can in particular include a carrier made of a very hard material with a high modulus of elasticity and a low coefficient of thermal expansion, which can be soldered directly to a metallic substrate without high material stresses and material failure occurring.
  • the optoelectronic semiconductor device comprises a carrier or a housing having one of the following materials; Aluminum nitride, aluminum oxide, silicon nitride, silicon carbide or diamond .
  • supports or housing materials made of silicon carbide or diamond can advantageously be used. Both materials have high moduli of elasticity and low coefficients of thermal expansion, and therefore cause severe tension if they are soldered directly to a metal heat sink.
  • both materials are also characterized by high thermal conductivity and could therefore be used advantageously as a carrier or housing material.
  • the optoelectronic semiconductor device comprises a plurality of pillars made of metal.
  • the plurality of columns consists of copper or an alloy containing copper.
  • the majority of columns can also consist of gold or an alloy containing gold, for example.
  • the plurality of pillars preferably comprises a material that conducts heat well or is electrically conductive.
  • the plurality of columns can include different subsets that have different materials. By using different materials for different subsets from the plurality of columns, in particular the material properties of the different subsets from the plurality of columns can be adjusted individually. In particular, the choice of material, electrical and/or thermal conductivities, could be adjusted individually for subsets from the plurality of columns.
  • some subsets of the plurality of columns can consist of gold or a gold alloy, with other subsets consisting of copper or a copper alloy.
  • the material for the plurality of columns or subsets thereof can be chosen so that it provides a certain specific electrical or thermal resistance. As a result, the electrical or thermal resistance over one column or over the plurality of columns or over one Subset of the plurality of columns, depending on the length and / or the cross-sectional area of the one column or the plurality of columns are adjusted.
  • the optoelectronic semiconductor device comprises at least one pillar from the plurality of pillars having an aspect ratio, wherein a width of at least one pillar is shorter than its height.
  • the plurality of columns preferably has an aspect ratio of greater than 1.
  • the adhesive or soldered connection between the carrier of the optoelectronic semiconductor device and the substrate can be designed to be particularly mechanically flexible. For example, the narrower and longer the plurality of columns are and the further apart they are arranged on the carrier, the more flexible the connection between the carrier and the substrate can be made.
  • an adhesive or soldered connection can be realized between the carrier and the substrate with less mechanical stress and an improved thermal connection.
  • the optoelectronic semiconductor device comprises at least one pillar from the plurality of pillars having an aspect ratio, wherein a width of at least one pillar is longer than its height.
  • mechanically stable columns or subsets of the plurality of columns can be produced.
  • individual columns or subsets of the plurality of columns can be provided with a width longer than its height.
  • this allows individual columns or subsets of the plurality of columns to function as mechanically stable spacers.
  • by providing individual columns or subsets of the plurality of columns that are mechanically more stable than the rest that can be achieved the majority of columns are less prone to mechanical deformation during further handling or the manufacturing process, particularly in the joining process.
  • At least one of the plurality of columns may have a width longer than its height and at least a subset of the plurality of columns may have a width shorter than its height. All columns can have the same height.
  • this allows a plurality of columns to be provided which cannot be mechanically deformed in the vertical direction, parallel to the lateral surfaces of the plurality of columns, the plurality of columns having a width that is smaller than its height, nevertheless can provide mechanical flexibility to differences in thermal expansion coefficients between the carrier and the substrate.
  • the at least one column acts as a mechanically stable spacer, and the at least a subset of the plurality of columns, with the width that is shorter than the height, enable a mechanically flexible connection between the carrier and the substrate can be guaranteed.
  • the majority of columns can have a height between 5 ⁇ m and 200 ⁇ m, or preferably a height between 10 ⁇ m and 100 ⁇ m, or particularly preferably a height between 20 ⁇ m and 60 ⁇ m.
  • a column height of 40 ⁇ m has proven particularly favorable.
  • the height of the plurality of columns can be chosen according to the required polymeric material gap or the required spacing between the support and the substrate.
  • the selected height of the plurality of columns can be used to specifically control the polymer material joint between the carrier and the substrate.
  • the plurality of columns can have the same height. In this way it can be produced that the polymer material joint between the carrier and the substrate is the same over the entire bottom surface of the carrier.
  • a subset of the plurality of columns can be one of a ne other subset of the plurality of columns, have different heights.
  • a substrate with a topological surface or a plurality of substrates that are arranged at different heights from one another could be used.
  • Different subsets from the plurality of columns are arranged at different step heights on one or more substrates.
  • the optoelectronic semiconductor device has a plurality of pillars, the combined total area of the end faces of the plurality of pillars being at least 10 to 30% of the base area of the carrier.
  • a larger total area of the plurality of pillars, for the same height, causes more heat to be dissipated through the plurality of pillars toward the substrate.
  • at least one pillar of the plurality of pillars has a width that is smaller than the height.
  • at least one column of the plurality of columns has a width that is less than 200 pm, or less than 100 pm, or less than 60 pm, or less than 40 pm, or less than 20 pm, or less than 10 pm or less than 5 pm .
  • a column width of less than 40 ⁇ m has proven particularly favorable in order to increase mechanical adhesion of the plurality of columns in a solder or in an adhesive.
  • particularly good mechanical adhesion was ensured with a column height of 40 ⁇ m and a column width of less than 30 ⁇ m, or a column width of less than 20 ⁇ m, or a column width of less than 10 ⁇ m, or a column width of less than 5 ⁇ m.
  • the optoelectronic semiconductor device has at least one pillar from the plurality of pillars in cross-section with a geometric shape that is circular and/or ellipsoidal and/or square and/or polygonal, in particular triangular, four - , pentagonal, hexagonal or octagonal, is .
  • Circular, three-, four- and six-cornered columns can advantageously be used also pack particularly tightly together in a matrix consisting of a plurality of columns.
  • the optoelectronic semiconductor device has at least a subset of the plurality of columns which are arranged equidistantly from one another on the carrier.
  • equidistant in this context means that all columns are equally spaced from one another.
  • the center point of a column is arranged at the same distance from the center point of an adjacent column.
  • Different subsets of the plurality of columns can have different equidistant distances of have the pillars .
  • the optoelectronic semiconductor device has at least a first row of columns in a matrix of the plurality of columns or a subset of columns from the plurality of columns that have a different column spacing on the carrier than a second row or a second subset of columns.
  • a first row of columns in a matrix of the plurality of columns, with the same row lengths can be equipped with a different number of columns than a second or third row.
  • a first subset of columns in a matrix of the plurality of columns can be equipped with a different number of columns than a second or third subset with the same subset area.
  • a first row or a first subset of columns can be equipped with a higher number of columns than a second row or a second subset of columns.
  • This preferably allows rows and/or subsets of the plurality of columns to be provided, which can supply electricity to a region of the carrier in a particularly reliable manner and/or can dissipate a particularly large amount of heat.
  • the mechanical property of the adhesive or soldered joint connection between the plurality of pillars and the substrate in the area of a row or subset of pillars can be controlled.
  • particularly stable mechanical adhesive connections or soldered connections can be realized if the column height is 40 ⁇ m and the total area of the end faces of the plurality of columns added together is at least 30% or at least 20% or at least 10% of the base area of the carrier.
  • the optoelectronic semiconductor device has a polymer present between the plurality of pillars, the bottom surface of the carrier and the top of the substrate, and the end surfaces of the plurality of pillars and the top of the substrate.
  • the optoelectronic semiconductor device is attached to the substrate by means of the polymer.
  • the polymer is preferably in direct contact with the bottom surface of the carrier , the top surface of the substrate , the end surfaces of the plurality of columns, and with the lateral surfaces of the plurality of columns.
  • a direct contact has the effect that a particularly reliable and mechanically stable material connection can be guaranteed.
  • the polymer preferably wets the bottom surface of the carrier, the top side of the substrate and the at least one lateral surface of the plurality of columns, covering the entire area.
  • the polymer preferably only wets the bottom surface of the carrier area-wide where the plurality of columns are not arranged on the carrier.
  • the polymer wets the bottom surface of the carrier, the top side of the substrate and the at least one lateral surface of the plurality of columns with at least 50%, or preferably at least 75%, or more preferably at least 95%.
  • an adhesive layer is formed between the end faces of the plurality of pillars and the substrate.
  • the polymer layer between the end faces of the plurality of pillars and the top of the substrate is as thin as possible to ensure low thermal resistance between the end faces of the plurality of pillars and the substrate.
  • the thickness of the polymer layer between the end faces of the plurality of columns and the top side of the substrate is at most 5 gm, or at most 3 gm, or at most 1 gm.
  • the polymer layer covers the end faces of the plurality of columns by at least 20%, preferably by at least 50%, more preferably by at least 75%. For example, with 20 percent coverage of the end faces and a polymer layer thickness of 1 gm, the thermal resistance could be reduced from 0.6 K/W to 0.1 K/W compared to the uncovered end faces of the majority of columns.
  • a high area coverage of the polymer ensures that a stable and reliable material connection can be guaranteed.
  • the plurality of pillars includes the contact area of the polymer in the adhesive bond between the support and the substrate.
  • the increased contact area of the polymer results in improved adhesion of the polymer.
  • a high area coverage of the polymer also contributes to improved heat conduction.
  • the good surface coverage of the polymer with the lateral surfaces of the plurality of columns, in the case of a partial delamination between the end surfaces of the plurality of columns and the substrate means that good adhesion and thermal conduction to the substrate can always be guaranteed.
  • the polymer is an adhesive.
  • the adhesive is based on silicone or epoxy resin.
  • the effect of the plurality of columns is that improved heat conduction is produced in the adhesive connection between the carrier and the substrate.
  • the increased heat conduction is due to the multiple columns that serve to conduct heat through the adhesive toward the substrate to lead .
  • a thin layer of adhesive may be present between the end faces of the plurality of pillars and the substrate. This enables a particularly low thermal resistance to be produced in the interface between the end faces of the plurality of pillars and the substrate.
  • the optoelectronic semiconductor device has a polymer that has filling materials.
  • the polymer is an adhesive.
  • the adhesive is based on silicone or epoxy resin.
  • the adhesive can contain additional filling materials in order to influence the properties of the adhesive.
  • the filler materials are preferably used in the form of powder.
  • the filling materials can be materials with a high dielectric strength or electrically insulating materials.
  • the use of such filling materials together with an electrically insulating polymer avoids short circuits between two differently polarized and electrically conductive subsets of the plurality of columns.
  • the use of ZnO or SiC based varistors has proven to be particularly suitable filling materials.
  • the insulators are, in particular, ceramic or amorphous materials such as glass.
  • the filler material may include aluminum oxide, aluminum nitride, silicon nitride, or silicon carbide.
  • the optoelectronic semiconductor device has a maximum polymer material joint between the carrier and the substrate, which is determined by the height of the plurality of columns. For example, a polymer material joint can be realized in this way, which has the same reproducible height everywhere between a bottom surface of the carrier and a top side of a substrate.
  • a homogeneous heat conduction in the direction away from the optoelectronic semiconductor device and the carrier to the substrate can thereby be implemented.
  • a surface-covering, homogeneous heat conduction can be generated over the entire carrier in the direction away from the optoelectronic semiconductor chip and the carrier to the substrate.
  • Homogeneous heat dissipation from the optoelectronic semiconductor chip and the carrier can contribute to the increased service life of the optoelectronic semiconductor chip.
  • the plurality of columns can be glued or soldered onto the substrate. A particularly well-defined and controllable polymer material joint can be produced if the plurality of columns are firmly connected to the substrate.
  • the optoelectronic semiconductor device has a lower thermal resistance between the carrier and the substrate when the plurality of pillars are arranged with their end faces directly adjacent to the substrate.
  • the optoelectronic semiconductor device has a polymer which runs laterally over the base area of the carrier.
  • the optoelectronic semiconductor device has a polymer that has a carrier connects to the front side.
  • the polymer that is superfluous for the adhesive connection and that laterally overflows the bottom surface of the carrier can pull up the carrier face slightly or pull it up. connect .
  • the term "slight" means in this context that the polymer raises at least 10%, or at least 30%, or at least 50% of the height of the carrier front side.
  • the superfluous polymer which laterally overflows the bottom surface of the carrier, can
  • the surface of the substrate runs inclined up to the end face of the carrier.
  • a particularly reliable adhesive bond can be produced between the carrier and the substrate if the polymer adjoins and adheres to the carrier end face.
  • the optoelectronic semiconductor device thereby better withstands mechanical shearing stresses.
  • the optoelectronic semiconductor device has a polymer end face which terminates flush with the carrier end face.
  • Such optoelectronic semiconductor devices are preferably particularly space-saving and can be placed closer to other optoelectronic semiconductor devices and/or other electronic components.
  • the optoelectronic semiconductor device has a polymer that fixes the plurality of columns on the substrate.
  • the term "fix” in this context means that the polymer mechanically stabilizes the plurality of columns. That is, the polymer network between the columns causes the plurality of columns to better endure compressive, shearing or tensile forces.
  • the polymer network causes that the plurality of pillars does not deform plastically or buckle during handling or operation
  • the plurality of pillars have aspect ratios greater than 1, or greater than 2, or greater than 3, or greater than 5, or greater than 10.
  • the distance from the individual columns is greater than the width of a column from the plurality of columns.
  • the distance is more than 2 times the column width, or more than 5 times the column width, or more than 10 times the column width, or more than 20 times the column width.
  • the optoelectronic semiconductor device has a substrate that includes a printed circuit board.
  • the substrate can be in the form of a printed circuit board (PCB), for example.
  • the printed circuit board has electrical lines.
  • the circuit board can also be in the form of a printed metal-core circuit board.
  • the printed circuit board can include a metal core made of copper or aluminum, for example.
  • the printed circuit board functions as a heat sink for heat that is generated in the optoelectronic semiconductor device and that is conducted to the substrate via the carrier with the plurality of pillars.
  • the circuit board has at least one of the following materials; Aluminum, Copper, Aluminum Oxide, Silicon Nitride, Aluminum Nitride, FR4 .
  • the optoelectronic semiconductor device has a first printed circuit board, which has electrical conductor tracks and/or has at least one exposed area with metal, which runs through the printed circuit board perpendicularly to and in the direction away from the carrier bottom surface and as a heat conductor, connection surface and/or electrical conductor.
  • the optoelectronic semiconductor device has a plurality of pillars which are arranged directly over, in contact with, or connected to the exposed area with metal on the printed circuit board are .
  • a polymer or a solder can be present between the end faces of the plurality of columns and the substrate, which additionally fastens the plurality of columns on the substrate.
  • the optoelectronic semiconductor device has a plurality of columns, each of which has an end cap made of solder.
  • the end caps mean that the plurality of columns can be soldered on the substrate.
  • the optoelectronic semiconductor device can preferably be fastened with the carrier, having the plurality of columns, by means of the end caps on the substrate.
  • the solder has an alloy that includes at least two of the following elements; Ag, Al, Au, Bi, Cd, Cu, Fe, P, Pb, Sb, Si, Sn, Zn.
  • the end caps can comprise gold-tin (AuSn) or silver-sense-copper (SnAgCu)-based solder.
  • the substrate can be a heat sink.
  • the heat sink can be a circuit board comprising copper or aluminum.
  • the optoelectronic semiconductor device has a plurality of columns, each of which has an end surface facing away from the base surface of the carrier, and at least one laterally circumferential lateral surface area, which is aligned perpendicularly to the end surface, the end cap of at least one column from the plurality of pillars, the end surface and at least partially the at least one laterally encircling lateral surface are covered with the solder.
  • the material connection between the plurality of columns and the substrate can be produced in a particularly mechanically stable manner if the end caps cover both the end surfaces and at least partially the at least one laterally circumferential lateral surface with the solder.
  • the fact that the end caps cover the lateral surfaces at least partially means that an increased connection surface can be generated for the soldered connection, the solder both the end surfaces of the plurality of columns, the substrate and at least partially the wets at least one circumferential lateral surface.
  • the term "partial" in this context means that the height of the end caps in the direction away from the top of the substrate is at most 5% or at most 10% or at most 20% or at most 50% of the height of one of the plurality of columns amounts to .
  • the thickness of the end caps is preferably between 500 nm and 10 ⁇ m, or preferably between 1 and 6 ⁇ m, or more preferably between 2 and 4 ⁇ m. In particular, a thickness of about 3 ⁇ m has proven particularly advantageous.
  • the optoelectronic semiconductor device has end caps that provide a mechanical and a thermal and/or an electrical connection.
  • the end caps ensure that a reliable mechanical and thermal and/or electrical solder connection can be produced between the carrier with the plurality of columns and the substrate.
  • the plurality of columns preferably has the effect that a difference in thermal expansion coefficients between the carrier and the substrate can be compensated for in a particularly advantageous manner.
  • the effect of the plurality of columns is that the thermal stresses in the solder joint between the carrier and the substrate can be reduced. This can be attributed both to a small total area between the plurality of columns and the substrate, compared to a full-area solder connection, and to the interrupted solder connection.
  • the plurality of pillars which are attached to the substrate by the solder end caps, have a material bond between the end faces of the plurality of pillars and the substrate. This results in a connection that is particularly advantageous for the thermal and/or electrical conductivity and has a particularly low thermal and electrical resistance.
  • the optoelectronic semiconductor device has a polymer between the bottom surface of the carrier and a top side of a substrate. wherein the top of the substrate is located directly adjacent below the end faces of the plurality of pillars.
  • the plurality of columns are connected to the substrate by means of the solder end caps.
  • no polymer is present between the end faces of the plurality of pillars and the top surface of the substrate.
  • the polymer completely fills the area between the plurality of columns and the area between the support and the substrate.
  • the polymer preferably covers the lateral surfaces of the plurality of columns, the side edges of the end caps aligned perpendicularly to the substrate, and the carrier and the substrate, where the plurality of columns are not arranged, area-wide.
  • the optoelectronic semiconductor device optionally has a polymer in the interstices of the plurality of columns.
  • the polymer contributes to adhesion in the connection between the carrier having the plurality of pillars and the substrate.
  • the polymer increases the mechanical stability of the plurality of columns and/or of the solder connections between the end caps and the substrate.
  • the polymer preferably fills the entire volume between the plurality of columns and between the support and the substrate. Sufficient underfilling of the polymer between the carrier and the substrate ensures that there are few air bubbles under the carrier and between the plurality of columns. This in turn causes better adhesion between the carrier and the substrate.
  • the optoelectronic semiconductor device has a substrate that includes at least one base plate.
  • the base plate is a metal plate.
  • the metal plate can preferably consist of copper or a copper alloy.
  • the metal plate can have a thickness between 1 mm and 5 ⁇ m, or preferably a thickness between 500 ⁇ m and 20 ⁇ m, or particularly preferably a thickness between 150 ⁇ m and 50 ⁇ m.
  • the optoelectronic semiconductor device has at least one base plate.
  • the base plate can be provided as a block, foil, plate or layer.
  • the at least one base plate can comprise one or more pre-structured parts or the at least one base plate is only structured after being connected to the plurality of columns.
  • a base plate associated with a subset of the plurality of pillars may have a shape and at least one area corresponding to the plurality of pillars disposed on the bottom surface of the support.
  • a base plate associated with a subset of the plurality of columns may have a plan view shape that corresponds to an outer contour of that subset.
  • the shape and surface of a base plate that is associated with a subset of the plurality of pillars is not limited by the shape of that subset of the plurality of pillars, but may have any shape and surface that is outside the outer contour of the Plurality of pillars extends.
  • the shape and area of the base plate can be adapted to the thermal and electrical requirements of the optoelectronic semiconductor device.
  • a base plate that is larger than the associated subset of the plurality of pillars causes heat to flow from the carrier and the optoelectronic semiconductor device toward a heat sink or conductor. terplatte, can be temporally divided over a larger area than the area assumed by the plurality of columns.
  • the optoelectronic semiconductor device has a carrier with a plurality of pillars which are fastened to the at least one base plate by means of end caps.
  • the plurality of pillars are soldered to the top of a base plate by means of end caps made of solder.
  • the base plate for the optoelectronic semiconductor device or for the carrier with the plurality of columns a new underground.
  • the end caps can preferably consist of an AuSn solder layer.
  • the thickness of the end caps is preferably between 500 nm and 10 ⁇ m, or preferably between 1 and 6 ⁇ m, or more preferably between 2 and 4 ⁇ m. In particular, an end cap thickness of about 3 ⁇ m has proven to be sufficiently thick to ensure a reliable solder connection between the plurality of columns and the base plate.
  • the optoelectronic semiconductor device has a polymer between the carrier and the base plate.
  • the optoelectronic semiconductor device has a carrier with a plurality of columns which are fastened to the base plate by means of end caps made of a solder.
  • the carrier between the plurality of pillars comprises a silicone or epoxy.
  • the polymer can be introduced between the plurality of columns by foil-assisted molding (FAM), dispensing, doctoring, casting or molding, with the plurality of columns being free of the polymer between the end caps in the lateral direction.
  • the polymer between the plurality of pillars ensures that the plurality of pillars are mechanically more stable to shear and compressive forces.
  • this allows a more reliable connection to be established between the plurality of columns and the base plate.
  • the polymer supports the majority of the columns so that the columns do not shift during handling. Bends or plastically deforms. Bending or plastic deformation of the plurality of pillars could cause mechanical stress on the solder joints between the plurality of pillars with the end caps and the base plate. The mechanical stress on the solder joint can result in material failure in the solder joints.
  • the base plate retains its shape.
  • the polymer between the carrier and the base plate 12, as well as between the plurality of columns causes the base plate 12 to retain its planarity.
  • the optoelectronic semiconductor device comprises one or more subsets of the plurality of columns, which provide electrical contacting of the optoelectronic semiconductor device.
  • the subset of the plurality of pillars preferably provides both electrical contact and thermal contact.
  • a first subset of the plurality of pillars may provide an anode and the second subset of the plurality of pillars may provide a cathode.
  • the anode and the cathode provide electrical leads in order to energize the optoelectronic semiconductor chip.
  • the plurality of pillars, which the anode provides ends on a first via that runs through the carrier, and the plurality of columns that the cathode provides ends on a second via that runs through the carrier.
  • the first and second subsets of the plurality of pillars, which are used for the anode and cathode, are in particular electrically insulated from one another.
  • the optoelectronic semiconductor device can have more than a first and a second subset of the plurality of columns.
  • the optoelectronic semiconductor device can preferably have three subsets of the plurality of pillars, with a first and a second subset of the plurality of pillars providing electrical and thermal contact, and with a third subset of the plurality of pillars providing thermal contact. tion provides .
  • the third subset of the plurality of columns is in particular electrically neutral.
  • the optoelectronic semiconductor device has a plurality of pillars which are arranged in distinctly delimited electrically isolated subsets on the carrier. If, for example, subsets from the plurality of columns are used as electrical lines or contacts, the use of a polymer in the spaces between the plurality of columns allows electrical short circuits to be avoided in particular.
  • the dielectric strength can be increased by using a filling material such as a ceramic or a varistor. In particular, this allows the susceptibility to electrical short circuits to be suppressed.
  • the optoelectronic semiconductor device has at least one base plate, which comprises a plurality of parts.
  • a first subset of the plurality of columns can be connected to a first base plate and a second subset of the plurality of columns can be connected to a second base plate and a third subset of the plurality of columns can be connected to a third base plate.
  • the different base plates in connection with the different subsets of the plurality of columns can provide different functions from one another.
  • a first base plate and a first subset of the plurality of pillars and/or a second base plate and a second subset of the plurality of pillars can provide electrical and thermal contacts.
  • a third base plate and a third subset of the plurality of pillars can provide thermal contact.
  • a first base plate and a first subset of the plurality of pillars may provide an anode and the second base plate and second subset of the plurality of pillars may provide a cathode.
  • the first base plate lies with the first subset of the plurality of columns from the second base plate with the second subset of the plurality of columns electrically isolated from each other.
  • a third base plate with a third subset of the plurality of columns can in particular be present in an electrically neutral manner.
  • the third subset of the plurality of pillars is arranged on the bottom surface of the carrier opposite the semiconductor chip directly under the semiconductor chip on the carrier.
  • the center point of the third plurality of columns deviates from the center point of the semiconductor chip by at most 500 ⁇ m, preferably at most 100 ⁇ m, or more preferably at most 20 ⁇ m.
  • the number of base plates and subsets of the plurality of columns is not limited to three, but can be any number of base plates and subsets of the plurality of columns. In particular, any number of electrical and thermal connections to the carrier and the optoelectronic semiconductor device can be provided.
  • the optoelectronic semiconductor device on the carrier has a first subset of the plurality of pillars with a first base plate, a second subset of the plurality of pillars with a second base plate, and a third subset of the plurality of pillars with a third base plate on .
  • the first, second and third base plates are separate from one another.
  • the first subset of the plurality of pillars with the first base plate and the second subset of the plurality of pillars with the second base plate provide electrical and thermal contact.
  • the first subset of the plurality of pillars with the first base plate provides an anode.
  • the second subset of the plurality of pillars with the second base plate thereby provides a cathode.
  • the third subset of the plurality of columns with the third base plate provides a thermal contact.
  • a polymer is disposed between the support and the first, second, and third base plates, and between the first, second, and third subsets of the plurality of columns.
  • the covered Polymer covers the bottom surface of the carrier where the plurality of columns are not located.
  • the optoelectronic semiconductor device has at least one base plate, which has a metal.
  • the base plate preferably comprises a metal.
  • the base plate comprises a metal with high thermal conductivity.
  • the base plate can comprise copper or an alloy containing copper.
  • the optoelectronic semiconductor device has a base plate which has a solder layer on an underside facing away from the optoelectronic semiconductor chip.
  • the solder layer covers the underside of the at least one base plate over the full area or at least partially.
  • the optoelectronic semiconductor device is connected to the base plate with a heat sink by means of the solder layer.
  • the optoelectronic semiconductor device can be soldered onto a heat sink by means of the solder layer.
  • the plurality of columns arranged between the carrier and the base plate compensate in particular for the differences in thermal expansion coefficients between the carrier and the heat sink.
  • a carrier of the optoelectronic semiconductor device which has ceramic, can thereby be soldered onto a heat sink, comprising a metal, by means of the plurality of columns and the base plate.
  • the support can include aluminum oxide, aluminum nitride, silicon carbide, silicon nitride, graphite or diamond.
  • the carrier preferably consists of a material with good electrical insulation properties.
  • the heat sink can preferably have copper or aluminum.
  • the optoelectronic semiconductor device has at least one base plate, which is attached to a printed circuit board or a heat sink by means of a layer of solder.
  • An optoelectronic semiconductor device comprising a carrier with a plurality of subsets of the plurality of columns and a plurality of base plates assigned to the plurality of columns can preferably be arranged on a structured printed circuit board.
  • a metal core circuit board is used.
  • the metal core circuit board comprises, for example, a dielectric passivation layer made of FR4, which is glued onto a metal core.
  • the metal core may be coated with a ceramic dielectric passivation layer. The ceramic layer is arranged directly on the metal core.
  • the metal core can be made of copper or aluminum.
  • the dielectric passivation layer can cover the metal core completely or partially. If the dielectric passivation layer covers the metal core only partially, the metal core can preferably be partially exposed.
  • the dielectric passivation layer made of FR4 or ceramic can also have contact layers.
  • One or more optoelectronic semiconductor devices can be assembled on the metal-core circuit board.
  • the metal-core circuit board has at least as many contact layers and uncovered areas with metal as there are optoelectronic semiconductor devices fitted on the metal-core circuit board and base plates assigned to the optoelectronic semiconductor device. In this case, some base plates can be assigned to the contact layers and others can be assigned to the exposed areas with metal.
  • the base plates used for electrical current supply are soldered onto the respective contact layers of the dielectric passivation layer.
  • the third plurality of pillars, having a third base plate can be soldered onto an exposed area with metal of the metal core.
  • the third plurality of pillars comprising a third base plate may be soldered onto a third contact layer of the dielectric passivation layer.
  • the Contact layers on the circuit board can be copper or a copper alloy, gold or a gold alloy, silver or a silver alloy, or an alloy comprising at least two of the following materials; Platinum, palladium, rhodium, ruthenium, iridium, nickel, cobalt, copper, tin, gold, or silver.
  • the contact layers include copper or a copper alloy or gold or a gold alloy.
  • the contact layers can preferably provide electrical contact, with the exposed areas of the metal core providing thermal contact.
  • the optoelectronic semiconductor device has a printed circuit board that has at least one exposed area with metal that runs through the printed circuit board perpendicular to and in the direction away from the carrier bottom surface, the at least one exposed area with metal as a heat conductor and Connection surface functions.
  • the printed circuit board can have copper or aluminum metal cores with at least one dielectric passivation layer on the top and/or bottom.
  • the printed circuit board can have a copper or aluminum plate.
  • the printed circuit board can have at least one dielectric passivation layer on a top side facing the optoelectronic semiconductor chip or on a top side facing the optoelectronic semiconductor chip and a bottom side facing away.
  • the printed circuit board can have conductor tracks and contact layers on at least one dielectric passivation layer.
  • the at least one dielectric passivation layer is arranged between the conductor tracks/contact layers and the metal core.
  • the dielectric passivation layer can have FR4, aluminum oxide, aluminum nitride, silicon oxide, silicon nitride.
  • the printed circuit board can include a ceramic printed circuit board with at least one exposed area containing metal.
  • the at least one uncovered areas with metal can function as electrical or thermal contact surfaces.
  • the at least one uncovered area with metal, a through-plating running through the ceramic printed circuit board, or a contact layer arranged on the printed circuit board can be provided.
  • the at least one base plate of the optoelectronic semiconductor device can be thermally and/or electrically connected to the at least one exposed area with metal.
  • the ceramic circuit board can have electrical conductor tracks on a top side facing the optoelectronic semiconductor chip and/or a bottom side facing away.
  • the at least one exposed area with metal can be copper or a copper alloy, gold or a gold alloy, silver or a silver alloy, or an alloy comprising at least two of the following materials; Platinum, palladium, rhodium, ruthenium, iridium, nickel, cobalt, copper, tin, gold, or silver.
  • the optoelectronic semiconductor device has a circuit board which has at least one dielectric passivation layer, the at least one passivation layer having contact layers and/or conductor tracks on the side facing and/or facing away from the optoelectronic semiconductor device.
  • the printed circuit board can have a metal core made of copper or aluminum, with at least one dielectric passivation layer on the top and/or bottom of the printed circuit board.
  • the printed circuit board can have at least one dielectric passivation layer on a top side facing the optoelectronic semiconductor chip or on a top side facing the optoelectronic semiconductor chip and a bottom side facing away.
  • the printed circuit board can have contact layers and/or conductor tracks on at least one dielectric passivation layer.
  • the at least one dielectric passivation layer can be arranged between the contact layers and/or conductor tracks on the printed circuit board. That at least one In this case, the dielectric passivation layer can have FR4, aluminum oxide, aluminum nitride, silicon oxide, silicon nitride.
  • the optoelectronic semiconductor device has a first electrical contact (anode) and a second electrical contact (cathode), which are introduced from a top side of the optoelectronic semiconductor device.
  • the first electrical contact (anode) and the second electrical contact (cathode) are exposed on the upper side of the optoelectronic semiconductor device and run through a molding compound arranged on an upper side of the carrier.
  • the first electrical contact (anode) ends on a first contact pad and the second electrical contact (cathode) ends on a second contact pad on top of the carrier.
  • the first contact pad is electrically isolated from the second contact pad.
  • the contact pads are designed as layers.
  • a bonding wire runs onto a connection layer on the upper side of the semiconductor chip.
  • the bonding wire electrically connects the optoelectronic semiconductor chip.
  • the second contact pad on which the cathode (second electrical contacts) ends electrically connects the optoelectronic semiconductor chip directly to the underside facing the carrier.
  • a contact layer is arranged between the optoelectronic semiconductor chip and the carrier, which is connected to the second contact pad via a conductor track and electrically connects the optoelectronic semiconductor chip to the underside facing the carrier.
  • the optoelectronic semiconductor device has a carrier which has a first electrical through-connection for an anode and a second electrical through-connection for a cathode.
  • a first plurality of columns that cover the anode reit provides, onto a first via running through the carrier, and a second plurality of columns, which provides the cathode, terminates on a second via via running through the carrier.
  • the first electrical through-connection makes contact with a first contact pad on the upper side of the carrier from below, with the second electrical through-connection making contact with a second contact pad on the upper side of the carrier from below.
  • the first through-connection and the first contact pad are electrically insulated from the second through-connection and the second contact pad.
  • the contact pads are designed as layers.
  • the end faces of the vias may be exposed on the top of the carrier and thus form the contact pads on the top of the carrier.
  • the end faces of the plated-through holes can end flush with the top side of the carrier.
  • a bonding wire runs from the end surface of the first via or from the first contact pad on which the first via ends to a connection layer on the upper side of the semiconductor chip. In this case, the bonding wire electrically connects the optoelectronic semiconductor chip.
  • the second contact pad on which the second via ends electrically connects the optoelectronic semiconductor chip directly to the underside facing the carrier.
  • a contact layer is arranged between the optoelectronic semiconductor chip and the carrier, which is connected to the second contact pad via a conductor track and electrically connects the optoelectronic semiconductor chip to the underside facing the carrier.
  • the thickness of the contact pads is preferably between 1 and 200 ⁇ m, or preferably between 10 and 100 ⁇ m, or more preferably between 25 and 75 ⁇ m.
  • a copper contact pad thickness of approximately 50 ⁇ m has proven particularly advantageous.
  • the contact pad can be made of copper or a copper alloy, gold or a gold alloy, silver or a silver alloy, or an alloy comprising at least two of the following materials; Platinum, palladium, rhodium, ruthenium, iridium, nickel, cobalt, copper, tin, gold, or silver.
  • the optoelectronic semiconductor device has a first subset of the plurality of pillars, which connects to the first electrical via, and a second subset of the plurality of pillars, which connects to the second electrical via.
  • the first and second subsets of the plurality of columns provide electrical contacting.
  • the first and second subset of the plurality of columns can each be soldered onto a base plate, the base plates being electrically isolated from one another.
  • the optoelectronic semiconductor device with the at least one base plate can be soldered onto one or more contact layers of the printed circuit board.
  • the optoelectronic semiconductor device has a carrier, an optoelectronic semiconductor chip arranged on the carrier and a pillar, one pillar being arranged on a bottom surface of the carrier opposite the optoelectronic semiconductor chip and one pillar having a thermal conduction away from cause the optoelectronic semiconductor chip and the carrier.
  • the stress that can build up in a solder joint between two materials with different thermal expansion coefficients depends strongly on the lateral dimensions of the solder surface.
  • a full-area metallic soldered connection between a carrier and a substrate could lead to the stresses in the interface between the carrier and the substrate becoming too high and the soldered connection consequently failing.
  • the problem can be solved by reducing the soldered area between the carrier and the substrate.
  • a reduced soldered area can be achieved through the use of a plurality of pillars or through the use of a pillar with a reduced base area compared to the carrier of the optoelectronic semiconductor device.
  • the optoelectronic semiconductor device comprises a pillar made of metal.
  • One column preferably comprises a material with good thermal conductivity.
  • one column can have copper or a copper-containing alloy.
  • one pillar can also comprise gold or an alloy containing gold.
  • the choice of material can be used to set the thermal conductivity of one column in a targeted manner.
  • the material for one pillar can be chosen to provide a specific specific thermal resistance. In this way, the thermal resistance can be adjusted via the one column, by the length and/or the cross-sectional area of the one column.
  • One column can have a height between 5 ⁇ m and 200 ⁇ m, or preferably a height between 10 ⁇ m and 100 ⁇ m, or particularly preferably a height between 20 ⁇ m and 60 ⁇ m. In particular, a column height of 40 ⁇ m has proven particularly favorable.
  • the optoelectronic semiconductor device has a column which has a geometric shape in cross section that is circular and/or ellipsoidal and/or square and/or polygonal, in particular three-, four-, five- - , hexagonal or octagonal, is .
  • the one column covers at least 10% of the base area of the carrier.
  • one column covers at least 10% and at most 30% of the bottom surface of the carrier. In particular, this can ensure efficient heat dissipation away from the carrier the .
  • a larger base area of a column for the same height, allows more heat to be dissipated through a column toward the substrate.
  • the lateral dimensions of one column exceed the lateral dimensions of the semiconductor chip arranged on the carrier by at most 500%, or preferably at most 200%, or more preferably at most 50%. Efficient heat dissipation from the semiconductor chip is ensured in particular with ever-increasing lateral dimensions of one column.
  • the lateral dimensions of one column can also correspond approximately to the lateral dimensions of the semiconductor chip arranged on the carrier.
  • the lateral dimensions of one pillar can also be smaller than the lateral dimensions of the semiconductor chip arranged on the carrier.
  • the lateral dimensions of one column are at most 20%, or preferably at most 30%, or more preferably at most 50% below the lateral dimensions of the semiconductor chip arranged on the carrier.
  • one column is advantageously arranged directly under the semiconductor chip on the bottom surface of the carrier opposite the semiconductor chip.
  • a center point of one column deviates from a center point of the optoelectronic semiconductor chip by at most 500 ⁇ m, or preferably at most 100 ⁇ m, or more preferably at most 20 ⁇ m. In particular, this can ensure efficient heat dissipation away from the semiconductor chip.
  • the one column is below a region of the carrier that exhibits an elevated temperature relative to the rest of the carrier, e.g. H . a “hotspot” arranged.
  • the hotspot present in the carrier can be caused by an active or passive electrical element arranged on top of the carrier.
  • the hotspot can be caused by an optoelectronic semiconductor chip arranged on top of the carrier.
  • the lateral dimensions of one column exceed the lateral dimensions of the hotspot present in the carrier by at most 500%, or preferably at most 200%, or more preferably at most 50%.
  • one column is advantageously arranged under the hotspot on the bottom surface of the carrier opposite the semiconductor chip.
  • a center point of one column deviates from a center point of the hotspot by at most 500 ⁇ m, or preferably at most 100 ⁇ m, or more preferably at most 20 ⁇ m. In particular, this can ensure particularly efficient heat dissipation away from the semiconductor chip.
  • the center of the carrier of a so-called. "Multi-chip LED array” usually has a higher temperature during operation than the edge area.
  • heat can be better dissipated from the center of such a "multi-chip LED array” by using a carrier with a pillar , which is arranged on the bottom surface of the carrier in the center under the "multi-chip LED array”.
  • a homogeneous temperature across the entire "multi-chip LED array” causes the color shift from the semiconductor chips to be the same everywhere across the "multi-chip LED array”. This can prevent LEDs from the middle of the "multi-chip LED array” from having a different color than the semiconductor chips from the edge area.
  • the optoelectronic semiconductor device has a carrier with a pillar which has an end cap made of solder.
  • the carrier with one column is attached to a substrate by means of the end cap.
  • the one column has an end surface facing away from the bottom surface of the carrier, and at least one lateral circumferential surface area, which is aligned perpendicularly to the end face.
  • the end cap covers the end surface and at least partially the at least one laterally circumferential lateral surface with the solder.
  • the material connection between the one column and the substrate can be produced in a particularly mechanically stable manner if the end cap covers both the end surface and at least partially the at least one laterally circumferential lateral surface with the solder.
  • the thickness of the end cap is preferably between 500 nm and 10 ⁇ m, or preferably between 1 and 6 ⁇ m, or more preferably between 2 and 4 ⁇ m. In particular, a thickness of about 3 ⁇ m has proven particularly advantageous.
  • the substrate is either a heat sink or a baseplate.
  • the base plate can be soldered onto the underside of the base plate, onto a heat sink or onto a printed circuit board using a layer of solder.
  • the optoelectronic semiconductor device has a layer of solder between the base plate and the heat sink or the printed circuit board.
  • the optoelectronic semiconductor device has a polymer between the carrier and the substrate.
  • the polymer can fix and/or mechanically support the carrier with one column on the substrate. Fixing means here that the polymer provides material adhesion between the carrier and the substrate in addition to the solder connection between the column and the substrate.
  • the polymer acts as an adhesive to attach the carrier to the one column on the substrate.
  • the polymer between the carrier and the substrate causes the optoelectronic semiconductor device to be seated mechanically more stably on the substrate.
  • the polymer stabilizes the optoelectronic semiconductor device by acting as a placeholder all around the one pillar.
  • causes the polymer means that vertical or lateral force stresses on the optoelectronic semiconductor device have only a minor influence on the solder connection between the one column and the substrate.
  • the optoelectronic semiconductor device has a carrier with one pillar, the optoelectronic semiconductor device being attached to a substrate by means of a polymer.
  • the polymer is arranged between the bottom surface of the carrier and the top side of the substrate, and between the end surface of one column and the top side of the substrate.
  • the polymer is preferably in direct contact with the bottom surface of the carrier, the top surface of the substrate, the end surface of the one column, and with the at least one lateral surface of the one column.
  • a direct contact has the effect that a particularly reliable and mechanically stable material connection can be guaranteed.
  • the polymer preferably wets the bottom surface of the carrier, the upper side of the substrate and the at least one lateral surface of one column, covering the entire area. In particular, the polymer only wets the bottom surface of the carrier area-wide where the one column on the bottom side of the carrier is not arranged.
  • the polymer wets the bottom surface of the carrier, the top side of the substrate and the at least one lateral surface of one column with at least 50%, or preferably at least 75%, or more preferably at least 95%.
  • an adhesive layer is formed between the end face of the one pillar and the substrate.
  • the polymer layer between the end face of the one pillar and the top of the substrate is as thin as possible to ensure a low thermal resistance between the end face of the one pillar and the substrate.
  • the thickness of the polymer layer between the end face of a column and the top of the substrate is at most 5 ⁇ m, or preferably at most 3 ⁇ m, or more preferably at most at least 1 pm .
  • the polymer layer covers the end face of one column with at least 20%, preferably with at least 50%, more preferably with at least 75%.
  • a high area coverage of the polymer ensures that a stable and reliable material connection can be guaranteed. Furthermore, a high area coverage of the polymer also contributes to improved heat conduction.
  • the good surface coverage of the polymer with the at least one lateral surface of the one column, in the case of a partial delamination between the end surface of the one column and the substrate means that good adhesion and heat conduction to the substrate can always be guaranteed.
  • the polymer is an adhesive.
  • the adhesive is based on silicone or epoxy resin.
  • one column causes improved heat conduction into the adhesive connection between the carrier and the substrate.
  • the increased heat conduction is due to one of the pillars serving to conduct heat through the adhesive toward the substrate.
  • the optoelectronic semiconductor device has an anode (first contacts) and a cathode (second contacts) that are introduced from a top side of the optoelectronic semiconductor device.
  • the anode (first contacts) and cathode (second contacts) are exposed on the upper side of the optoelectronic semiconductor device and run through a molding compound arranged on an upper side of the carrier.
  • the anode (first contacts) ends on a first contact pad and the cathode (second contacts) ends on a second contact pad on the upper side of the carrier, the first contact pad being electrically isolated from the second contact pad.
  • the anode (first contacts) ends on a first contact pad and the cathode (second contacts) on a second contact pad on the upper side of the carrier, the first contact pad of the second contact pad is electrically insulated.
  • the contact pads are designed as layers.
  • a bonding wire runs from the anode (first contacts) or from the first contact pad on which the anode (first contacts) ends to a connection layer on the upper side of the semiconductor chip. In this case, the bonding wire electrically connects the optoelectronic semiconductor chip.
  • the second contact pad on which the cathode (second contacts) ends electrically connects the optoelectronic semiconductor chip directly to the underside facing the carrier.
  • a contact layer is arranged between the optoelectronic semiconductor chip and the carrier, which is connected to the second contact pad via a conductor track and electrically connects the optoelectronic semiconductor chip to the underside facing the carrier.
  • an optoelectronic component has at least one optoelectronic semiconductor device and at least one substrate.
  • the optoelectronic semiconductor device is arranged on the upper side of the at least one substrate.
  • the optoelectronic semiconductor device can have at least one pillar on the bottom surface of the carrier.
  • the optoelectronic semiconductor device with the at least one pillar can be glued or soldered onto the at least one substrate.
  • the at least one substrate can be a base plate, heat sink or printed circuit board.
  • the at least one substrate can be arranged on top of a further substrate.
  • the additional substrate can also be a base plate, heat sink or printed circuit board.
  • the at least one substrate can either be glued or soldered onto the further substrate.
  • an optoelectronic semiconductor device is specified.
  • the optoelectronic semiconductor device described here can be produced in particular by such a method. This means that all of the optoelectronic semiconductor Features disclosed in the direction are also disclosed for the method and vice versa.
  • an optoelectronic semiconductor device is produced with the following steps: a) providing a carrier; b) applying a photoresist to the bottom surface of the carrier; c) structuring of the photoresist by means of photolithography; d) uncovering the bottom surface of the carrier by removing an exposed or unexposed area of the photoresist; e ) galvanically growing a plurality of pillars on the bottom surface of the carrier in the exposed areas of the photoresist ; f) removing the photoresists; g) providing at least one optoelectronic semiconductor chip arranged on the carrier; h) separating the carriers; i) Attaching the optoelectronic semiconductor device to a substrate.
  • a seed layer is applied over the entire surface of the bottom surface of the carrier.
  • the seed layer makes it possible for the plurality of columns to be able to be applied to the bottom surface of the carrier in step e) by means of galvanic growth.
  • the seed layer present between the plurality of pillars can be chemically etched away again after the plurality of pillars have been grown.
  • the seed layer can only be applied after step d). In doing so, the exposed areas of the bottom surface of the carrier and the photoresist are coated with the seed layer.
  • the seed layer can be fabricated by sputtering or physical vapor deposition. Copper or titanium in particular is used as seed layers.
  • the seed layer has a thickness of between 1 ⁇ m and 1 ⁇ m, preferably between 50 nm and 500 nm, more preferably between 150 nm and 250 nm. In particular, a seed layer thickness of 200 nm has proven to be particularly stable in order to galvanically grow onto the majority of columns.
  • an optoelectronic semiconductor device is attached to a top side of a substrate by means of a polymer, the substrate being a printed circuit board.
  • the optoelectronic semiconductor device with the carrier having a plurality of columns, with the bottom side of the carrier facing away from the semiconductor chip can be placed in a liquid polymer droplet arranged on the printed circuit board.
  • Superfluous polymer material is pushed out laterally, so that the polymer can laterally overflow the bottom surface of the carrier.
  • the superfluous polymer which laterally overflows the bottom surface of the carrier, can slightly pull up the carrier front side.
  • the term "slight" means that the polymer raises at least 10% of the height of the carrier face, or at least 30%, or at least 50%.
  • the polymer droplet can comprise a silicone or epoxy-based adhesive.
  • the polymer droplet can be arranged on the carrier, for example by means of jetting, dispensing, casting, molding, or offset printing.
  • several drops can be applied to the carrier at the same time
  • Carrier can be arranged.
  • several optoelectronic semiconductor devices can thereby be placed simultaneously in a batch process in the polymer drops arranged on the substrate. The liquid polymer is then cured to form the arrangement of the optoelectronic semiconductor device, where fixed to the substrate in the polymer of the optoelectronic semiconductor device.
  • the plurality of columns is each provided with an AuSn end cap in step e).
  • the AuSn end caps can be deposited on the plurality of pillars by means of galvanic growth in step e).
  • the thickness of the end caps is preferably between 500 nm and 10 ⁇ m, or preferably between 1 and 6 ⁇ m, or more preferably between 2 and 4 ⁇ m.
  • a thickness of 3 ⁇ m has proven to be particularly advantageous in that a stable solder connection can be guaranteed with little use of material.
  • the optoelectronic semiconductor device in step i) is soldered to the upper side of a substrate by means of the AuSn end caps, the substrate being a printed circuit board or heat sink.
  • the optoelectronic semiconductor device having the carrier with the plurality of columns can be attached to the substrate by means of reflow soldering.
  • the optoelectronic semiconductor device can be pressed down onto the substrate with the end caps pointing towards the top side of the substrate, the substrate being heated on an underside of the substrate opposite the top side of the substrate.
  • a polymer is arranged around the optoelectronic semiconductor device on the substrate, the polymer moving in between the bottom surface of the carrier and the top side of the substrate and between the plurality of columns.
  • the liquid polymer is applied to the substrate directly adjacent to the outer columns soldered to the substrate.
  • the polymer can be applied to all sides around the optoelectronic semiconductor device be applied to the substrate in one direction, or can only be arranged on one, two or three sides around the optoelectronic semiconductor device.
  • the liquid polymer laterally directly adjoins the outermost rows of the plurality of columns.
  • the liquid polymer is thereby drawn in between the plurality of columns and the support and substrate because of the capillary forces acting on the polymer.
  • the polymer thereby fills the entire volume between the support and the substrate, as well as between the plurality of columns.
  • a polymer without filler material is preferably used, which can be more easily drawn in between the plurality of columns.
  • the polymer is then cured, with the polymer mechanically supporting the plurality of columns in the cured state.
  • the optoelectronic semiconductor device is soldered to the upper side of the substrate in step i) by means of the AuSn end caps, the substrate comprising at least one base plate.
  • the underside of the at least one base plate is coated with a solder layer, the optoelectronic semiconductor device being attached to a circuit board or a heat sink by means of the solder layer.
  • a polymer is provided between the plurality of pillars, wherein the AuSn end caps (X) are exposed from the polymer.
  • the polymer is provided between the plurality of columns by foil-assisted injection molding (foil-assisted molding), dispensing, doctor blade application, casting or molding.
  • foil-assisted injection molding foil-assisted molding
  • dispensing doctor blade application
  • casting or molding the polymer is infiltrated between the plurality of columns and thereby completely wets the bottom surface of the support where the plurality of columns are not located on the support.
  • the polymer completely encloses the lateral surfaces of the plurality of columns.
  • the polymer can be applied from the bottom surface of the support to the end surfaces of the plurality of pillars, with the end surfaces of the plurality of pillars being free of the polymer. This creates a smooth polymer surface that is only interrupted by the end faces of the plurality of columns.
  • the polymer also completely covers the end faces of the plurality of columns, thereby forming an uninterrupted polymer surface that overhangs the end faces of the plurality of columns in a direction away from the bottom surface of the carrier.
  • the polymer is ground down and/or plasma cleaned starting from the polymer surface and towards the bottom surface of the carrier to the depth needed for the end caps.
  • the plurality of columns are provided with end caps by means of electrolytic deposition. In this case, the end caps cover the exposed end surfaces and the exposed lateral surfaces of the plurality of columns.
  • the plurality of pillars can be pressed into a polymer sheet to a depth required for the end caps.
  • the columns are infiltrated by a liquid polymer, the polymer reaching from the bottom surface of the support to the polymer foil.
  • the polymer film is removed.
  • this creates the situation where the end surfaces and, proportionately, also the lateral surfaces of the plurality of columns are exposed by the polymer.
  • a subsequent grinding and/or plasma cleaning process can thereby be dispensed with in order to expose the end faces and the lateral faces of the plurality of columns from the polymer.
  • the end caps can be applied to the exposed end surfaces and the exposed lateral surfaces of the plurality of columns by means of electroplating.
  • the polymer is provided between the plurality of columns by foil-assisted injection molding (foil-assisted molding), dispensing, squeegeeing, casting or molding.
  • foil-assisted molding foil-assisted injection molding
  • the majority of columns are already provided with end caps made of AuSn solder before the interstices of the majority of columns are infiltrated with a polymer.
  • the end caps are subsequently applied to the end surfaces and the jacket surfaces of the plurality of columns in step e) by means of galvanic deposition.
  • the photoresist between the plurality of pillars, towards the bottom surface of the carrier 10, is first etched down before the end caps on the plurality of pillars are electroplated in step e).
  • a polymer infiltrates between the plurality of pillars and thereby completely wets the bottom surface of the support where the plurality of pillars are not located on the support.
  • the polymer completely encloses the lateral surfaces of the plurality of columns.
  • the polymer can be applied from the bottom surface of the backing to the bottom surfaces of the end caps. This creates a smooth polymer surface broken only by the bottom surfaces of the end caps.
  • the polymer also completely covers the end caps of the plurality of pillars, thereby forming an uninterrupted polymeric surface that overhangs the end caps of the plurality of pillars in a direction away from the bottom surface of the carrier.
  • the polymer can be ground and/or plasma cleaned starting from the polymer surface and towards the bottom surface of the carrier to the depth needed for the end caps. That is, the end caps of the plurality of pillars are completely exposed by the grinding and/or plasma cleaning process.
  • the plurality of columns with the end caps can be pressed into a film, the columns being pressed in to a depth corresponding to the height of the end caps.
  • the columns of the polymer infiltrate trited with the polymer extending from the bottom surface of the backing to the foil and the end caps.
  • the foil is removed. In particular, this means that the end caps are exposed from the polymer. For example, a subsequent grinding and/or plasma cleaning process can thereby be dispensed with.
  • the optoelectronic semiconductor device is soldered in step i) by means of the AuSn end caps exposed by the polymer onto the plurality of pillars on the upper side of the substrate, the substrate comprising at least one base plate.
  • the underside of the at least one base plate is coated with a layer of solder, the optoelectronic semiconductor device being attached to a printed circuit board or heat sink by means of the layer of solder.
  • the solder layer has an alloy that includes at least two of the following elements; Ag, Al, Au, Bi, Cd, Cu, Fe, P, Pb, Sb, Si, Sn, Zn.
  • An AuSn- or SnAgCu-based solder can advantageously be used.
  • the carrier of the optoelectronic semiconductor device has a plurality of columns in step h) after the separation of the carrier.
  • the carrier of the optoelectronic semiconductor device has a column in step h) after the separation of the carrier.
  • only one column is arranged on the carrier of the optoelectronic semiconductor device in step h).
  • the carrier can have a plurality of columns in step h) are individually, so that a new carrier is formed having only one column on the bottom surface.
  • the at least one base plate is structured or provided individually.
  • the at least one base plate can include one or more pre-structured parts.
  • the at least one base plate can only be structured or separated after it has been connected to the plurality of columns.
  • the at least one base plate consisting of a pre-structured part or consisting of several pre-structured parts can be provided as such.
  • the at least one base plate can only be structured after it has been connected to the plurality of columns.
  • the at least one base plate is provided in a first step as a substrate in the form of a foil, plate, block or layer.
  • the carrier having the plurality of columns can be attached to the substrate by means of the end caps.
  • the substrate is structured or separated.
  • the substrate can be structured or separated using a chemical or mechanical method.
  • a photolithography process with a subsequent etching process is particularly suitable as a chemical structuring process.
  • the underside of the substrate is coated over the entire area with a photoresist and the photoresist is then exposed through a photomask.
  • the exposed or unexposed areas of the photoresist are removed, for example by a waxing process.
  • the exposed areas of the base plate are etched.
  • the substrate can be etched, material being removed from the underside of the substrate in order to create a depression in the underside of the substrate.
  • the substrate can be etched through completely, so that at least one structured base plate comprising a plurality of parts is produced.
  • the following material-removing structure turing method to provide the at least one base plate Laser cutting, sawing, drilling, milling or water jet cutting.
  • the at least one base plate is grown on galvanically.
  • the polymer is stretched up to the end faces of the plurality of columns.
  • a polymer surface interrupted by the end faces of the plurality of columns is thereby provided.
  • a copper or titanium seed layer is then applied to the polymer surface interrupted by the end faces of the plurality of columns.
  • a base plate has grown galvanically on the seed layer.
  • this allows very thin base plates to be provided.
  • this allows base plates to be provided in the form of layers in the micrometer range.
  • the base plate can be coated with a photoresist.
  • the photoresist is structured in a subsequent step by photolithography, with the exposed or unexposed areas of the photoresist being removed. In a subsequent step, the areas of the base plate thus exposed are etched away, with at least one structured base plate being provided.
  • the polymer surface interrupted by the end faces of the plurality of pillars comprising the seed layer can be coated with a photoresist.
  • the photoresist is structured in a subsequent step by photolithography, with the exposed or unexposed areas of the photoresist being removed.
  • the at least one base plate is galvanically grown onto the seed layer in the exposed areas of the photoresist. The photoresist is then washed away, the at least one base plate being provided.
  • FIG. 1 shows a side view of an optoelectronic semiconductor device according to one exemplary embodiment
  • FIG. 2 shows a side view of an optoelectronic semiconductor device with a substrate according to one exemplary embodiment
  • FIG. 3 shows a side view of an optoelectronic semiconductor device with a substrate according to one exemplary embodiment
  • FIG. 4 shows a side view of an optoelectronic semiconductor device with a substrate according to one exemplary embodiment
  • FIG. 5A shows a side view of an optoelectronic semiconductor device with at least one base plate according to one embodiment
  • FIG. 5B shows a side view of an optoelectronic semiconductor device with at least one base plate and a substrate according to one embodiment
  • FIG. 6A shows a side view of an optoelectronic semiconductor device with at least one base plate according to one exemplary embodiment
  • FIG. 6B shows a side view of an optoelectronic semiconductor device with at least one base plate and a substrate according to one embodiment
  • FIG. 7A shows a side view of an optoelectronic semiconductor device according to an exemplary embodiment
  • FIG. 7B shows a side view of an optoelectronic semiconductor device with at least one base plate according to an exemplary embodiment
  • FIG. 7C shows a side view of an optoelectronic semiconductor device with at least one base plate and a substrate according to one embodiment
  • FIG. 8A shows a side view of an optoelectronic semiconductor device according to an exemplary embodiment
  • FIG. 8B shows a side view of an optoelectronic semiconductor device with a substrate according to an exemplary embodiment
  • the optoelectronic semiconductor device 1 comprises a carrier 100, an optoelectronic semiconductor chip 3 arranged on the carrier 100, and a plurality of pillars 206, the plurality of pillars 206 being arranged on a bottom surface of the carrier 102 opposite the optoelectronic semiconductor chip 3 .
  • the plurality of columns 206 promote thermal conduction away from the optoelectronic semiconductor chip 3 and the carrier 100 .
  • the plurality of columns 206 are arranged equidistant from each other on the bottom surface of the carrier 102, that is, the plurality of Columns 206 have the same column spacing 205 .
  • the lateral surfaces 203 of the plurality of columns 206 are arranged perpendicularly to the bottom surface of the carrier 102 and run parallel to each other on the carrier 100 .
  • the end faces 204 of the plurality of columns 206 thereby terminate at the same distance in the direction away from the beam 100 .
  • An optical element 11 is arranged on the top side of the optoelectronic semiconductor chip 4 facing away from the top side of the carrier 101 .
  • An adhesive is arranged between the optical element 11 and the optoelectronic semiconductor chip 3 .
  • the adhesive can be a silicone, for example.
  • the optical element 11 can have one or more luminescent phosphors that are mixed in a silicon matrix.
  • the optical element can be made of ceramic, the ceramic having at least one luminescent phosphor.
  • the optical element 11 converts a primary radiation emitted by the optoelectronic semiconductor chip 3 into a secondary radiation emitted by the optical element 11 .
  • the peak wavelength of the secondary radiation has a longer wavelength than the peak wavelength of the primary radiation. In this case, the primary radiation and the secondary radiation form a mixed light emitted by the optoelectronic semiconductor device 1 .
  • a molding compound 9 completely encloses the optoelectronic semiconductor chip 3 and the optical element 11 .
  • the molding compound 9 terminates flush with the carrier end face 103 and with an upper side of the optical element 12 .
  • the molding compound 9 includes a thermoplastic.
  • the thermoplastic can have polyphthalamides (PPA) or polychlorinated terphenyls (POT).
  • the molding compound can preferably have light-reflecting fillers such as e.g. B. have titanium oxide.
  • the optoelectronic semiconductor device 1 also includes a first electrical contact 5 which acts as an anode and a second electrical contact 6 which acts as a cathode.
  • the first electrical contact 5 and the second electrical contact 6 are aligned perpendicularly to the top side of the carrier 101 and run parallel to one another in the direction of the top side of the carrier 101 .
  • the first electrical contact 5 and the second electrical contact 6 are electrically insulated from one another.
  • the molding compound 9 is arranged between the first electrical contact 5 and the second electrical contact 6 .
  • the molding compound 9 completely encloses the walls ( 14 , 15 ) of the first electrical contact 5 and the second electrical contact 6 , which run perpendicular to the upper side of the carrier 101 .
  • the first electrical contact 5 and the second electrical contact 6 are exposed on an upper side of the molding compound 10 facing away from the upper side of the carrier 101 .
  • the first electrical contact and the second electrical contact can be contacted individually on a top side of the optoelectronic semiconductor device 2 that is remote from the top side of the carrier 101 .
  • the first electrical contact 5 and the second electrical contact 6 can project beyond the upper side of the molding compound 10 in the vertical direction away from the carrier 100 . If the molding compound 9 projects beyond the two contacts in the vertical direction away from the upper side of the carrier 101 , individual electrical contacting can be implemented more easily.
  • the first electrical contact 5 and the second electrical contact 6 run through the molding compound 9 perpendicularly to the upper side of the carrier 101 .
  • the first electrical contact 5 ends in a first contact pad 104 and the second electrical contact 6 ends in a second contact pad 105 on the upper side of the carrier 100 .
  • the first contact pad 104 is electrically isolated from the second contact pad 105 .
  • a bonding wire 7 runs from the first electrical contact 5 or from the contact pad 104 on which the first electrical contact 5 ends onto a connection layer 13 on the upper side of the semiconductor chip 4 .
  • the contact pad 105 of the second electrical contact 6 closes the optoelectronic semiconductor chip 3 on one of the carriers 100 facing underside electrically.
  • the contact pad 6 electrically connects a contact layer 106 arranged between the optoelectronic semiconductor chip 3 and the carrier 100 via a conductor track.
  • the optoelectronic semiconductor device 1 according to the exemplary embodiment in FIG. 2 differs from the exemplary embodiment in FIG.
  • the optoelectronic semiconductor device 1 according to FIG. 2 has a polymer 400 which is provided between the plurality of columns 206 .
  • the polymer 400 is present between the bottom surface of the support 102 where the plurality of pillars 206 are not located and the top surface of the substrate 501 .
  • the polymer 400 is present as a polymer layer 403 between the end faces 204 of the plurality of pillars 206 and the top of the substrate 501 .
  • the polymer 400 is in direct contact with the bottom surface of the carrier 102 , the lateral surfaces 203 of the plurality of columns 206 , the upper side of the substrate 501 , and with the end surfaces 203 of the plurality of columns 206 .
  • the direct contact of the polymer 400 has the effect that a particularly reliable and mechanically stable material connection and material adhesion can be guaranteed.
  • the polymer 400 fixes the plurality of columns 206 on the substrate 500 .
  • a polymer material joint 402 between the carrier 100 and the substrate 500 is determined in particular by the height of the plurality of columns ( 202 , 206 ).
  • a polymer material joint 402 can be realized in this way, which has the same height everywhere between a bottom surface of the carrier 102 and a top side of a substrate 501 in a reproducible manner.
  • the polymer 400 can laterally overflow the bottom surface of the carrier 102 .
  • Superfluous polymer 400 which laterally overflows the bottom surface of the carrier 102, can also pull up and connect the carrier face 103 .
  • a particularly reliable adhesive connection between the carrier 100 and the substrate 500 can preferably be produced in this way.
  • the substrate 500 can comprise a heat sink 505 , printed circuit board 503 , or base plate.
  • the optoelectronic semiconductor device 1 according to the exemplary embodiment in FIG. 3 differs from the exemplary embodiment in FIG.
  • the optoelectronic semiconductor device 1 has a plurality of columns 206 , each of which has an end cap 300 , the optoelectronic semiconductor device 1 being soldered to the substrate 500 by means of the end caps 300 .
  • the substrate 500 can include a heat sink 505 , printed circuit board 503 , or at least one base plate 504 .
  • the plurality of columns 206 each have an end surface 204 facing away from the bottom surface of the carrier 102 , and at least one circumferential lateral surface 203 which is aligned perpendicularly to the end surface 204 .
  • the end caps 300 of the plurality of pillars 206 cover the end surface 204 of each pillar and at least partially the at least one lateral peripheral surface of a pillar 203 with solder 302 .
  • the material connection between the plurality of columns 206 and the substrate 500 can be produced in a particularly mechanically stable manner if the end caps 300 cover both the end surfaces 204 and at least partially the at least one laterally circumferential lateral surface 203 with the solder 302.
  • the fact that the end caps 300 at least partially cover the at least one lateral surface of a column 203 has the effect that an increased connection surface can be produced for the solder connection between the plurality of columns 206 and the substrate 500 .
  • the solder 302 in the solder connection covers the end surfaces 204 of the plurality of columns 206 , at least partially the at least one lateral surface of a column 203 , and the substrate 500 under the plurality of columns 206 .
  • the solder covers 302 the end faces 204 of the plurality of pillars 206 and less than half the pillar spacing 205 around a pillar 200 of the plurality of pillars 206 . This creates an interrupted solder surface that has a lower thermal stress than a full-surface solder layer.
  • the optoelectronic semiconductor device 1 according to the exemplary embodiment in FIG. 4 differs from the exemplary embodiment in FIG. 3 in that a polymer 400 is present in the interstices of the plurality of columns 206 .
  • the polymer 400 in addition to the solder 302 end caps 300 , contributes to adhesion in the connection between the carrier 100 having the plurality of pillars 206 and the substrate 500 .
  • the polymer 400 increases the mechanical stability of the plurality of columns 206 and/or of the soldered connections between the end caps 300 and the substrate 500 .
  • the optoelectronic semiconductor device 1 has a polymer 400 which is arranged between the plurality of columns 206 .
  • the polymer 400 preferably fills the entire volume between the plurality of columns 206 and between the carrier 100 and the substrate 500 .
  • the polymer 400 is sandwiched between the bottom surface of the carrier 102 where the plurality of pillars 206 are not located and the top of the substrate 501 .
  • the polymer 400 is in direct contact with the bottom surface of the carrier 102 , the jacket surfaces 203 of the plurality of columns 206 , the top of the substrate 501 and the end caps 300 made of solder 302 .
  • the direct contact of the polymer 400 has the effect that a particularly reliable and mechanically stable material connection and material adhesion can be guaranteed.
  • the polymer 400 fixes the plurality of pillars 206 on the substrate 500 .
  • a polymeric joint 402 between the carrier 100 and the substrate 500 is determined in particular by the height 202 of the plurality of columns 206 .
  • a polymer material joint 402 can be realized that is everywhere between a floor surface of the carrier 102 and a top side of a substrate 501 reproducibly have the same height.
  • the polymer 400 can laterally overflow the bottom surface of the carrier 102 .
  • Superfluous polymer 400 which laterally overflows the bottom surface of the carrier 102 , can also pull up and connect to the carrier end face 103 .
  • a particularly reliable adhesive connection between the carrier 100 and the substrate 500 can preferably be produced in this way.
  • the substrate 500 can include a heat sink 505 , printed circuit board 503 , or at least one base plate 504 .
  • the optoelectronic semiconductor device 1 has a base plate 504 as the substrate 500 .
  • the plurality of columns 206 are soldered to the top side 506 of the base plate 504 by means of the end caps 300 made of solder 302 .
  • the base plate 504 can end flush with the carrier end face 103 .
  • the base plate 504 can protrude beyond the carrier end face 103 in the lateral direction.
  • the base plate 504 may have a shape and area that corresponds to the shape or occupied area of the plurality of columns 206 disposed on the bottom surface of the carrier 102 .
  • the base plate 504 can have a shape that corresponds to an outer contour of the plurality of columns 206 .
  • the base plate 504 has the same geometric shape as the carrier 100 .
  • the exemplary embodiment shown in FIG. 5B essentially corresponds to the exemplary embodiment described in connection with FIG. 5A.
  • the optoelectronic semiconductor device 1 has a further substrate 500 .
  • the second substrate 500 can be a heat sink 505 or circuit board 503 .
  • the base plate 504 according to exemplary embodiment 5B has a solder layer 511 on an underside 507 facing away from the optoelectronic semiconductor chip 3 .
  • the optoelectronic semiconductor direction is connected to the underside of the base plate 507 with the heat sink 505 or the printed circuit board 503 in a material-locking manner by means of the solder layer 511 .
  • the plurality of columns 206 arranged between the carrier 100 and the base plate 504 compensate in particular for the differences in thermal expansion coefficients between the carrier 100 and the heat sink 505 or the circuit board 503 .
  • the optoelectronic semiconductor device 1 has a polymer 400 in the interstices of the plurality of pillars 206 and between the carrier 100 and the base plate 504 .
  • the polymer 400 preferably fills the entire volume between the plurality of columns 206 and between the carrier 100 and the base plate 504 .
  • the polymer 400 is disposed between the bottom surface of the carrier 102 where the plurality of columns 206 are not located and the top of the base plate 506 .
  • the polymer 400 is in direct contact with the bottom surface of the carrier 102 and the lateral surfaces 203 of the plurality of columns 206 .
  • the polymer 400 fixes the plurality of columns 206 and increases their mechanical stability by laterally supporting the plurality of columns 206 .
  • the polymer end face 401 terminates flush with the carrier end face 103 .
  • optoelectronic semiconductor devices 1 are particularly space-saving and can be placed closer to one another and/or to other electronic components.
  • the exemplary embodiment shown in FIG. 6B essentially corresponds to the exemplary embodiment described in connection with FIG. 6A.
  • the optoelectronic semiconductor device 1 has a second substrate 500 on .
  • the second substrate can be a heat sink 505 or circuit board 503 .
  • the base plate 504 according to exemplary embodiment 6B has a solder layer 511 on an underside 507 facing away from the optoelectronic semiconductor chip 3 .
  • the optoelectronic semiconductor device 1 is connected to the underside of the base plate 507 with the heat sink 505 or the printed circuit board 503 with a material fit by means of the solder layer 511 .
  • the 6B has a solder layer 511 between the base plate 504 and the further substrate 500 .
  • the plurality of columns 206 arranged between the carrier 100 and the base plate 504 compensate in particular for the differences in thermal expansion coefficients between the carrier 100 and the heat sink 505 or the circuit board 503 .
  • the exemplary embodiment shown in FIG. 7A essentially corresponds to the exemplary embodiment described in connection with FIG.
  • the plurality of pillars 206 on the carrier 100 are arranged in distinct electrically isolated subsets (207, 208, 209).
  • one or more subsets of the plurality of columns provide electrical contacting.
  • the plurality of columns 206 are in three spaced subsets (207, 208, 209).
  • the columns within the subsets ( 207 , 208 , 209 ) of the plurality of columns 206 are arranged equidistant from one another on the carrier 100 .
  • all three subsets ( 207 , 208 , 209 ) have the same column spacing 205 .
  • the first subset 207 of the plurality of pillars 206 provides an anode and the second subset 208 of the plurality of pillars 206 provides a cathode that acts as electrical leads.
  • a third subset 209 of the plurality of columns 206 can be electrically neutral and provide thermal contact.
  • the third subset 209 of the plurality of columns 206 on the semiconductor chip 3 opposite Bo- The surface of the carrier 102 is arranged directly under the semiconductor chip 3 on the carrier 100 .
  • the optoelectronic semiconductor device 1 has a carrier 100 which comprises a first electrical through-connection 107 and a second electrical through-connection 108 .
  • the first and second vias ( 107 , 108 ) are not shown in FIGS. 7A to 70 .
  • a first subset of the plurality of columns 207 which provides the anode, ends on a first electrical via 107 running through the carrier 100
  • the second subset of the plurality of columns 208 which provides the cathode, ends on a through-connection through the carrier 100 second electrical via 108 .
  • the first electrical through-connection 107 makes contact with a first contact pad 104 on the upper side 101 of the carrier 100 from below, with the second electrical through-connection 108 making contact with a second contact pad 105 on the upper side of the carrier 101 from below.
  • the first electrical through-connection 107 and the first contact pad 104 are electrically isolated from the second electrical through-connection 108 and the second contact pad 105 .
  • a bonding wire 7 runs from the first contact pad 104 on which the first electrical through-connection 107 ends onto a connection layer 13 on the upper side 4 of the optoelectronic semiconductor chip 3 .
  • the second contact pad 105 directly electrically connects the semiconductor chip 3 on the underside facing the top side of the carrier 101 .
  • the second contact pad 105 connects a contact layer 106 arranged between the semiconductor chip 3 and the carrier 100 via a conductor track.
  • the exemplary embodiment shown in FIG. 7B essentially corresponds to the exemplary embodiment described in connection with FIG. 7A.
  • the optoelectronic semiconductor device according to exemplary embodiment 7B has a polymer 400 and a substrate 500 .
  • the substrate 500 can have multiple base plates 508 , 509 , 510 .
  • the first subset of the plurality of pillars 207 is connected to a first base plate 508, the second subset of the plurality of pillars 208 is connected to a second base plate 509, and the third subset of the plurality of pillars 209 is connected to a third base plate 510.
  • the first, second and third subsets of the plurality of columns ( 207 , 208 , 209 ) have end caps 300 made of solder 302 .
  • the first subset of the plurality of pillars 207 is soldered to a first baseplate 508 via end caps 300
  • the second subset of the plurality of pillars 208 is soldered to a second baseplate 509 via end caps 300
  • the third subset of the plurality of pillars 209 are soldered to a third base plate 510 by means of the end caps 300 .
  • the first, second and third base plates 508 , 509 , 510 are separate from one another.
  • the first base plate 508 , the second base plate 509 and the third base plate 510 are electrically insulated from one another.
  • the first baseplate 508 and the first subset of the plurality of pillars 207 thereby provide an anode and the second baseplate 509 and the second subset of the plurality of pillars 208 provide a cathode.
  • the first base plate 508 and the first subset of the plurality of columns 207 and the second base plate 509 and the second subset of the plurality of columns 208 provide electrical and thermal contact.
  • the third base plate 510 with the third subset of the plurality of columns 209 is electrically neutral in this case.
  • the third subset of the plurality of pillars 209 with the third base plate 510 thereby provides a thermal contact.
  • the surface area of an upper side 507 of the first base plate 508 is at least as large as the area required for the first subset of the plurality of columns 207 on the bottom area of the carrier 102 .
  • the first base plate 508 has the same shape as the exterior Outline of the first subset of the plurality of pillars 207.
  • the outer contour of the first subset of the plurality of pillars 207 takes the shape of a square, then the top 506 of the first base plate 508 is also square.
  • a polymer 400 is arranged between the carrier 100 and the first, second and third base plates (508, 509, 510), as well as between the first, second and third subsets of the plurality of columns (207, 208, 209).
  • the polymer 400 covers the bottom surface of the carrier 100 in an area-wide manner where the plurality of columns are not arranged.
  • the polymer 400 is between the plurality of columns 206 and between the support 100 and the first base plate 508, the support 100 and the second base plate 509 and the support 100 and the third base plate 510. At this time, the polymer 400 is in direct contact with the bottom surface of the carrier 102, and the lateral surfaces 203 of the plurality of columns 206.
  • the polymer 400 fixes the plurality of columns (206,207,208,209) and increases their mechanical stability by laterally supporting the plurality of columns (206,207,208,209).
  • the polymer end face 401 ends flush with the carrier end face 103 .
  • optoelectronic semiconductor devices 1 according to FIG. 7B are particularly space-saving and can be placed closer to one another and/or to other electronic components.
  • the exemplary embodiment illustrated in FIG. 7C essentially corresponds to the exemplary embodiment described in connection with FIG. 7B.
  • the optoelectronic semiconductor device 1 is arranged on a substrate 500 .
  • the substrate 500 is a printed circuit board 503.
  • the printed circuit board 503 comprises the side facing the first and second base plates (508, 509). te, a dielectric passivation layer 512 glued to a metal core 516.
  • the dielectric passivation layer 512 can be an FR4 circuit board.
  • an adhesive layer 517 is present between the dielectric passivation layer 512 and the metal core 516 .
  • the dielectric passivation layer 512 preferably comprises at least as many contact layers 513, 514, 515 as there are optoelectronic semiconductor devices 1 fitted on the circuit board 503 and first and second base plates (508, 509) arranged on the optoelectronic semiconductor devices 1.
  • the dielectric passivation layer 512 according to FIG. 7C has two contact layers 513 .
  • the first base plate 508 is connected to a first contact layer 514 and the second base plate 509 is connected to a second contact layer 515 on the dielectric passivation layer 512 .
  • the first contact layer 514 functions as an anode and the second contact layer 515 as a cathode.
  • the base plates (508, 509) are each connected to the contact layers (514, 515) by means of a solder layer 511.
  • the third base plate 510 is connected directly to the metal core 516 .
  • the third base plate 510 is soldered to the metal core 516 by means of a solder layer 511 .
  • the solder layer 511 is arranged between the third base plate 510 and the metal core 516 .
  • the third base plate 510 can be connected to a contact layer 513 present on the dielectric passivation layer 512 .
  • the optoelectronic semiconductor device (1) has a first subset (207) of the plurality of columns (206) that the first electrical via (107) connects and a second subset (208) of the
  • the optoelectronic semiconductor device 1 has a carrier 100 with precisely one pillar 200 , the one pillar 200 being arranged on a bottom surface of the carrier 102 opposite the optoelectronic semiconductor chip 3 .
  • one column 200 brings about thermal heat conduction away from the optoelectronic semiconductor chip 3 and the carrier 100 .
  • one column 200 is arranged directly under the semiconductor chip 3 on the bottom surface of the carrier 102 opposite the semiconductor chip 3 .
  • the center point of one column 200 deviates from the center point of the optoelectronic semiconductor chip 3 by at most 500 pm, or at most 250 pm, or at most 100 pm, or at most 50 pm, or at most 20 pm.
  • One column 200 has an end cap 300 made of solder 302 on the end surface 204 , or on the end surface 204 and at least partially the lateral surface 203 .
  • the optoelectronic semiconductor device 1 according to the exemplary embodiment in FIG. 8B comprises an optoelectronic semiconductor device 1 according to FIG. 8A and a substrate 500 .
  • the optoelectronic semiconductor device 1 is soldered onto the one pillar 200 on a substrate 500 by means of the end cap 300 .
  • the substrate 500 can end flush with the end face of the carrier 103 .
  • the substrate 500 can protrude beyond the carrier end face 103 laterally, in the direction away from the carrier end face 103 .
  • the substrate 500 is a heat sink 505 or a base plate 504 . If the substrate 500 lies as a base plate 504 before, this can preferably be soldered to a heat sink 505 or circuit board 503.
  • the optoelectronic semiconductor device 1 has a polymer 400 between the carrier 100 and the substrate 500 .
  • the polymer 400 completely encloses the one column 200 and wets the bottom surface of the carrier 102 where the one column 200 is not arranged on the carrier 100 .
  • a polymer end face 401 ends flush with the end faces of the supports 103 .
  • the invention is not limited by the description based on the exemplary embodiments. Rather, the invention encompasses every new feature and every combination of features, which in particular includes every combination of features in the patent claims, even if this feature or this combination itself is not explicitly specified in the patent claims or exemplary embodiments.

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Abstract

Es wird eine Optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) mit einem Träger (100), einem auf dem Träger (100) angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip (3) und einer Mehrzahl von Säulen (206), wobei die Mehrzahl von Säulen (206) auf einer dem optoelektronischen Halbleiterchip (3) gegenüberliegenden Bodenfläche (102) des Trägers (100) angeordnet sind und wobei die Mehrzahl von Säulen (206) eine thermische Wärmeleitung weg von dem optoelektronischen Halbleiterchip (3) und dem Träger (100) bewirken. Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Halbleitervorrichtung (1) angegeben.

Description

Beschreibung
OPTOELEKTRONISCHE HALBLEITERVORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR
HERSTELLUNG EINES OPTOELEKTRONISCHEN HALBLEITERVORRICHTUNG
Es wird eine optoelektronische Halbleitervorrichtung angegebenen . Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleitervorrichtung angegeben .
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2022 200 853 . 7 , deren Of fenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird .
„Submount" Leuchtdiodenvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt ( OSRAM OSLON Submount CL ) und werden beispielsweise bei Automobilscheinwerfer eingesetzt . Es ist bekannt , dass diese Bauelemente herkömmlicherweise mittels einem Polymer-basierten Kleber auf eine Wärmesenke geklebt werden . Weitergehend ist es bekannt , dass solche Polymerbasierten Kleber eine geringe thermische Leitfähigkeit aufweisen .
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, eine Optoelektronische Halbleitervorrichtung anzugeben, die eine Verbindung zweiter Ebene aufweist , die sich durch eine besonders hohe thermische Leitfähigkeit aus zeichnet .
Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen optoelektronischen Halbleitervorrichtung anzugeben .
Diese Aufgaben werden durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 bzw . durch ein Verfahren mit dem Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 20 gelöst . Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der j eweils abhängige Patentansprüche . Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst die optoelektronische Halbleitervorrichtung einen Träger, einen auf dem Träger angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip und einen Mehrzahl von Säulen, wobei die Mehrzahl von Säulen auf einer dem optoelektronischen Halbleiterchip gegenüberliegenden Bodenfläche des Trägers angeordnet sind und wobei die Mehrzahl von Säulen eine Thermische Wärmeleitung weg von dem optoelektronischen Halbleiterchip und dem Träger bewirken . Dabei kann die Mehrzahl von Säulen auf ein Substrat geklebt oder gelötet sein, wobei der Mehrzahl von Säulen eine thermische Wärmeleitung weg von dem optoelektronischen Halbleiterchip und dem Träger zum Substrat bewirken . Vorteilhafterweise kann die optoelektronische Halbleitervorrichtung mit der Träger aufweisend der Mehrzahl von Säulen auf einem Substrat geklebt oder gelötet werden, wobei der Mehrzahl von Säulen dabei die thermische Wärmeleitung weg von dem optoelektronischen Halbleiterchip und dem Träger in die Verbindung zweiter Ebene , zwischen der Träger und das Substrat , bewirken . Des Weiteren wird die optoelektronische Halbleitervorrichtung auf einem Substrat gelötet , lässt sich vorteilhafterweise eine Löt-verbindung, zwischen der Mehrzahl von Säulen und das Substrat , mit besonders niedrige Mechanische Verspannungen realisieren .
Insbesondere weist die optoelektronische Halbleitervorrichtung eine höhere Thermische Wärmeleitung in die Grenz fläche , d . h . die Verbindung zweiter Ebene , zwischen der Träger und einem Substrat auf , als der aus dem Stand der Technik bekannten Leuchtdiodenvorrichtung . Insbesondere bewirken die Mehrzahl von Säulen eine besonders homogene thermische Wärmeleitung in Richtung weg von der Träger und der optoelektronischen Halbleiterchip . Dabei ist die erhörte thermische Wärmeleitung auf eine geringere Wärmewiederstand (Rth) in der Grenz fläche zwischen der Träger und das Substrat zurückzuführen und gewährleistet gleichzeitig eine Reduktion der Wärmewiderstand der Optoelektronische Halbleitervorrichtung als Gesamtvorrichtung . Insbesondere kann die Wärmewiederstand (Rth) zwischen der Träger der optoelektronischen Halbleiter- Vorrichtung zu einem angrenzenden Substrat , mit zumindest zwischen 1 bis 50% , oder mit zumindest zwischen 5 und 40% , oder mit zumindest zwischen 10-30% , reduziert werden .
Herkömmlicherweise werden „Submount" optoelektronischen Leuchtdiodenvorrichtungen mit Aluminiumnitrid (AIN) Trägern ( OSRAM OSLON submount CL ) auf einer Kupfer oder Aluminium
Wärmesenke geklebt . Die verwendeten gefüllten polymer Klebern zeigen oft eine geringe thermische Wärmeleitfähigkeit auf , die normalerweise in dem Bereich von l- 10W/mK liegen . Eine direkte , voll flächige Verlötung von solchen Leuchtdiodenvorrichtungen auf einer gedruckten Leiterplatte ist nicht möglich wegen Unterschiede in den thermischen Ausdehnungskoef fizienten zwischen der AIN Träger der Leuchtdiodenvorrichtung und der gedruckte Leiterplatte . Insbesondere kann zu große Unterschiede in den thermischen Ausdehnungskoef fi zienten zwischen dem Träger und der gedruckte Leiterplatte zu Rissen und Delamination der Verlötung führen .
Beispielsweise ist auch beim Kleben eine Dickere Kleberschicht notwendig, um die Verbindung zwischen der AIN Träger und die Leiterplatte genügend Flexibilität zu verschaf fen, sodass es nicht zu Rissen und Delamination in der Kleberschicht kommt . Nachteilerweise führt die Kombination von einer geringen thermischen Leitfähigkeit und eine dicke Klebstof fschicht zu einen hohen thermischen Wiederstand, in der Verbindung zweiter ebene , das heißt in der Klebstof f schicht zwischen dem Träger der Leuchtdiodenvorrichtung und der gedruckte Leiterplatte . Beispielsweise könnte es für eine 10mm2 Leuchtdiodenvorrichtung die mit einem 40 pm dicken Klebstof fschicht geklebt wurde , mit eine thermische Leitfähigkeit von 7W/mK, gezeigt werden, dass die Klebstof f schicht eine thermische Wiederstand von ungefähr 0 . 5K/W aufweist . Diese Thermische Wiederstand, in die Klebstof f schicht bzw . der Verbindung zwischen dem Träger der Leuchtdiodenvorrichtung und dem Substrat , kann dabei mehr als 20% der totalen thermischen Widerstands der Leuchtdiodenvorrichtung ausmachen und begrenzt damit die maximale Leistung der Leuchtdiodenvorrichtung . Einem hier beschriebenen Optoelektronischen Halbleitervorrichtung liegen unter anderem die folgenden Überlegungen zugrunde , dass bereits sehr wenig Material , das heißt eine geringe Gesamtmaterialvolumen von die Mehrzahl von Säulen, die aus einem Material mit hohe Wärmeleitfähigkeit besteht , viel ef fi zienter Wärme weg von der optoelektronischen Halbleiterchip und dem Träger abführen kann, als wenn nur ein Polymerkleber verwendet wird .
Einem weiteren Vorteil besteht darin, dass eine Verbindung zwischen Materialien mit sehr unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoef fi zienten ( GTE ) ermöglicht werden können . Beispielsweise führen oft die unterschied in thermischen Ausdehnungskoef fi zienten zwischen verbundener Materialien zu mechanischen Verspannungen . Dabei kann es im bestimmungsgemäßen Betrieb nach vielen thermischen Zyklen zu Materialermüdung in der Verbindung zwischen einem Träger eines optoelektronischen Halbleiterchip und einem Substrat kommen .
Ein Weiches Material , wie ein Polymer basierten Klebstof f , in der Verbindung zwischen dem Träger und dem Substrat , kann Unterschieden in den thermischen Ausdehnungskoef fi zienten zwischen die Materialen in der Regel auf fangen und die mechanischen Verspannungen reduzieren . Nachteilerweise weisen j edoch solche Materialien auch generell niedrige Wärmeleitfähigkeiten und hohe thermische Wiederstände auf .
Vorteilerweise kann die erfindungsgemäße optoelektronische Halbleitervorrichtung insbesondere einen Träger aus einem sehr harten Material , mit einem hohen E-Modul und geringen Wärmeausdehnungskoef fi zient , umfassen, dass direkt mit einen metallischen Substrat zusammengelötet werden, ohne dass es zu hohen Materialverspannungen und ein Materialversagen kommt .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst die optoelektronische Halbleitervorrichtung einen Träger oder eine Gehäuse aufweisend einen von den folgenden Materialien; Aluminiumnitrid, Aluminiumoxid, Siliciumnitrid, Siliciumcarbid oder Diamant . Insbesondere kann vorteilhafterweise Träger oder Gehäusematerialien aus Sili ziumkarbid oder Diamant eingesetzt werden . Beide Materialien weisen hohe E-Modulen und geringe Wärmeausdehnungskoef fi zienten auf , und verursachen dadurch starke Verspannungen, wenn sie direkt mit einen metallischen Wärmesenke zusammengelötet werden würde . Beide Materialien zeichnen sich aber auch durch hohe Wärmeleitfähigkeiten auf und könnte daher vorteilhaft als Träger oder Gehäusematerial zum Einsatz kommen .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst die optoelektronische Halbleitervorrichtung eine Mehrzahl von Säulen aus Metall . Insbesondere besteht die Mehrzahl von Säulen aus Kupfer oder ein Kupferhaltigen Legierung . Die Mehrzahl von Säulen können beispielsweise auch aus Gold oder einem goldhaltigen Legierungen bestehen . Insbesondere umfasst die Mehrzahl von Säulen bevorzugt eine gut wärmeleitende oder elektrisch leitende Material . Dabei kann die Mehrzahl von Säulen unterschiedliche Teilmengen umfassen, die unterschiedliche Materialien aufweisen . Durch die Verwendung von unterschiedlichen Materialien für unterschiedliche Teilmengen von der Mehrzahl von Säulen können insbesondere die Materialeigenschaften von den verschiedenen Teilmengen aus der Mehrzahl von Säulen individuell eingestellt werden . Insbesondere könnte über das Materialwahl , elektrische und/oder thermische Leitfähigkeiten, von Teilmengen aus der Mehrzahl von Säulen individuell eingestellt werden . Ferner lässt die Verwendung von unterschiedliche Materialien für verschiedenen Teilmengen von der Mehrzahl von Säulen ein besonderes kostengünstigen und Ressourcenef fi zienten Herstellung zu gewährleisten . Dabei können beispielsweise manche Teilmengen von der Mehrzahl von Säulen aus Gold oder eine Goldlegierung bestehen, wobei andere Teilmengen aus Kupfer oder eine Kupferlegierung besteht . Ferner kann das Material für die Mehrzahl von Säulen oder Teilmengen daraus , so gewählt werden, dass es eine bestimmte spezi fische Elektrische oder Thermische Widerstand bereitgestellt wird . Dadurch kann die Elektrische oder Thermische Wiederstand über eine Säule oder über der Mehrzahl von Säulen oder über eine Teilmenge von die Mehrzahl von Säulen, in Abhängigkeit der Länge und/oder die Querschnitts fläche von die eine Säule oder die Mehrzahl von Säulen eingestellt werden .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst die optoelektronische Halbleitervorrichtung zumindest eine Säule aus der Mehrzahl von Säulen aufweisend ein Aspektverhältnis , wobei eine Breite von zumindest eine Säule kurzer ist als seine Höhe . Bevorzugt weist die Mehrzahl von Säulen ein Aspektverhältnis von größer 1 auf . Insbesondere kann durch die Verwendung von eine Mehrzahl von Säulen mit einem Aspektverhältnis größer 1 , die Klebe- oder Löt-Verbindung zwischen der Träger des optoelektronischen Halbleitervorrichtung und das Substrat besonders mechanisch flexibel gestaltet werden . Beispielsweise j e schmäler und j e länger die Mehrzahl von Säulen sind und j e weiter entfernt voneinander sie angeordnet sind auf dem Träger, umso flexibler kann die Verbindung zwischen der Träger und das Substrat gestaltet werden . Insbesondere lässt sich durch der Einsatz von eine Mehrzahl von Säulen mit einer Aspektverhältnis größer 1 eine Klebe- oder Löt-Verbindung zwischen der Träger und das Substrat mit geringer mechanischen Verspannungen bei einer verbesserten thermischen Anbindung realisieren .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst die optoelektronische Halbleitervorrichtung zumindest eine Säule aus der Mehrzahl von Säulen aufweisend ein Aspektverhältnis , wobei eine Breite von zumindest eine Säule , länger ist als seine Höhe . Dadurch lässt sich insbesondere mechanisch stabile Säulen oder Teilmenge von der Mehrzahl von Säulen herstellen lassen . Beispielsweise kann einzelne Säulen oder Teilmengen von der Mehrzahl von Säulen mit eine Breite die länger ist als seine Höhe bereitgestellten werden . Vorteilhafterweise kann dadurch einzelne Säulen oder Teilmengen von der Mehrzahl von Säulen als mechanisch stabile Abstandshalter funktionieren . Insbesondere kann durch die Bereitstellung von einzelne Säulen oder Teilmengen von der Mehrzahl von Säulen, die mechanisch stabiler sind als der Rest , erreicht werden, dass die Mehrzahl von Säulen weniger anfällig für mechanischen Verformung während die weitere Handhabung oder der Herstellungsprozess , insbesondere bei der Verbindungsprozess , sind . Beispielsweise kann zumindest eine Säule aus der Mehrzahl von Säulen eine Breite aufweisen, die länger ist als seine Höhe und zumindest eine Teilmenge aus der Mehrzahl von Säulen aufweisen, wobei eine Breite kurzer ist als seine Höhe . Dabei können alle Säulen die gleiche Höhe aufweisen . Vorteilhafterweise lässt sich dadurch eine Mehrzahl von Säulen bereitzustellen die sich in vertikaler Richtung, parallel zu den Mantel flächen der Mehrzahl von Säulen, sich nicht mechanisch verformen lässt , wobei die Mehrzahl von Säulen, die eine Breite aufweisen die kleiner ist als seine Höhe , dennoch die mechanische Flexibilität gegenüber Unterschiede in thermische Ausdehnungskoef fi zienten zwischen der Träger und das Substrat bereitstellen kann . Dabei fungiert die zumindest eine Säule , mit die Breite die länger ist als die Höhe , als mechanisch stabiler Abstandhalter, und die zumindest eine Teilmenge der Mehrzahl von Säulen, mit die Breite die kurzer ist als die Höhe , ermöglichen, dass eine mechanische flexible Verbindung zwischen der Träger und das Substrat gewährleistet werden kann .
Die Mehrzahl von Säulen kann eine Höhe zwischen 5 pm und 200 pm, oder bevorzugt eine Höhe Zwischen 10 pm und 100 pm, oder insbesondere bevorzugt eine Höhe zwischen 20 pm und 60 pm aufweisen . Insbesondere hat sich eine Säulenhöhe von 40 pm als besonders günstig erwiesen . Beispielsweise kann die Höhe von der Mehrzahl von Säulen nach die benötigte Polymerstof ffuge oder die benötigte Abstand zwischen dem Träger und dem Substrat gewählt werden . Beispielsweise kann durch die gewählte Höhe der Mehrzahl von Säulen, die Polymerstof f fuge zwischen der Träger und das Substrat gezielt kontrolliert werden . Die Mehrzahl von Säulen kann dabei die Gleiche Höhe aufweisen . Dadurch kann erzeugt werden, dass die Polymerstof f fuge zwischen der Träger und das Substrat über der gesamte Bodenfläche des Trägers die gleiche ist . Alternativ kann eine Teilmenge aus der Mehrzahl von Säulen eine , von ei- ne andere Teilmenge der Mehrzahl von Säulen, unterschiedliche Höhe aufweisen . Dadurch könnte ein Substrat mit eine Topologische Oberfläche oder mehrere Substraten, die zu einander auf unterschiedliche Höhen angeordnet sind, zum Einsatz kommen . Unterschiedliche Teilmengen aus der Mehrzahl von Säulen sind dabei auf unterschiedliche Stufenhöhen auf einem oder mehreren Substraten angeordnet .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die optoelektronische Halbleitervorrichtung eine Mehrzahl von Säulen auf , wobei die zusammengerechnete Gesamtfläche von den Endflächen von der Mehrzahl von Säulen mindestens 10 bis 30 % der Bodenfläche des Trägers beträgt . Im Allgemein bewirkt eine größere Gesamtfläche von der Mehrzahl von Säulen, bei gleicher Höhe , dass mehr Wärme , durch die Mehrzahl von Säulen in Richtung des Substrats abgeleitet werden kann . Beispielsweise weist zumindest eine Säule aus der Mehrzahl von Säulen eine Breite auf , die kleiner ist als die Höhe . Beispielsweise weist zumindest eine Säule aus der Mehrzahl von Säulen ein Breite auf die kleiner ist als 200 pm, oder kleiner ist als 100 pm, oder kleiner ist als 60 pm, oder kleiner als 40 pm, oder kleiner als 20 pm oder kleiner als 10 pm oder kleiner als 5 pm ist . Insbesondere hat sich eine Säulenbreite von kleiner als 40 pm als besonders günstig erwiesen, um eine Mechanische Anhaftung von der Mehrzahl von Säulen in einem Lot oder in einem Klebstof f zu erhöhen . Beispielsweise wurde eine besonders gute mechanische Anhaftung gewährleistet mit eine Säulenhöhe von 40 pm und eine Säulenbreite kleiner 30 pm, oder eine Säulenbreite kleiner als 20 pm, oder eine Säulenbreite kleiner als 10 pm oder eine Säulenbreite kleiner als 5 pm .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die optoelektronische Halbleitervorrichtung zumindest eine Säule aus der Mehrzahl von Säulen in Querschnitt eine Geometrische Form auf , die Kreis förmig, und/oder Ellipsoidf örmig, und/oder quadratisch, und/oder vieleckig, insbesondere Drei- , Vier- , Fünf- , Sechs- oder Acht-Eckig, ist . Vorteilhafterweise lassen sich kreis förmige , Drei- , Vier- und Sechs-Eckige Säulen zudem besonders eng zusammenpacken in einem Matrix bestehend aus eine Mehrzahl von Säulen .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die optoelektronische Halbleitervorrichtung mindestens eine Teilmenge von der Mehrzahl von Säulen auf , die äquidistant voneinander angeordnet sind auf dem Träger . Der Ausdruck „äquidistant" bedeutet in diesem Zusammenhang, dass alle Säulen zu einander gleich distanziert sind . Insbesondere ist der Mittenpunkt einer Säule auf der gleichen Entfernung von dem Mittenpunkt einer benachbarten Säule angeordnet . Dabei können unterschiedliche Teilmengen von der Mehrzahl von Säulen unterschiedliche äquidistante Entfernungen von den Säulen aufweisen .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die optoelektronische Halbleitervorrichtung mindestens eine erste Reihe von Säulen in einer Matrix von der Mehrzahl von Säulen oder eine Teilmenge von Säulen aus der Mehrzahl von Säulen auf , dass eine unterschiedliche Säulenabstand auf dem Träger aufweisen, als eine zweite Reihe oder eine zweite Teilmenge von Säulen . Beispielsweise kann dadurch eine erste Reihe von Säulen, in einer Matrix von der Mehrzahl von Säulen, bei gleichen Reihenlängen, mit einer unterschiedlichen Anzahlen von Säulen ausgestattet sein als eine zweite oder dritte Reihe . Ferner kann dadurch eine erste Teilmenge von Säulen, in einer Matrix von der Mehrzahl von Säulen, bei gleicher Teilmengenarea, mit einer unterschiedlichen Anzahlen von Säulen ausgestattet sein als eine zweite oder dritte Teilmenge . Insbesondere lassen sich dadurch Reihen und/oder Teilmengen von Säulen mit unterschiedliche elektrische , thermische oder mechanische Eigenschaften bereitzustellen . Beispielsweise kann eine erste Reihe oder eine erste Teilmenge von Säulen mit eine höhere Anzahl von Säulen ausgestattet werden, als eine zweite Reihe oder eine zweite Teilmenge von Säulen . Vorzugsweise lässt sich dadurch Reihen und/oder Teilmengen von der Mehrzahl von Säulen bereitzustellen, die einem Bereich der Träger besonders zuverlässig elektrisch versorgen kann und/oder besonders viel Wärme ableiten kann . Des Weiteren kann durch der Anzahl von Säulen innerhalb eine Reihe oder Teilmenge von Säulen die mechanische Eigenschaft der Kleb- oder Lötverbindung Verbindung zwischen der Mehrzahl von Säulen und dem Substrat in dem Bereich einer Reihe oder einer Teilmenge von Säulen kontrolliert werden . Beispielsweise lässt sich insbesondere stabile mechanische Klebverbindungen oder Lotverbindungen realisieren, wenn die Säulenhöhe 40 pm beträgt und die zusammengerechnete Gesamtfläche von den Endflächen von der Mehrzahl von Säulen mindestens 30 % oder mindestens 20 % oder mindestens 10% der Bodenfläche des Trägers beträgt .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die optoelektronische Halbleitervorrichtung ein Polymer auf , der zwischen die Mehrzahl von Säulen, der Bodenfläche des Trägers und die Oberseite des Substrats , und den Endflächen der Mehrzahl von Säulen und die Oberseite des Substrats , vorhanden ist . Dabei ist die optoelektronische Halbleitervorrichtung mittels dem Polymer auf dem Substrat befestigt .
Vorzugsweise steht der Polymer in direktem Kontakt mit der Bodenfläche des Trägers , die Oberseite des Substrats , die Endflächen von den Mehrzahl von Säulen, sowie mit den Mantelflächen der Mehrzahl von Säulen . Dabei bewirkt eine direkte Kontakt , dass eine besonders zuverlässige und mechanisch stabile Stof fverbindung gewährleistet werden kann . Vorzugsweise benetzt der Polymer dabei die Bodenfläche des Trägers , die Oberseite des Substrats und die zumindest eine Mantel fläche der Mehrzahl von Säulen, flächendeckend . Vorzugsweise benetzt der Polymer die Bodenfläche des Trägers nur dort flächendeckend, wo die Mehrzahl von Säulen auf der Träger nicht angeordnet sind . Dabei benetzt der Polymer die Bodenfläche des Trägers , die Oberseite des Substrats und die zumindest eine Mantel fläche von der Mehrzahl von Säulen mit zumindest 50% , oder bevorzugt zumindest 75% , oder weiter bevorzugt zumindest 95% .
Insbesondere ist eine Klebstof f schicht zwischen die Endflächen der Mehrzahl von Säulen und dem Substrat gebildet . Vor- zugsweise ist das Polymerschicht zwischen den Endflächen von der Mehrzahl von Säulen und die Oberseite des Substrats möglichst dünn, um eine niedrige thermische Wiederstand zwischen den Endflächen von der Mehrzahl von Säulen und das Substrat zu gewährleisten . Die Dicke des Polymerschichts zwischen den Endflächen der Mehrzahl von Säulen und die Oberseite des Substrats beträgt dabei höchstens 5 gm, oder höchstens 3 gm, oder höchstens 1 gm . Dabei bedeckt die Polymerschicht die Endflächen von der Mehrzahl von Säulen mit zumindest 20% , bevorzugt mit zumindest 50% , weiter bevorzugt mit zumindest 75% . Bei einer 20 prozentigen Abdeckung der Endflächen und einer Dicke der Polymerschicht von 1 gm könnte der Wärmewiderstand beispielsweise von 0 , 6 K/W auf 0 , 1 K/W, im Vergleich zu den nicht bedeckten Endflächen von der Mehrzahl von Säulen, reduziert werden .
Beispielsweise bewirkt eine hohe Flächendeckung von der Polymer, dass eine stabile und zuverlässige Stof fverbindung gewährleistet werden kann . Insbesondere erhört die Mehrzahl von Säulen die Kontaktarea des Polymers in die Klebstof fverbindung zwischen der Träger und das Substrat . Die erhörte Kontaktarea des Polymers bewirkt dabei eine verbesserte Anhaftung des Polymers . Ferner trägt eine hohe Flächendeckung von der Polymer ebenfalls zu eine verbesserte Wärmeleitung bei . Insbesondere bewirkt die gute Flächendeckung von der Polymer mit die Mantel flächen von den Mehrzahl von Säulen, in der Fall von eine partielle Delamination zwischen den Endflächen der Mehrzahl von Säulen und das Substrat , dass eine gute Haftung und Wärmeleitung zum Substrat stets gewährleistet werden kann .
Insbesondere handelt es sich beim Polymer um ein Klebstof f . Beispielsweise basiert der Klebstof f auf Silikon oder Epoxid- Hartz . Dabei bewirkt der Mehrzahl von Säulen, dass eine verbesserte Wärmeleitung in die Klebstof fverbindung zwischen der Träger und dem Substrat erzeugt ist . Die erhörte Wärmeleitung ist auf die Mehrzahl von Säulen zurückzuführen, die dazu dienen die Wärme durch den Klebstof f in Richtung dem Substrat zu führen . Beispielsweise kann eine dünne Klebstof f schicht zwischen die Endflächen der Mehrzahl von Säulen und dem Substrat vorhanden sein . Dadurch lässt sich ein besonderes niedrige thermische Wiederstand in die Grenz fläche zwischen die Endflächen von der Mehrzahl von Säulen und das Substrat erzeugen .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die optoelektronische Halbleitervorrichtung ein Polymer auf , der Füllmaterialien aufweist . Insbesondere handelt es sich beim Polymer um ein Klebstof f . Beispielsweise basiert der Klebstof f auf Silikon oder Epoxid-Hartz . Dabei kann der Klebstof f zusätzliche Füllmaterialien enthalten, um die Eigenschaften der Klebstof f zu beeinflussen . Die Füllmaterialien sind vorzugsweise als Pulver eingesetzt . Beispielsweise kann es sich bei den Füllmaterialien um Materialien mit hohe Durchschlags festigkeit oder um elektrisch isolierende Materialien . Beispielsweise lässt die Verwendung von solchen Füllmaterialien zusammen mit einem elektrisch isolierenden Polymer, Kurzschlüsse zwischen zwei unterschiedlich gepolten und elektrisch leitenden Teilmengen von der Mehrzahl von Säulen vermieden . Als besonders geeigneten Füllmaterialen hat sich die Verwendung von ZnO oder SiC basierten Varistoren erwiesen . Beispielsweise handelt es sich bei dem I solatoren insbesondere um Keramische oder Amorphe Materialien wie Glas . Beispielsweise kann der Füllmaterial Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Siliciumnitrid oder Siliciumcarbid umfassen .
Alternativ kann auch Füllmaterialien für das Klebstof f verwendet werden, die besonders hohe thermische Leitfähigkeit aufweisen . Insbesondere kommt Partikeln aus Silber oder Silberlegierungen als Füllmaterialien für das Klebstof f zum Einsatz . Beispielsweise lässt sich dadurch die Wärmeleitfähigkeit des Klebstof fs erhöhen, wobei der Beitrag des Klebstof fs zur Wärmeleitung in Richtung des Substrats erhöht werden kann . Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die optoelektronische Halbleitervorrichtung eine maximale Polymerstof f fuge zwischen der Träger und das Substrat auf , die durch die Höhe der Mehrzahl von Säulen bestimmt ist . Beispielsweise lässt sich dadurch eine Polymerstof f fuge realisieren, die überall zwischen eine Bodenfläche des Trägers und eine Oberseite eines Substrats reproduzierbar die gleiche Höhe aufweisen . Insbesondere lässt sich dadurch eine homogene Wärmeleitung in Richtung weg von der optoelektronischen Halbleitervorrichtung und der Träger zum Substrat realisieren . Des Weiteren lässt sich über die gesamte Träger eine flächendeckende homogene Wärmeleitung in Richtung weg von der optoelektronischen Halbleiterchip und der Träger zum Substrat erzeugen . Eine homogene Wärmeableitung von der optoelektronischen Halbleiterchip und der Träger kann zur erhörten Lebensdauer der optoelektronischen Halbleiterchip beitragen . Die Mehrzahl von Säulen können dabei auf das Substrat geklebt oder gelötet sein . Eine besonders gut definierte und kontrollierbare Polymerstof f fuge lässt sich erzeugen, wenn die Mehrzahl von Säulen auf das Substrat fest verbunden sind . Insbesondere kommt es bei die feste Verlötung von der Mehrzahl von Säulen auf das Substrat zu keine Dickenunterschiede der Polymerstof f fuge zwischen der Träger und das Substrat . Ein Polymerstof f fuge zwischen der Träger und das Substrat , die eine unter der Träger unterschiedliche Dicke aufweist , führt insbesondere zu eine zwischen der Träger und das Substrat unterschiedliche thermische wiederstand . Insbesondere weist der optoelektronische Halbleitervorrichtung zwischen der Träger und das Substrat eine geringere thermische wiederstand auf , wenn die Mehrzahl von Säulen mit ihre Endflächen direkt angrenzend an das Substrat angeordnet sind .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die optoelektronische Halbleitervorrichtung ein Polymer auf , der die Bodenfläche des Trägers lateral seitlich überläuft .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die optoelektronische Halbleitervorrichtung ein Polymer auf , der eine Trä- gerstirnseite anschließt . Beispielsweise kann das für die Klebstof fverbindung überflüssige Polymer, der die Bodenfläche des Trägers lateral seitlich überläuft , die Trägerstirnseite geringfügig hochziehen bzw . anschließen . Der Ausdruck „geringfügig" bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Polymer zumindest 10% , oder zumindest 30% , oder zumindest 50% von die Höhe der Trägerstirnseite hochzieht . Dabei kann das überflüssige Polymer, der die Bodenfläche des Trägers lateral seitlich überläuft , von die Oberfläche des Substrat bis zur Stirnseite der Träger geneigt zulaufen . Beispielsweise lässt sich ein besonders zuverlässige Klebstof fverbindung zwischen der Träger und das Substrat erzeugen, wenn der Polymer der Trägerstirnseite anschließt und anhaftet . Insbesondere hält der optoelektronischen Halbleitervorrichtung dadurch besser mechanische Scherbeanspruchungen aus .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die optoelektronische Halbleitervorrichtung eine Polymerstirnseite auf , die mit der Trägerstirnseite bündig abschließt . Vorzugsweise sind solche optoelektronische Halbleitervorrichtungen besonders platzsparend und lassen sich näher zu anderen optoelektronischen Halbleitervorrichtungen und/oder andere Elektronische Komponenten platzieren .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die optoelektronische Halbleitervorrichtung ein Polymer auf , der die Mehrzahl von Säulen auf dem Substrat fixiert . Der Ausdruck „fixieren" bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Polymer die Mehrzahl von Säulen mechanisch stabilisiert . Das heißt die Polymernetzwerk zwischen den Säulen bewirkt , dass der Mehrzahl von Säulen besser Druck- , Scher- oder Zugkräfte erträgt . Beispielsweise bewirkt das Polymernetzwerk, dass die Mehrzahl von Säulen sich nicht plastisch verformt oder sich Verbiegen während die Handhabung oder im Betrieb . Insbesondere bewirkt das Fixieren der Mehrzahl von Säulen durch der Polymer, dass Säulen mit hohe Aspektverhältnisse (Aspektverhältnisse = Höhe einer Säule zu Breite eine Säule ) und/oder Säulen, die eine große Entfernung voneinander aufweisen, zum Einsatz kommen kann . Beispielsweise weist die Mehrzahl von Säulen ein Aspektverhältnisse von mehr als 1 , oder mehr als 2 , oder mehr als 3 , oder mehr als 5 oder mehr als 10 . Die Entfernung von den einzelnen Säulen ist dabei größer als die Breite einer Säule aus der Mehrzahl von Säulen . Beispielsweise ist die Entfernung mehr als 2 mal die Säulenbreite , oder mehr als 5 mal die Säulenbreite , oder mehr als 10 mal die Säulenbreite oder mehr als 20 mal die Säulenbreite .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die optoelektronische Halbleitervorrichtung ein Substrat auf , das eine Leiterplatte umfasst . Das Substrat kann beispielsweise als gedruckte Leiterplatte ( PCB ) ausgebildet sein . Insbesondere weist die Leiterplatte elektrische Leitungen auf . Die Leiterplatte kann ferner als eine gedruckte Metallkernplatine ausgebildet sein . Die Leiterplatte kann beispielsweise ein Metallkern aus Kupfer oder Aluminium umfassen . Vorzugsweise fungiert die Leiterplatte als eine Wärmesenke für Wärme , die von in der optoelektronischen Halbleitervorrichtung erzeugt wird und dass über der Träger mit der Mehrzahl von Säulen auf das Substrat geleitet wird .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die Leiterplatte zumindest ein von den folgenden Materialien auf ; Aluminium, Kupfer, Aluminiumoxid, Siliciumnitrid, Aluminiumnitrid, FR4 .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die Optoelektronische Halbleitervorrichtung eine erste Leiterplatte auf , die elektrische Leiterbahnen aufweist und/oder zumindest ein freigelegtes Bereich mit Metall aufweist , die senkrecht zur und in Richtung weg von der Träger Bodenfläche durch der Leiterplatte läuft und als Wärmeleiter, Verbindungs fläche und/oder Elektrischer Leiter fungiert .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die Optoelektronische Halbleitervorrichtung eine Mehrzahl von Säulen auf , die direkt über, im Kontakt mit , oder verbunden mit dem freigelegten Bereich mit Metall auf der Leiterplatte , angeordnet sind . Dabei kann zwischen die Endflächen von der Mehrzahl von Säulen und das Substrat ein Polymer oder ein Lot vorhanden sein, dass die Mehrzahl von Säulen zusätzlich auf dem Substrat befestigt .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die Optoelektronische Halbleitervorrichtung eine Mehrzahl von Säulen auf , die j e eine Endkappe aufweisen, die aus einem Lot besteht . Dabei bewirkt die Endkappen, dass die Mehrzahl von Säulen auf dem Substrat lötbar sind . Vorzugsweise kann dadurch die Optoelektronische Halbleitervorrichtung mit dem Träger, aufweisend der Mehrzahl von Säulen, mittels die Endkappen auf dem Substrat befestigt werden . Beispielsweise weist das Lot eine Legierung auf , die mindestens zwei der folgenden Elementen umfasst ; Ag, Al , Au, Bi , Cd, Cu, Fe , P, Pb, Sb, Si , Sn, Zn . Insbesondere kann die Endkappen Gold-Zinn (AuSn) oder Silber- Sinn-Kupfer ( SnAgCu) basierten Lot umfassen . Beispielsweise kann es sich beim Substrat um eine Wärmesenke handeln . Insbesondere kann es sich bei der Wärmesenke um eine Leiterplatte umfassend Kupfer oder Aluminium handeln .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die Optoelektronische Halbleitervorrichtung eine Mehrzahl von Säulen auf , die j e eine der Bodenfläche des Trägers abgewandte Endfläche aufweist , und zumindest eine seitlich umlaufende Mantel flächefläche , der Senkrecht zu der Endfläche ausgerichtet ist , wobei die Endkappe von zumindest eine Säule aus den Mehrzahl von Säulen die Endfläche und zumindest partiell der zumindest eine seitlich umlaufende Mantel fläche , mit das Lot bedeckt . Beispielsweise lässt sich die Stof fverbindung zwischen die Mehrzahl von Säulen und das Substrat besonders mechanisch stabil erzeugen, wenn die Endkappen sowohl die Endflächen und zumindest partiell der zumindest eine seitlich umlaufende Mantel fläche , mit das Lot bedeckt . Dass die Endkappen zumindest partiell die Mantel flächen bedeckt sind, bewirkt dass für die Lotverbindung eine erhörte Verbindungs fläche erzeugt werden kann, wobei das Lot sowohl die Endflächen von der Mehrzahl von Säulen, das Substrat und zumindest partiell der zumindest eine seitlich umlaufende Mantel fläche benetzt . Der Begri f f "partiell" bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Höhe von den Endkappen in der von der Oberseite des Substrats abgewandten Richtung höchstens 5 % oder höchstens 10 % oder höchstens 20 % oder höchstens 50 % der Höhe einer Säule aus der Mehrzahl von Säulen beträgt . Die Dicke von den Endkappen beträgt dabei vorzugsweise zwischen 500 nm und 10 pm, oder bevorzugt zwischen 1 und 6 pm, oder weiter bevorzugt zwischen 2 und 4 pm . Insbesondere hat sich eine Dicke von etwa 3pm als besonders vorteilhaft erwiesen .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die Optoelektronische Halbleitervorrichtung Endkappen auf , die eine mechanische und eine thermische und/oder einer elektrische Verbindung, bereitstellen . Insbesondere bewirkt die Endkappen, dass eine zuverlässige mechanische und thermische und oder elektrische Lotverbindung zwischen der Träger mit der Mehrzahl von Säulen und das Substrat erzeugt werden kann . Vorzugsweise bewirkt die Mehrzahl von Säulen dabei , dass ein unterschied in thermische Ausdehnungskoef fi zienten zwischen der Träger und das Substrat besonders vorteilhaft ausgeglichen werden kann . Dabei bewirkt die Mehrzahl von Säulen, dass die Thermische Spannungen in die Lotverbindung zwischen der Träger und das Substrat reduziert werden kann . Dies ist sowohl auf eine , gegenüber eine voll flächige Lotverbindung, geringe Gesamtfläche zwischen die Mehrzahl von Säulen und das Substrat , als auch die unterbrochene Lotverbindung zurückzuführen . Ferner weist die Mehrzahl von Säulen, die mittels die Endkappen aus Lot auf das Substrat befestigt sind, eine Stof f schlüssige Stof fverbindung zwischen die Endflächen der Mehrzahl von Säulen und das Substrat . Dadurch ergibt sich eine für die Thermische und/oder elektrische Leitfähigkeit besonders vorteilhafte Verbindung, die eine besonders niedrige thermische und elektrische wiederstand aufweist .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die optoelektronische Halbleitervorrichtung ein Polymer zwischen der Bodenfläche des Trägers und eine Oberseite eines Substrats auf , wobei die Oberseite des Substrats direkt angrenzend unterhalb an den Endflächen der Mehrzahl von Säulen angeordnet ist . Dabei sind die Mehrzahl von Säulen mittels die Endkappen aus Lot mit dem Substrat verbunden . Insbesondere ist in diesem Fall kein Polymer zwischen die Endflächen der Mehrzahl von Säulen und die Oberseite des Substrats vorhanden . Insbesondere füllt der Polymer in diesem Fall der Bereich zwischen den Mehrzahl von Säulen und dem Bereich zwischen dem Träger und dem Substrat vollständig . Vorzugsweise bedeckt der Polymer dabei den Mantel flächen der Mehrzahl von Säulen, die dem Substrat senkrecht ausgerichteten Seitenkanten von den Endkappen, und dem Träger und dem Substrat , dort wo der Mehrzahl von Säulen nicht angeordnet sind, flächendeckend .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die Optoelektronische Halbleitervorrichtung in den Zwischenräumen von der Mehrzahl von Säulen optional einem Polymer auf . Beispielsweise trägt der Polymer, zusätzlich zu den Endkappen aus Lot , zur Haftung in der Verbindung zwischen der Träger mit der Mehrzahl von Säulen und dem Substrat bei . Dabei erhört der Polymer die Mechanische Stabilität von die Mehrzahl von Säulen und/oder von den Lotverbindungen zwischen die Endkappen und dem Substrat . Vorzugsweise füllt der Polymer dabei den ganzen Volumen zwischen der Mehrzahl von Säulen und zwischen der Träger und dem Substrat . Eine hinreichende Unterfüllung der Polymer zwischen der Träger und dem Substrat bewirkt dabei , dass wenig Luftblasen unter dem Träger und zwischen der Mehrzahl von Säulen vorhanden ist . Dies Wiederum bewirkt eine bessere Haftung zwischen der Träger und dem Substrat . Die Wärmeleitung durch der Mehrzahl von Säulen ist dabei viel höher als die Wärmeleitung durch der Polymer, sodass andere Polymerstof fe als Kleber verwendet werden können, deren Eigenschaften auf eine verbesserte Anhaftung oder eine angepasste Thermische Ausdehnungskoef fi zient optimiert wurden . Beispielsweise kann dadurch vorteilhaft Polymere , ohne weiteren Füllmaterialien, als Klebstof f verwendet werden . Die Zugabe von weiteren, nicht zur Haftung beitragenden Füllmaterialien, kann sich auf die Haftung negativ auswirken . Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die optoelektronische Halbleitervorrichtung ein Substrat auf , dass zumindest eine Basisplatte umfasst . Insbesondere handelt es sich bei der Basisplatte um eine Metallplatte . Vorzugsweise kann die Metallplatte aus Kupfer oder eine Kupferlegierung bestehen . Die Metallplatte kann dabei eine Dicke zwischen 1 mm und 5 pm, oder bevorzugt eine Dicke Zwischen 500 pm und 20 pm, oder insbesondere bevorzugt eine Dicke zwischen 150 pm und 50 pm aufweisen .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die optoelektronische Halbleitervorrichtung zumindest eine Basisplatte auf . Die Basisplatte kann dabei als Block, Folie , platte oder Schicht bereitgestellt werden . Beispielsweise kann der zumindest eine Basisplatte eine oder mehrere vorstrukturierten Teilen umfassen oder der zumindest eine Basisplatte ist nach der Verbindung mit der Mehrzahl von Säulen erst strukturiert .
Beispielsweise kann eine Basisplatte , die eine Teilmenge von den Mehrzahl von Säulen zugeordnet ist , ein Form und zu mindestens eine Fläche aufweisen, der den auf der Bodenfläche des Trägers angeordneten Mehrzahl von Säulen entspricht . Vorzugsweise kann eine Basisplatte , die eine Teilmenge von den Mehrzahl von Säulen zugeordnet ist , im Draufsicht ein Form aufweisen, der einen äußeren Kontur dieser Teilmenge entspricht . Der Form und Fläche eine Basisplatte , die eine Teilmenge von den Mehrzahl von Säulen zugeordnet ist , ist nicht von der Form diese Teilmenge von der Mehrzahl von Säulen beschränkt , sondern kann j ede beliebige Form und Fläche aufweisen, dass auch außerhalb der äußeren Kontur von den Mehrzahl von Säulen erstreckt . Insbesondere kann die Form und Fläche der Basisplatte auf die thermische und elektrische Anforderungen der optoelektronische Halbleitervorrichtung angepasst werden . Grundsätzlich bewirkt eine Basisplatte , die größere ist als die zugeordnete Teilmenge von den Mehrzahl von Säulen, dass Wärme die von der Träger und der optoelektronische Halbleitervorrichtung in Richtung einer Wärmesenke oder Lei- terplatte geleitet wird, zeitlich auf eine größere Fläche als die von der Mehrzahl von Säulen angenommene Fläche , aufgeteilt werden kann .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die optoelektronische Halbleitervorrichtung einem Träger mit einem Mehrzahl von Säulen auf , die mittels Endkappen an der zumindest eine Basisplatte befestigt sind . Insbesondere sind die Mehrzahl von Säulen mittels Endkappen aus einem Lot auf der Oberseite einer Basisplatte aufgelötet . Dabei bildet die Basisplatte für die optoelektronische Halbleitervorrichtung bzw . für den Träger mit der Mehrzahl von Säulen ein neuen Untergrund . Vorzugsweise kann die Endkappen aus einem AuSn Lotschicht bestehen . Die Dicke von den Endkappen beträgt dabei vorzugsweise zwischen 500 nm und 10 pm, oder bevorzugt zwischen 1 und 6 pm, oder weiter bevorzugt zwischen 2 und 4 pm . Insbesondere hat sich eine Dicke der Endkappe von etwa 3 pm als genügend Dick erwiesen, um eine zuverlässige Lotverbindung zwischen der Mehrzahl von Säulen und die Basisplatte zu gewährleisten .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die optoelektronische Halbleitervorrichtung zwischen der Träger und die Basisplatte ein Polymer auf . Die optoelektronische Halbleitervorrichtung weist dabei einem Träger mit einem Mehrzahl von Säulen auf , die mittels Endkappen aus einem Lot an die Basisplatte befestigt sind . Beispielsweise weist der Träger zwischen der Mehrzahl von Säulen ein Silicone oder Epoxid auf . Der Polymer kann dabei durch Foil-Assisted-Molding ( FAM) , Dispensen, Aufrakeln, Casten oder Molden zwischen die Mehrzahl von Säulen eingebracht werden, wobei die Mehrzahl von Säulen zwischen die Endkappen in lateraler Richtung von der Polymer frei ist . Beispielsweise gewährleistet der Polymer zwischen zwischen die Mehrzahl Säulen, dass die Mehrzahl von Säulen gegenüber Scher- und Druckkräfte mechanisch stabiler sind . Insbesondre lässt sich dadurch eine zuverlässigere Verbindung zwischen die Mehrzahl von Säulen und die Basisplatte erstellen . Dabei stützt der Polymer die Mehrzahl von Säulen, sodass die Säulen sich nicht während die Handhabung sich Ver- biegt oder plastisch verformt . Eine Verbiegung oder Plastische Verformung der Mehrzahl von Säulen könnte eine mechanische Beanspruchung von der Lotverbindungen zwischen die Mehrzahl von Säulen mit den Endkappen und die Basisplatte bewirken . Die mechanische Beanspruchung der Lotverbindung kann infolge zu eine Materialversagen in die Lotverbindungen führen . Ferner wird erzeugt , dass die Basisplatte sein form behält . Insbesondere bewirkt der Polymer zwischen der Träger und die Basisplatte , sowie zwischen die Mehrzahl von Säulen, dass die Basisplatte seine Ebenheit behält .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst die optoelektronische Halbleitervorrichtung eine oder mehrere Teilmengen der Mehrzahl von Säulen, die eine elektrische Kontaktierung der optoelektronischen Halbleitervorrichtung bereitstellen . Die Teilmenge von der Mehrzahl von Säulen stellt bevorzugt sowohl einer elektrischen Kontaktierung als einer thermischen Kontaktierung bereit . Beispielsweise kann eine erste Teilmenge der Mehrzahl von Säulen eine Anode und der Zweite Teilmenge von der Mehrzahl von Säulen eine Kathode bereitstellen . Insbesondere stellt die Anode und die Kathode elektrische Zuführungen bereit , um die optoelektronische Halbleiterchip zu bestromen . Dabei endet die Mehrzahl von Säulen, die die Anode bereitstellt auf eine dem Träger durchlaufende erste Durchkontaktierung, und die Mehrzahl von Säulen, die die Kathode bereitstellt auf eine dem Träger durchlaufende Zweite Durchkontaktierung . Die erste und zweite Teilmenge von der Mehrzahl von Säulen, die für die Anode und Kathode verwendet wird, liegen dabei insbesondere voneinander elektrisch isoliert vor . Die Optoelektronische Halbleitervorrichtung kann dabei mehr als eine erste und eine zweite Teilmenge der Mehrzahl von Säulen aufweisen . Bevorzugt kann der optoelektronische Halbleitervorrichtung drei Teilmenge von der Mehrzahl von Säulen aufweisen, wobei eine erste und eine zweite Teilmenge der Mehrzahl von Säulen eine elektrische und eine Thermische Kontaktierung bereitstellen, und wobei eine dritte Teilmenge der Mehrzahl von Säulen eine Thermische Kontaktie- rung bereitstellt . Die dritte Teilmenge der Mehrzahl von Säulen liegt dabei insbesondere elektrisch neutral vor .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die optoelektronische Halbleitervorrichtung eine Mehrzahl von Säulen auf , die in distinkt abgegrenzten elektrisch isolierten Teilmengen angeordnet sind auf dem Träger . Werden beispielsweise Teilmengen aus der Mehrzahl von Säulen als elektrische Leitungen oder Kontakte eingesetzt , lässt die Verwendung von einem Polymer in den Zwischenräumen von der Mehrzahl von Säulen insbesondere elektrische Kurzschlüsse vermeiden . Durch die Verwendung von einem Füllmaterial , wie einem Keramik oder ein Varistor kann die Durchschlags festigkeit erhört werden . Insbesondere lässt sich dadurch die Anfälligkeit von elektrische Kurzschlüsse unterdrücken .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die optoelektronische Halbleitervorrichtung zumindest eine Basisplatte auf , die mehreren Teilen umfasst . Beispielsweise kann dabei eine erste Teilmenge aus der Mehrzahl von Säulen mit eine erste Basisplatte verbunden sein und eine zweite Teilmenge aus der Mehrzahl von Säulen mit eine zweite Basisplatte verbunden sein und eine dritte Teilmenge von der Mehrzahl von Säulen mit eine dritte Basisplatte verbunden sein . Dabei kann die unterschiedliche Basisplatten in Verbindung mit die unterschiedliche Teilmengen der Mehrzahl von Säulen, von einander unterschiedliche Funktionen bereitstellen . Beispielsweise können eine erste Basisplatte und eine erste Teilmenge der Mehrzahl von Säulen und/oder eine zweite Basisplatte und eine zweite Teilmenge der Mehrzahl von Säulen eine elektrische und thermische Kontaktierungen bereitstellen . Des Weiteren kann eine dritte Basisplatte und eine dritte Teilmenge der Mehrzahl von Säulen eine thermische Kontaktierung bereitstellen . Beispielsweise kann eine erste Basisplatte und eine erste Teilmenge der Mehrzahl von Säulen eine Anode und der zweite Basisplatte und zweite Teilmenge von der Mehrzahl von Säulen eine Kathode bereitstellen . Insbesondere liegt die erste Basisplatte mit die erste Teilmenge von der Mehrzahl von Säulen von die zweite Basisplatte mit die zweite Teilmenge der Mehrzahl von Säulen voneinander elektrisch isoliert vor . Eine dritte Basisplatte mit eine dritte Teilmenge der Mehrzahl von Säulen kann dabei insbesondere elektrisch neutral vorliegen . Insbesondere ist die Dritte Teilmenge von der Mehrzahl von Säulen auf dem der Halbleiterchip gegenüberliegende Bodenfläche der Träger direkt unter der Halbleiterchip auf dem Träger angeordnet . Die Mittelpunkt der Dritte Mehrzahl von Säulen weicht dabei höchstens 500 pm, bevorzugt Höchstens 100 pm, oder weiter bevorzugt höchstens 20 pm von der Mittelpunkt von der Halbleiterchip ab . Der Anzahl von Basisplatten und Teilmengen von der Mehrzahl von Säulen ist nicht auf drei beschränkt , sondern kann j ede beliebige Anzahl von Basisplatten und Teilmengen von der Mehrzahl von Säulen sein . Insbesondere können eine beliebige Anzahl von elektrische und thermische Verbindungen an der Träger und die optoelektronische Halbleitervorrichtung bereitgestellt werden .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die optoelektronische Halbleitervorrichtung auf der Träger eine erste Teilmenge von der Mehrzahl von Säulen mit eine erste Basisplatte , eine zweite Teilmenge von der Mehrzahl von Säulen mit eine zweite Basisplatte und eine dritte Teilmenge von der Mehrzahl von Säulen mit eine dritte Basisplatte auf . Die erste , zweite und dritte Basisplatte liegt dabei voneinander getrennt vor . Dabei stellt die erste Teilmenge von die Mehrzahl von Säulen mit die erste Basisplatte und die zweite Teilmenge von die Mehrzahl von Säulen mit die zweite Basisplatte eine Elektrische und thermische Kontaktierung bereit . Insbesondere stellt die erste Teilmenge von die Mehrzahl von Säulen mit die erste Basisplatte eine Anode bereit . Die zweite Teilmenge von die Mehrzahl von Säulen mit die zweite Basisplatte stellt dabei eine Kathode bereit . Die dritte Teilmenge von die Mehrzahl von Säulen mit die dritte Basisplatte stellt dabei eine thermische Kontaktierung bereit . Vorzugsweise ist zwischen der Träger und die erste , zweite und dritte Basisplatte , sowie zwischen die erste , zweite und dritte Teilmengen von der Mehrzahl von Säulen ein polymer angeordnet . Dabei bedeckt der Polymer die Bodenfläche des Trägers flächendeckend, wo die Mehrzahl von Säulen nicht angeordnet sind .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die Optoelektronische Halbleitervorrichtung zumindest eine Basisplatte auf , die ein Metall aufweist . Bevorzugt umfasst die Basisplatte ein Metall . Insbesondere umfasst die Basisplatte ein Metall mit hohe Wärmeleitfähigkeit . Beispielsweise kann die Basisplatte Kupfer oder eine Kupferhaltigen Legierung umfassen .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die Optoelektronische Halbleitervorrichtung eine Basisplatte auf , die auf einer dem Optoelektronischen Halbleiterchip abgewandte Unterseite einer Lotschicht aufweist . Dabei bedeckt das Lotschicht die Unterseite der zumindest eine Basisplatte voll flächig oder zumindest anteilig . Beispielsweise ist die optoelektronische Halbleitervorrichtung mittels das Lotschicht an die Basisplatte mit eine Wärmesenke verbunden . Beispielsweise ist die optoelektronische Halbleitervorrichtung mittels das Lotschicht auf eine Wärmesenke aufgelötet werden . Die zwischen der Träger und die Basisplatte angeordneten Mehrzahl von Säulen kompensieren dabei insbesondere die Unterschiede in thermischen Ausdehnungskoef fi zienten zwischen der Träger und die Wärmesenke . Insbesondere kann dadurch einem Träger der optoelektronischen Halbleitervorrichtung, die Keramik aufweist , mittels der Mehrzahl von Säulen und die Basisplatte auf eine Wärmesenke , umfassend einem Metall , aufgelötet werden . Der Träger kann dabei Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Silici- umcarbid, Siliciumnitrid, Grafite oder Diamant umfassen . Vorzugsweise besteht der Träger aus einem gut elektrisch isolierendes Material . Die Wärmesenke kann dabei vorzugsweise Kupfer oder Aluminium aufweisen .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die Optoelektronische Halbleitervorrichtung zumindest eine Basisplatte auf , die mittels ein Lotschicht auf einer Leiterplatte oder eine Wärmesenke befestigt ist . Eine optoelektronische Halbleitervorrichtung, der einem Träger aufweist mit mehrere Teilmengen von der Mehrzahl von Säulen und mehrere , den Mehrzahl von Säulen zugeordneten Basisplatten, kann vorzugsweise auf eine strukturierte Leiterplatte angeordnet sein . Beispielsweise kommt ein Metallkernplatine zum Einsatz . Der Metallkern Platine umfasst beispielsweise ein dielektrisches Passivierungsschicht aus FR4 , dass auf einem Metallkern geklebt ist . Alternativ kann der Metallkern mit ein dielektrisches Passivierungsschicht aus Keramik beschichtet sein . Dabei ist das Keramikschicht direkt auf dem Metallkern angeordnet . Der Metallkern kann aus Kupfer oder Aluminium bestehen . Das dielektrische Passivierungsschicht kann dabei vollständig oder anteilig der Metallkern bedecken . Bedeckt das dielektrische Passivierungsschicht der Metallkern nur anteilig kann der Metallkern vorzugsweise anteilig freigelegt vorliegen . Das dielektrische Passivierungsschicht aus FR4 oder Keramik kann ferner Kontaktschichten aufweisen . Auf der Metallkernplatine kann eine oder mehrere optoelektronische Halbleitervorrichtungen bestückt werden . Der Metallkernplatine weist dabei zumindest so viele Kontaktschichten und freigelegten Bereichen mit Metall wie auf dem Metallkernplatine bestückten optoelektronischen Halbleitervorrichtungen und auf die optoelektronische Halbleitervorrichtung zugeordneten Basisplatten . Dabei kann manche Basisplatten den Kontaktschichten zugeordnet sein und andere können den freigelegten Bereichen mit Metall zugeordnet sein . Beispielsweise sind die für eine elektrische Bestromung benutzten Basisplatten auf den j eweiligen Kontaktschichten der dielektrischen Passivierungsschicht auf gelötet . Beispielsweise ist die erste Mehrzahl von Säulen, aufweisend eine erste Basisplatte auf ein erstes Kontaktschicht der dielektrischen Passivierungsschicht aufgelötete und die zweite Mehrzahl von Säulen, aufweisend eine zweite Basisplatte auf ein zweites Kontaktschicht der dielektrischen Passivierungsschicht auf gelötete . Beispielsweise kann die dritte Mehrzahl von Säulen, aufweisend eine dritte Basisplatte auf ein freigelegtes Bereich mit Metall des Metallkern aufgelötet sein . Alternativ kann die dritte Mehrzahl von Säulen, aufweisend eine dritte Basisplatte auf ein drittes Kontaktschicht der dielektrischen Passivierungsschicht aufgelötete sein . Die Kontaktschichten auf der Leiterplatte kann dabei Kupfer oder eine Kupferlegierung, Gold oder eine Goldlegierung, Silber oder eine Silberlegierung, oder eine Legierung umfassend zumindest zwei der folgende Materialien; Platin, Palladium, Rhodium, Ruthenium, Iridium, Nickel , Kobalt , Kupfer, Zinn, Gold, oder Silber umfassen . Insbesondere umfasst die Kontaktschichten Kupfer oder eine Kupferlegierung oder Gold oder eine Goldlegierung . Die kontaktschichten kann dabei vorzugsweise eine elektrische Kontaktierung bereitstellen wobei die freigelegten Bereichen der Metallkern eine thermische Kontaktierung bereitstellt .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die Optoelektronische Halbleitervorrichtung eine Leiterplatte auf , die zumindest ein freigelegtes Bereich mit Metall aufweist , die senkrecht zur und in Richtung weg von der Träger Bodenfläche durch der Leiterplatte läuft , wobei das zumindest ein freigelegte Bereich mit Metall als Wärmeleiter und Verbindungs fläche fungiert .
Beispielsweise kann die Leiterplatte Kupfer oder Aluminium Metallkernen aufweisen, mit zumindest ein dielektrisches Passivierungsschicht auf die Oberseite und/oder Unterseite . Insbesondere kann die Leiterplatte dabei eine Kupfer- oder Aluminium- Platte aufweisen . Die Leiterplatte kann dabei auf eine dem Optoelektronischen Halbleiterchip zugewandte Oberseite oder auf eine dem Optoelektronischen Halbleiterchip zugewandte Oberseite und abgewandte Unterseite zumindest ein dielektrisches Passivierungsschicht aufweisen . Beispielsweise kann die Leiterplatte auf zumindest ein dielektrisches Passivierungsschicht Leiterbahnen und Kontaktschichten aufweisen . Das zumindest ein dielektrisches Passivierungsschicht ist zwischen die Leiterbahnen/Kontaktschichten und die Metallkern angeordnet . Das dielektrische Passivierungsschicht kann dabei FR4 , Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Siliciumoxid, Siliciumnitrid, aufweisen .
Weitergehend kann die Leiterplatte eine Keramikleiterplatte mit zumindest ein freigelegten Bereich mit Metall umfassen . Insbesondere kann die zumindest ein freigelegten Bereichen mit Metall als elektrische oder thermische Kontakt flächen fungieren . Dabei kann die zumindest ein freigelegten Bereich mit Metall , eine durch die Keramikleiterplatte verlaufende Durchkontaktierung oder eine auf der Leiterplatte angeordnete Kontaktschicht bereitstellen . Insbesondere kann die zumindest eine Basisplatte der optoelektronische Halbleitervorrichtung mit die zumindest ein freigelegten Bereich mit Metall thermisch und/oder elektrisch verbunden sein . Ferner kann die Keramikleiterplatte auf eine dem Optoelektronischen Halbleiterchip zugewandte Oberseite und/oder abgewandte Unterseite elektrische Leiterbahnen aufweisen . Beispielsweise kann die zumindest ein freigelegtes Bereich mit Metall Kupfer oder eine Kupferlegierung, Gold oder eine Goldlegierung, Silber oder eine Silberlegierung, oder eine Legierung umfassend zumindest zwei der folgende Materialien; Platin, Palladium, Rhodium, Ruthenium, Iridium, Nickel , Kobalt , Kupfer, Zinn, Gold, oder Silber umfassen .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die Optoelektronische Halbleitervorrichtung eine Leiterplatte auf , die zumindest ein dielektrisches Passivierungsschicht aufweist , wobei das zumindest ein Passivierungsschicht auf der den optoelektronischen Halbleitervorrichtung zugewandte und/oder Abgewandte Seite Kontaktschichten und/oder Leiterbahnen aufweist . Beispielsweise kann die Leiterplatte eine Metallkern aus Kupfer oder Aluminium aufweisen, mit zumindest ein dielektrisches Passivierungsschicht auf die Oberseite und/oder Unterseite der Leiterplatte . Die Leiterplatte kann dabei auf eine dem Optoelektronischen Halbleiterchip zugewandte Oberseite oder auf eine dem Optoelektronischen Halbleiterchip zugewandte Oberseite und abgewandte Unterseite zumindest ein dielektrisches Passivierungsschicht aufweisen . Beispielsweise kann die Leiterplatte auf zumindest ein dielektrisches Passivierungsschicht Kontaktschichten und/oder Leiterbahnen aufweisen . Das zumindest ein dielektrisches Passivierungsschicht kann dabei zwischen die Kontaktschichten und/oder Leiterbahnen auf der Leiterplatte angeordnet sein . Das zumindest ein dielektrisches Passivierungsschicht kann dabei FR4 , Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Siliciumoxid, Siliciumnitrid, aufweisen .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die Optoelektronische Halbleitervorrichtung ein erstes elektrisches Kontakt (Anode ) und ein zweites elektrisches Kontakt (Kathode ) auf , die von einer Oberseite der optoelektronischen Halbleitervorrichtung eingeführt sind . Insbesondere liegt die erste elektrische Kontakt (Anode ) und die zweite elektrische Kontakt (Kathode ) auf die Oberseite des optoelektronischen Halbleitervorrichtung frei und läuft durch eine auf eine Oberseite des Trägers angeordneten Moldmasse durch . Dabei endet die erste elektrische Kontakt (Anode ) auf eine erste Kontaktpad und die zweite elektrische Kontakt (Kathode ) auf eine zweite Kontaktpad auf der Oberseite des Trägers . Dabei liegt das erste Kontaktpad von das zweite Kontaktpad elektrisch isoliert vor . Die Kontaktpads sind dabei als schichten ausgebildet . Von die erste elektrische Kontakt (Anode ) oder von der erste Kontaktpad auf der die erste elektrische Kontakt (Anode ) endet , läuft ein Bonddraht auf ein Anschlussschicht auf die Oberseite des Halbleiterchips . Der Bonddraht schließt dabei der optoelektronischen Halbleiterchip elektrisch an . Beispielsweise schließt der zweite Kontaktpad auf der, der Kathode ( zweite elektrische Kontakte ) endet , dabei das optoelektronischen Halbleiterchip direkt auf die dem Träger zugewandte Unterseite elektrisch an . Alternativ ist ein Kontaktschicht zwischen das optoelektronischen Halbleiterchip und der Träger angeordnet , die über ein Leiterbahn mit der zweiten Kontaktpad verbunden ist und das optoelektronischen Halbleiterchip auf die dem Träger zugewandte Unterseite elektrisch anschließt .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die Optoelektronische Halbleitervorrichtung ein Träger auf , der eine erste Elektrische Durchkontaktierung für eine Anode und eine zweite Elektrische Durchkontaktierung für eine Kathode aufweist . Dabei endet eine erste Mehrzahl von Säulen, die die Anode be- reitstellt , auf eine dem Träger durchlaufende erste Durchkontaktierung, und eine zweite Mehrzahl von Säulen, die die Kathode bereitstellt , endet auf eine dem Träger durchlaufende Zweite Durchkontaktierung . Dabei kontaktiert die erste elektrische Durchkontaktierung ein erstes Kontaktpad auf der Oberseite des Trägers von unten an, wobei die zweite elektrische Durchkontaktierung ein zweites Kontaktpad auf der Oberseite des Trägers von unten kontaktiert . Dabei liegt die erste Durchkontaktierung und das erste Kontaktpad von der zweite Durchkontaktierung und das zweite Kontaktpad elektrisch isoliert vor . Die Kontaktpads sind dabei als schichten ausgebildet . Alternativ kann die Endflächen von den Durchkontaktierungen auf die Oberseite des Trägers Freiliegen und somit die Kontaktpads auf die Oberseite des Trägers ausbilden . Dabei kann die Endflächen von den Durchkontaktierungen mit die Oberseite des Trägers bündig abschließen . Von die Endfläche der erste Durchkontaktierung oder von der erste Kontaktpad auf der die erste Durchkontaktierung endet , läuft ein Bonddraht auf ein Anschlussschicht auf die Oberseite der Halbleiterchip . Der Bonddraht schließt dabei der optoelektronischen Halbleiterchip elektrisch an . Beispielsweise schließt der zweite Kontaktpad auf der, der zweite Durchkontaktierung endet , dabei das optoelektronischen Halbleiterchip direkt auf die dem Träger zugewandte Unterseite elektrisch an . Alternativ ist ein Kontaktschicht zwischen das optoelektronischen Halbleiterchip und der Träger angeordnet , die über ein Leiterbahn mit der zweiten Kontaktpad verbunden ist und das optoelektronischen Halbleiterchip auf die dem Träger zugewandte Unterseite elektrisch anschließt .
Die Dicke von den Kontaktpads beträgt dabei vorzugsweise zwischen 1 und 200 pm, oder bevorzugt zwischen 10 und 100 pm, oder weiter bevorzugt zwischen 25 und 75 pm . Insbesondere hat sich eine Dicke eines Kupfer-Kontaktpads von etwa 50pm als besonders vorteilhaft erwiesen . Beispielsweise kann der Kontaktpads Kupfer oder eine Kupferlegierung, Gold oder eine Goldlegierung, Silber oder eine Silberlegierung, oder eine Legierung umfassend zumindest zwei der folgende Materialien; Platin, Palladium, Rhodium, Ruthenium, Iridium, Nickel , Kobalt , Kupfer, Zinn, Gold, oder Silber umfassen .
Insbesondre weist die optoelektronische Halbleitervorrichtung eine erste Teilmenge von der Mehrzahl von Säulen auf , die auf die erste elektrische Durchkontaktierung anschließt und eine zweite Teilmenge von der Mehrzahl von Säulen, die auf die zweite elektrische Durchkontaktierung anschließt . Dabei stellen die erste und zweite Teilmenge von der Mehrzahl von Säulen eine elektrische Kontaktierung bereit . Die erste und zweite Teilmenge von der Mehrzahl von Säulen kann dabei j eweils auf eine Basisplatte aufgelötet sein, wobei die Basisplatten voneinander elektrisch isoliert vorliegt . Insbesondere kann die optoelektronische Halbleitervorrichtung mit die zumindest eine Basisplatte auf eine oder mehrere Kontaktschichten der Leiterplatte aufgelötet sein .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die Optoelektronische Halbleitervorrichtung einem Träger, einem auf dem Träger angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip und eine Säule auf , wobei die eine Säule auf einer dem optoelektronischen Halbleiterchip gegenüberliegenden Bodenfläche des Trägers angeordnet ist und wobei die eine Säule eine Thermische Wärmeleitung weg von dem Optoelektronischen Halbleiterchip und dem Träger bewirken .
Die Spannung, die sich aufbauen kann in einer Lotverbindung zwischen zwei Materialien mit unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoef fi zienten hängt stark von den lateralen Dimensionen der Lotfläche ab . Beispielsweise könnte eine Voll flächige metallische Lotverbindung zwischen einem Träger und einem Substrat dazu führen, dass die Spannungen in der Grenzfläche zwischen der Träger und dem Substrat zu hoch wird und dass die Lotverbindung demzufolge versagt . Beispielsweise kann das Problem dadurch gelöst werden, indem die aufgelötete Fläche zwischen der Träger und das Substrat reduziert wird . Eine Reduzierte Aufgelötete Fläche , kann durch die Verwendung von eine Mehrzahl von Säulen oder durch die Verwendung von eine Säule , mit eine gegenüber der Träger der optoelektronische Halbleitervorrichtung reduzierte Bodenfläche , erzeugt werden .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst die optoelektronische Halbleitervorrichtung eine Säulen aus Metall . Die eine Säule umfasst bevorzugt eine gut wärmeleitende Material . Insbesondere kann die eine Säulen Kupfer oder ein Kupferhaltigen Legierung aufweisen . Alternativ kann die eine Säule auch Gold oder eine goldhaltigen Legierungen umfassen . Beispielsweise kann über das Materialwahl , die thermische Leitfähigkeit von der eine Säule gezielt eingestellt werden . Beispielsweise kann das Material für die eine Säule , so gewählt werden, dass es eine bestimmte spezi fische thermische Widerstand bereitstellt . Dadurch kann die thermische Wiederstand über die eine Säule , durch die Länge und/oder die Querschnitts fläche von die eine Säule eingestellt werden . Dadurch kann, das während dem Betrieb der optoelektronischen Halbleitervorrichtung benötigte Wärmeableitung, von der Halbleiterchip über die eine Säule auf das Substrat , gezielt eingestellt werden . Die eine Säule kann dabei eine Höhe zwischen 5 pm und 200 pm, oder bevorzugt eine Höhe Zwischen 10 pm und 100 pm, oder insbesondere bevorzugt eine Höhe zwischen 20 pm und 60 pm aufweisen . Insbesondere hat sich eine Säulenhöhe von 40 pm als besonders günstig erwiesen .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die optoelektronische Halbleitervorrichtung eine Säule auf , der im Querschnitt eine Geometrische Form aufweist , die Kreis förmig, und/oder Ellipsoidf örmig, und/oder quadratisch, und/oder vieleckig, insbesondere Drei- , Vier- , Fünf- , Sechs- oder Acht-Eckig, ist .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form bedeckt die eine Säule mindestens 10 % der Bodenfläche des Trägers . Beispielsweise bedeckt die eine Säule der Bodenfläche des Trägers zu mindestens 10 % und höchstens 30% . Insbesondere kann dadurch eine ef fi ziente Wärmeabfuhr weg von der Träger gewährleistet wer- den . Im Allgemein bewirkt eine größere Bodenfläche der eine Säule , bei gleicher Höhe , dass mehr Wärme , durch die eine Säule in Richtung das Substrat abgeleitet werden kann . Beispielsweise überschreitet die laterale Dimensionen der eine Säule dabei die laterale Dimensionen von der auf dem Träger angeordneten Halbleiterchip mit höchstens 500% , oder bevorzugt höchstens 200% , oder weiter bevorzugt höchstens 50% . Eine ef fi ziente Wärmeableitung vom Halbleiterchip ist insbesondere mit immer größeren lateralen Dimensionen der einen Säule gewährleistet . Die laterale Dimensionen der eine Säule kann auch in etwa die laterale Dimensionen von der auf dem Träger angeordneten Halbleiterchip endsprechen . Die laterale Dimensionen der eine Säule kann auch kleiner sein als die laterale Dimensionen von der auf dem Träger angeordneten Halbleiterchip . Beispielsweise unterschreitet die laterale Dimensionen der eine Säule dabei die laterale Dimensionen von der auf dem Träger angeordneten Halbleiterchip mit höchstens 20% , oder bevorzugt höchstens 30% , oder weiter bevorzugt höchstens 50% .
Vorteilhafterweise ist die eine Säule dabei direkt unter der Halbleiterchip auf die dem Halbleiterchip gegenüberliegenden Bodenfläche der Träger angeordnet . Beispielsweise weicht ein Mittelpunkt der eine Säule von eine Mittelpunkt des optoelektronischen Halbleiterchips mit höchsten 500 pm, oder bevorzugt höchstens 100 pm, oder weiter bevorzugt höchstens 20 pm . Insbesondere kann dadurch eine ef fi ziente Wärmeabfuhr weg von die Halbleiterchip gewährleistet werden .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist die eine Säule unter einem Bereich der Träger, dass eine gegenüber der Rest der Träger erhörte Temperatur auf zeigt , d . h . ein „Hotspot" , angeordnet . Der in dem Träger Vorhandener Hotspot kann durch ein auf der Oberseite des Trägers angeordneten aktiven oder passiven elektrischen Element verursacht werden . Beispielsweise kann der Hotspot von einem auf der Oberseite des Trägers angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip verursacht sein . Insbesondere überschreitet die laterale Dimensionen der eine Säule dabei die laterale Dimensionen von der in dem Träger vorhandenen Hotspot mit höchstens 500% , oder bevorzugt höchstens 200% , oder weiter bevorzugt höchstens 50% . Vorteilhafterweise ist die eine Säule dabei unter der Hotspot auf die dem Halbleiterchip gegenüberliegenden Bodenfläche der Träger angeordnet . Beispielsweise weicht ein Mittelpunkt der eine Säule von eine Mittelpunkt des Hotspots mit höchsten 500 pm, oder bevorzugt höchstens 100 pm, oder weiter bevorzugt höchstens 20 pm ab . Insbesondere kann dadurch eine besonders ef fiziente Wärmeabfuhr weg von die Halbleiterchip gewährleistet werden .
Die Mitte des Trägers eines sog . „Multi-Chip LED-Array" weist im Betrieb herkömmlicherweise eine erhörte Temperatur auf , als der Randbereich . Vorteilhafterweise kann Wärme aus die Mitte eines solchen „Multi-Chip LED-Array" besser abgeleitet werden, durch die Verwendung von einem Träger mit eine Säule , die auf die Bodenfläche der Träger mittig unter das „Multi- Chip LED-Array" angeordnet ist . Insbesondere kann dadurch die Halbleiterchips aus der Mitte von dem „Multi-Chip LED-Array" stärker gekühlt werden als die Halbleiterchips aus der Randbereich . Durch eine Stärkere Kühlung der Mitte von dem „Multi-Chip LED-Array" kann gewährleistet werden, dass eine Homogene Temperatur über die gesamte „Multi-Chip LED-Array" erzeugt ist . Insbesondere bewirkt eine homogene Temperatur über die gesamte „Multi-Chip LED-Array" , dass die Farbverschiebung von den Halbleiterchips überall über das „Multi-Chip LED- Array" die Gleiche ist . Dadurch kann vermieden werden, dass LEDs aus die Mitte der „Multi-Chip LED-Array" eine andere Farbe aufweist , als die Halbleiterchips aus dem Randbereich .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die Optoelektronische Halbleitervorrichtung ein Träger mit eine Säule auf , die eine Endkappe aus Lot aufweist . Insbesondere ist der Träger mit der eine Säule mittels der Endkappe an einem Substrat befestigt . Die eine Säule weist dabei eine der Bodenfläche des Trägers abgewandte Endfläche auf , und zumindest eine seitlich umlaufende Mantel flächefläche , der Senkrecht zu der Endfläche ausgerichtet ist . Dabei bedeckt die Endkappe die Endfläche und zumindest partiell der zumindest eine seitlich umlaufende Mantel fläche mit das Lot . Beispielsweise lässt sich die Stof fverbindung, zwischen die eine Säule und das Substrat besonders mechanisch stabil erzeugen, wenn die Endkappe sowohl die Endfläche und zumindest partiell der zumindest eine seitlich umlaufende Mantel fläche , mit das Lot bedeckt . Die Dicke von der Endkappe beträgt dabei vorzugsweise zwischen 500 nm und 10 pm, oder bevorzugt zwischen 1 und 6 pm, oder weiter bevorzugt zwischen 2 und 4 pm . Insbesondere hat sich eine Dicke von etwa 3pm als besonders vorteilhaft erwiesen .
Vorzugsweise ist das Substrat entweder eine Wärmesenke oder eine Basisplatte . Liegt das Substrat als Basisplatte vor, kann die Basisplatte mittels ein Lotschicht , auf die Unterseite der Basisplatte , auf eine Wärmesenke oder eine Leiterplatte aufgelötet werden . Insbesondere weist dadurch die Optoelektronische Halbleitervorrichtung zwischen die Basisplatte und die Wärmesenke oder die Leiterplatte ein Lotschicht auf .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die Optoelektronische Halbleitervorrichtung zwischen der Träger und das Substrat ein polymer auf . Der Polymer kann dabei den Träger mit der eine Säule auf das Substrat fixieren und/oder mechanisch stützen . Fixieren bedeutet hier, dass der Polymer zusätzlich zu die Lotverbindung, zwischen die eine Säule und das Substrat eine Materialhaftung zwischen der Träger und das Substrat bereitstellt . Beispielsweise fungiert der Polymer dabei als Klebstof f um der Träger mit der eine Säule auf das Substrat zu befestigen . Insbesondere bewirkt der Polymer zwischen der Träger und das Substrat , dass die Optoelektronische Halbleitervorrichtung mechanisch stabiler auf das Substrat sitzt . Beispielsweise stabilisiert der Polymer die optoelektronische Halbleitervorrichtung indem es als einem Platzhalter allseitig um die eine Säule fungiert . Insbesondere bewirkt der Polymer dabei , dass vertikale oder laterale Kraftbeanspruchungen auf die optoelektronische Halbleitervorrichtung nur eine geringere Einfluss auf die Lotverbindung, zwischen die eine Säule und das Substrat , hat .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die Optoelektronische Halbleitervorrichtung ein Träger mit der eine Säule auf , wobei die Optoelektronische Halbleitervorrichtung mittels einem Polymer an einem Substrat befestigt ist . Dabei ist der Polymer zwischen der Bodenfläche des Trägers und die Oberseite des Substrats , sowie zwischen die Endfläche der eine Säule und die Oberseite des Substrats , angeordnet .
Vorzugsweise steht der Polymer in direktem Kontakt mit der Bodenfläche des Trägers , die Oberseite des Substrats , die Endfläche von der eine Säule , sowie mit die zumindest eine Mantel fläche von der eine Säule . Dabei bewirkt eine direkte Kontakt , dass eine besonders zuverlässige und mechanisch stabile Stof fverbindung gewährleistet werden kann . Vorzugsweise benetzt der Polymer dabei die Bodenfläche des Trägers , die Oberseite des Substrats und die zumindest eine Mantel fläche von der eine Säule , flächendeckend . Insbesondere benetzt der Polymer die Bodenfläche des Trägers nur dort flächendeckend, wo die eine Säule auf der Bodenseite des Trägers nicht angeordnet sind . Dabei benetzt der Polymer die Bodenfläche des Trägers , die Oberseite des Substrats und die zumindest eine Mantel fläche von der eine Säule mit zumindest 50% , oder bevorzugt zumindest 75% , oder weiter bevorzugt zumindest 95% .
Insbesondere ist eine Klebstof f schicht zwischen die Endfläche von der eine Säule und dem Substrat gebildet . Vorzugsweise ist das Polymerschicht zwischen die Endfläche von der eine Säule und die Oberseite des Substrats möglichst dünn, um eine niedrige thermische Wiederstand zwischen die Endfläche von der eine Säulen und das Substrat zu gewährleisten . Die Dicke des Polymerschichts zwischen die Endfläche der eine Säule und die Oberseite des Substrats beträgt dabei höchstens 5 pm, oder bevorzugt höchstens 3 pm, oder weiter bevorzugt höchs- tens 1 pm . Dabei bedeckt die Polymerschicht die Endfläche von der eine Säule mit zumindest 20% , bevorzugt mit zumindest 50% , weiter bevorzugt mit zumindest 75% .
Beispielsweise bewirkt eine hohe Flächendeckung von der Polymer, dass eine stabile und zuverlässige Stof fverbindung gewährleistet werden kann . Ferner trägt eine hohe Flächendeckung von der Polymer ebenfalls zu eine verbesserte Wärmeleitung bei . Insbesondere bewirkt die gute Flächendeckung von der Polymer mit die zumindest eine Mantel fläche von der eine Säule , in der Fall von eine partielle Delamination zwischen die Endfläche der eine Säulen und das Substrat , dass eine gute Haftung und Wärmeleitung zum Substrat stets gewährleistet werden kann .
Insbesondere handelt es sich beim Polymer um ein Klebstof f . Beispielsweise basiert der Klebstof f auf Silikon oder Epoxid- Hartz . Dabei bewirkt der eine Säule , dass eine verbesserte Wärmeleitung in die Klebstof fverbindung zwischen der Träger und dem Substrat bewirkt wird . Die erhörte Wärmeleitung ist auf der eine Säulen zurückzuführen, der dazu dienen die Wärme durch den Klebstof f in Richtung dem Substrat zu führen .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist die Optoelektronische Halbleitervorrichtung eine Anode ( erste Kontakte ) und eine Katode ( zweite Kontakte ) auf , die von einer Oberseite der optoelektronischen Halbleitervorrichtung eingeführt sind . Insbesondere liegt die Anode ( erste Kontakte ) und Kathode ( zweite Kontakte ) auf die Oberseite der optoelektronischen Halbleitervorrichtung frei und läuft durch eine auf eine Oberseite des Trägers angeordneten Moldmasse durch . Dabei endet die Anode ( erste Kontakte ) auf eine erste Kontaktpad und die Kathode ( zweite Kontakte ) auf eine zweite Kontaktpad auf der Oberseite des Trägers , wobei das erste Kontaktpad von das zweite Kontaktpad elektrisch isoliert vorliegt . Dabei endet die Anode ( erste Kontakte ) auf eine erste Kontaktpad und die Kathode ( zweite Kontakte ) auf eine zweite Kontaktpad auf der Oberseite des Trägers , wobei das erste Kontaktpad von das zweite Kontaktpad elektrisch isoliert vorliegt . Die Kontaktpads sind dabei als schichten ausgebildet . Von der Anode ( erste Kontakte ) oder von der erste Kontaktpad auf der die Anode ( erste Kontakte ) endet , läuft ein Bonddraht auf ein Anschlussschicht auf die Oberseite der Halbleiterchip . Der Bonddraht schließt dabei der optoelektronischen Halbleiterchip elektrisch an . Beispielsweise schließt der zweite Kontaktpad auf der, der Kathode ( zweite Kontakte ) endet , dabei das optoelektronischen Halbleiterchip direkt auf die dem Träger zugewandte Unterseite elektrisch an . Alternativ ist ein Kontaktschicht zwischen das optoelektronischen Halbleiterchip und der Träger angeordnet , die über ein Leiterbahn mit der zweiten Kontaktpad verbunden ist und das optoelektronischen Halbleiterchip auf die dem Träger zugewandte Unterseite elektrisch anschließt .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist ein optoelektronischen Bauteil zumindest ein optoelektronischen Halbleitervorrichtung und zumindest ein Substrat auf . Dabei ist der optoelektronischen Halbleitervorrichtung auf die Oberseite des zumindest einen Substrats angeordnet . Die optoelektronische Halbleitervorrichtung kann dabei zumindest eine Säule auf die Bodenfläche des Trägers aufweisen . Beispielsweise kann die optoelektronische Halbleitervorrichtung mit den zumindest eine Säule auf das zumindest ein Substrat geklebt oder gelötet sein . Das zumindest ein Substrat kann dabei eine Basisplatte , Wärmesenke oder Leiterplatte sein . Ferner kann das zumindest ein Substrat auf die Oberseite eines weiteren Substrat angeordnet werden . Das Weiteren Substrat kann ebenfalls eine Basisplatte , Wärmesenke oder Leiterplatte sein .
Das zumindest ein Substrat kann auf das weitere Substrat entweder geklebt oder gelötet sein .
Es wird des Weiteren ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleitervorrichtung angegeben . Das hier beschriebene optoelektronische Halbleitervorrichtung kann insbesondere durch ein solches Verfahren hergestellt werden . Das heißt , sämtliche für das optoelektronische Halbleitervor- richtung of fenbarten Merkmale sind auch für das Verfahren offenbart und umgekehrt .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens wird einer optoelektronischen Halbleitervorrichtung mit den folgenden Schritten hergestellt : a ) Breitstellen eines Trägers ; b ) Aufbringen eines Fotolacks auf der Bodenfläche des Trägers ; c ) Strukturieren des Fotolacks mittels Fotolithografie ; d) Freilegen der Bodenfläche des Trägers mittels Entfernens eines belichteten oder unbelichteten Bereichs des Fotolacks ; e ) Galvanisches Aufwachsen von eine Mehrzahl von Säulen auf der Bodenfläche des Trägers in den freigelegten Bereichen des Fotolacks ; f ) Entfernen der Fotolacks ; g) Bereitstellen von zumindest einem auf dem Träger angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip ; h) Vereinzeln der Träger ; i ) Befestigen der Optoelektronische Halbleitervorrichtung an einem Substrat .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens wird im Schritt a ) ein Keimschicht voll flächig auf die Bodenfläche des Trägers aufgebracht . Die Keimschicht ermöglich dabei , dass die Mehrzahl von Säulen im Schritt e ) mittels Galvanisches Aufwachsen auf die Bodenfläche des Trägers aufgebracht werden können . Die Keimschicht , dass zwischen die Mehrzahl von Säulen vorhanden ist , kann nach dem aufwachsen von der Mehrzahl von Säulen wieder chemisch weggeätzt werden . Alternativ kann die Keimschicht nach Schritt d) erst aufgebracht werden . Dabei wird die freigelegten Bereichen von der Bodenfläche des Trägers und das Fotolack mit das Keimschicht beschichtet . Vorteilhafterweise kann dadurch auf ein nachträgliches Ätzen verzichtet werden, indem keine Keimschicht zwischen der Mehrzahl von Säulen auf der Bodenfläche des Trägers nach die Entfernung des Fotolacks vorhanden ist . Beispielsweise kann das Keimschicht mittels Sputtern oder physikalische Gasphasenabscheidung hergestellt werden . Als Keimschichten kommt insbesondere Kupfer oder Titanium zum Einsatz . Die Keimschicht hat dabei eine Dicke zwischen l Onm und 1 pm, bevorzugt zwischen 50nm und 500nm, weiter bevorzugt zwischen 150nm und 250nm . Insbesondere hat eine Dicke der Keimschicht von 200nm als besonders stabil erwiesen, um der Mehrzahl von Säulen galvanisch auf zuwachsen .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens wird ein optoelektronische Halbleitervorrichtung im Schritt i ) mittels einem Polymer an eine Oberseite eines Substrats befestigt , wobei das Substrat eine Leiterplatte ist . Beispielsweise kann die optoelektronische Halbleitervorrichtung mit der Träger aufweisend eine Mehrzahl von Säulen, mit der dem Halbleiterchip abgewandte Bodenseite des Trägers , in eine auf die Leiterplatte angeordnete flüssigen polymertropfen gesetzt werden . Überflüssigen Polymermaterial wird dabei seitlich ausgedrängt , sodass das Polymer die Bodenfläche des Trägers lateral seitlich Überläufen kann . Ferner kann der überflüssige Polymer, der die Bodenfläche des Trägers lateral seitlich überläuft , die Trägerstirnseite geringfügig hochziehen . Der Ausdruck „geringfügig" bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Polymer zumindest 10% von die Höhe der Trägerstirnseite hochzieht , oder zumindest 30% , oder zumindest 50% hochzieht . Beispielsweise lässt sich dadurch ein von der Fläche größere und dadurch besonders zuverlässige Klebstof fverbindung zwischen der Träger und das Substrat erzeugen . Beispielsweise kann der Polymertropfen ein Silikon oder Epoxid basierten Klebstof f umfassen . Der polymertropfen kann beispielsweise mittels Jetten, Dispensen, casten, Molden, oder Of fset druck an der Träger angeordnet werden . Vorzugsweise können mehrere Tropfen gleichzeitig an der Träger angeordnet werden . Beispielsweise kann dadurch mehrere optoelektronische Halbleitervorrichtungen gleichzeitig in einem Batchverfahren in den auf das Substrat angeordneten Polymertropfen gesetzt werden . Das flüssige Polymer ist anschließend zu die Anordnung der optoelektronischen Halbleitervorrichtung ausgehärtet , wo- bei der Polymer der optoelektronischen Halbleitervorrichtung auf das Substrat fixiert .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens wird die Mehrzahl von Säulen im Schritt e ) mit j eweils eine AuSn Endkappe versehen . Vorteilhaferweise kann die AuSn Endkappen auf der Mehrzahl von Säulen mittels galvanisches Aufwachsen im Schritt e ) aufgebracht werden .
Die Dicke von den Endkappen beträgt dabei vorzugsweise zwischen 500 nm und 10 pm, oder bevorzugt zwischen 1 und 6 pm, oder weiter bevorzugt zwischen 2 und 4 pm . Insbesondere hat sich eine Dicke von 3pm als besonders vorteilhaft erwiesen, indem eine stabile Lotverbindung bei geringen Materialeinsatz gewährleistet werden kann .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens wird die Optoelektronische Halbleitervorrichtung im Schritt i ) mittels die AuSn Endkappen an die Oberseite eines Substrats gelötet , wobei das Substrat eine Leiterplatte oder Wärmesenke ist . Beispielsweise kann der optoelektronische Halbleitervorrichtung aufweisend der Träger mit der Mehrzahl von Säulen auf das Substrat mittels Reflow-Löten befestigt werden . Alternativ kann die optoelektronische Halbleitervorrichtung mit den Endkappen weisend zu der Oberseite des Substrats auf das Substrat runtergedrückt werden, wobei das Substrat an eine die Oberseite des Substrats gegenüberliegende Unterseite des Substrats gehei zt wird .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens wird im Schritt i ) ein Polymer um der Optoelektronische Halbleitervorrichtung auf das Substrat angeordnet , wobei der Polymer zwischen der Bodenfläche des Trägers und der Oberseite des Substrats sowie zwischen die Mehrzahl an Säulen einzieht . Beispielsweise ist der flüssige Polymer dabei direkt angrenzend zu den auf das Substrat angelöteten äußeren Säulen auf das Substrat aufgebracht . Der Polymer kann dabei ganzumfänglich auf alle Seiten um der Optoelektronische Halbleitervor- richtung auf das Substrat aufgebracht werden, oder kann nur auf eine , zwei oder drei Seiten um der optoelektronische Halbleitervorrichtung angeordnet werden . Beim Anordnen der Polymer auf das Substrat schließt der flüssige Polymer die äußerste Reihen von der Mehrzahl von Säulen Seitlich direkt an . Vorzugsweise zieht der flüssige Polymer dadurch wegen die auf der Polymer wirkenden Kapillarkräfte zwischen der Mehrzahl von Säulen und der Träger und das Substrat ein . Vorzugsweise füllt der Polymer dadurch die ganze Volumen zwischen der Träger und das Substrat , sowie zwischen der Mehrzahl von Säulen . Dabei kommt bevorzugt ein Polymer ohne Füllmaterial zum Einsatz , das leichter zwischen der Mehrzahl von Säulen einziehen kann . Anschließend ist der Polymer ausgehärtet , wobei der Polymer im ausgehärteten Zustand der Mehrzahl von Säulen mechanisch stützt .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens wird der Optoelektronische Halbleitervorrichtung im Schritt i ) mittels die AuSn Endkappen an die Oberseite des Substrats gelötet , wobei das Substrat zumindest eine Basisplatte umfasst .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens wird die Unterseite der zumindest eine Basisplatte mit ein Lotschicht beschichtet , wobei der Optoelektronische Halbleitervorrichtung mittels der Lotschicht an einer Leiterplatte oder einer Wärmesenke befestigt wird .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens wird ein Polymer zwischen die Mehrzahl von Säulen bereitgestellt , wobei die AuSn Endkappen (X ) von dem Polymer freigelegt vorliegt .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens wird der Polymer zwischen der Mehrzahl von Säulen durch Folienunterstütztes Spritzgießen ( Foil-Assisted-Molding) , Dispensen, Aufrakeln, Casten oder Molden bereitgestellt . Beispielsweise wird der Polymer infiltriert zwischen der Mehrzahl von Säulen und benetzt dadurch die Bodenfläche des Trägers vollständig dort , wo die Mehrzahl von Säulen nicht auf der Träger angeordnet sind . Dabei umschließt der Polymer die Mantel flächen der Mehrzahl von Säulen vollumfänglich . Beispielsweise kann der Polymer von der Bodenfläche des Trägers bis zu die Endflächen von der Mehrzahl von Säulen aufgebracht werden, wobei die Endflächen von der Mehrzahl von Säulen frei von der Polymer vorliegt . Dadurch entsteht eine Glatte Polymeroberfläche , die nur von die Endflächen der Mehrzahl von Säulen unterbrochen ist . Alternativ bedeckt der Polymer auch die Endflächen von der Mehrzahl von Säulen vollständig und bildet dadurch eine ununterbrochene Polymeroberfläche die den Endflächen von der Mehrzahl von Säulen, in Richtung abgewandt weg von der Bodenfläche der Träger, überragt . In einem folgeschritt wird der Polymer, ausgehend von die Polymeroberfläche und in Richtung zu der Bodenfläche des Trägers runtergeschli f fen und/oder Plasma-gereinigt bis zu der für die Endkappen benötigte tiefe . In einem folgeschritt wird die Mehrzahl von Säulen mit Endkappen mittels galvanisches Abscheiden versehen . Die Endkappen bedeckt dabei die freigelegten Endflächen und die freigelegten Mantel flächen der Mehrzahl von Säulen . Alternativ kann die Mehrzahl von Säulen, bis eine für die Endkappen benötigte tiefe , in eine polymer Folie reingedrückt werden . In einem Folgeschritt wird die Säulen von einem flüssigen Polymer infiltriert , wobei der Polymer von die Bodenfläche des Trägers bis zu der polymer Folie reicht . In eine Folgeschritt wird die polymer Folie entfernt . Insbesondere wird dadurch erzeugt , dass die Endflächen und anteilig auch die Mantel flächen von die Mehrzahl von Säulen, von der Polymer freigelegt vorliegt . Beispielsweise kann dadurch auf eine nachträgliche Schlei f- und/oder Plasmareinigungsprozess verzichtet werden, um die Endflächen und die Mantel flächen von der Mehrzahl von Säulen von der Polymer zu frei zulegen . In einer folgeschritt kann die Endkappen mittels galvanisches Abscheiden auf die freigelegten Endflächen und die freigelegten Mantel flächen von der Mehrzahl von Säulen aufgebracht werden . Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens wird der Polymer zwischen der Mehrzahl von Säulen durch Folienunterstütztes Spritzgießen ( Foil-Assisted-Molding) , Dispensen, Auf räkeln, Casten oder Molden bereitgestellt . Dabei sind die Mehrzahl von Säulen schon mit Endkappen aus AuSn Lot versehen, vor dass die Zwischenräumen von der Mehrzahl von Säulen mit einem Polymer infiltriert wird . Die Endkappen sind dabei anschließend zum Schritt e ) mittels galvanisches Abscheiden auf die Endflächen und die Mantel flächen der Mehrzahl von Säulen aufgebracht . Insbesondere ist der Fotolack zwischen der Mehrzahl von Säulen, in Richtung der Bodenfläche des Trägers , zuerst runtergeätzt bevor die Endkappen auf der Mehrzahl von Säulen im Schritt e ) galvanisch beschichtet werden .
Beispielsweise wird ein Polymer infiltriert zwischen der Mehrzahl von Säulen und benetzt dadurch die Bodenfläche des Trägers vollständig dort , wo die Mehrzahl von Säulen nicht auf der Träger angeordnet sind . Dabei umschließt der Polymer die Mantel flächen der Mehrzahl von Säulen vollumfänglich . Beispielsweise kann der Polymer von der Bodenfläche des Trägers bis zu die Bodenflächen von den Endkappen aufgebracht werden . Dadurch entsteht eine Glatte Polymeroberfläche , die nur von die Bodenflächen von den Endkappen unterbrochen ist . Alternativ bedeckt der Polymer auch die Endkappen von der Mehrzahl von Säulen vollständig und bildet dadurch eine ununterbrochene Polymeroberfläche die den Endkappen von der Mehrzahl von Säulen, in Richtung abgewandt weg von der Bodenfläche der Träger, überragt . In einem folgeschritt kann der Polymer, ausgehend von die Polymeroberfläche und in Richtung zu der Bodenfläche des Trägers runtergeschli f fen und/oder Plas- ma-gereinigt bis zu der für die Endkappen benötigte tiefe . Das heißt , die Endkappen von der Mehrzahl von Säulen wird durch der Schlei fvorgang und/oder Plasmareinigungsvorgang komplett freigelegt .
Alternativ kann die Mehrzahl von Säulen mit den Endkappen, in eine Folie reingedrückt werden, wobei die Säulen bis eine Tiefe entsprechend die Endkappen Höhe reingedrückt werden . In einem Folgeschritt wird die Säulen von der Polymer infil- trierte , wobei der Polymer von die Bodenfläche des Trägers bis zu der Folie und die Endkappen reicht . In eine Folgeschritt wird die Folie entfernt . Insbesondere wird dadurch erzeugt , dass die Endkappen von der Polymer freigelegt vorliegen . Beispielsweise kann dadurch auf eine nachträgliche Schlei f- und/oder Plasmareinigungsprozess verzichtet werden .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens wird der Optoelektronische Halbleitervorrichtung im Schritt i ) mittels die von der Polymer freigelegten AuSn Endkappen auf die Mehrzahl von Säulen an die Oberseite des Substrats gelötet , wobei das Substrat zumindest eine Basisplatte umfasst .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens wird die Unterseite der zumindest eine Basisplatte mit ein Lotschicht beschichtet , wobei der Optoelektronische Halbleitervorrichtung mittels der Lotschicht an einer Leiterplatte oder Wärmesenke befestigt wird .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens weist das Lotschicht eine Legierung auf , die mindestens zwei der folgenden Elementen umfasst ; Ag, Al , Au, Bi , Cd, Cu, Fe , P, Pb, Sb, Si , Sn, Zn . Vorteilehaft kann ein AuSn- oder SnAgCu- basierten Lot zum Einsatz kommen .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens weist der Träger des optoelektronischen Halbleitervorrichtung im Schritt h) nach der Vereinzelung der Träger eine Mehrzahl von Säulen auf .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens weist der Träger des optoelektronischen Halbleitervorrichtung im Schritt h) nach der Vereinzelung der Träger eine Säule auf .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens ist im Schritt h) nur eine Säule am Träger des optoelektronischen Halbleitervorrichtung angeordnet . Beispielsweise kann der Träger aufweisend eine Mehrzahl von Säulen im Schritt h) ver- einzelt werden, sodass ein neuer Träger aufweisend nur eine Säule auf der Bodenfläche gebildet ist .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens wird die zumindest eine Basisplatte strukturiert oder vereinzelt be- reitgestellt . Beispielsweise kann der zumindest eine Basisplatte eine oder mehrere vorstrukturierten Teilen umfassen . Alternativ kann der zumindest eine Basisplatte erst nach der Verbindung mit der Mehrzahl von Säulen strukturiert oder vereinzelt werden . Beispielsweise kann die zumindest eine Basisplatte , bestehend aus ein vorstrukturiertes Teil oder bestehend aus mehrere Vorstrukturierten Teilen als solche bereitgestellt werden . Alternativ kann der zumindest eine Basisplatte erst nach der Verbindung mit der Mehrzahl von Säulen strukturiert werden . Dabei wird die zumindest eine Basisplatte in einem ersten Schritt als Substrat in Form von eine Folie , Platte , Block oder Schicht bereitgestellt . Beispielsweise kann der Träger aufweisend der Mehrzahl von Säulen mittels die Endkappen, auf das Substrat befestigt werden . In eine folgeschritt wird das Substrat strukturiert oder vereinzelt . Beispielsweise kann das Substrat mittels ein Chemisches oder Mechanisches Verfahren strukturiert oder vereinzelt werden . Als Chemisches Strukturierungsverfahren eignet sich insbesondere eine Fotolithografie Prozess mit einen anschließenden Ätzprozess . Dabei wird die Unterseite , des Substrats mit einen Fotolack voll flächig beschichtet und der Fotolack ist anschließend durch eine Fotomaske belichtet . In einem Folgeschritt wird die belichteten oder unbelichteten Bereichen des Fotolacks entfernt , zum Beispiel durch ein Wachvorgang . In einem Folgeschritt wird die freigelegten Bereichen der Basisplatte geätzt . Beispielsweise kann das Substrat angeätzt werden, wobei Material von die Unterseite des Substrats abgetragen wird, um eine Vertiefung in die Unterseite des Substrats zu erzeugen . Alternativ kann das Substrat komplett durchgeätzt werden, sodass zumindest eine strukturierte Basisplatte umfassend mehreren Teilen erzeugt wird . Des Weiteren erbieten sich, als alternative dazu, oder in Kombination mit das chemische Trennverfahren, die folgende materialabtragende Struk- turierungsverf ahren, um die zumindest eine Basisplatte zu bereitzustellen; Laserschneiden, sägen, bohren, fräsen oder wasser strahl schneiden .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens wird die zumindest eine Basisplatte galvanisch auf gewachsen . Beispielsweise wird dabei der Polymer bis zu den Endflächen der Mehrzahl von Säulen . Insbesondre ist dadurch eine von den Endflächen der Mehrzahl von Säulen unterbrochene Polymeroberfläche bereitgestellt . In eine Folgeschritt ist dann eine Keimschicht aus Kupfer oder Titan auf die von den Endflächen der Mehrzahl von Säulen unterbrochene Polymeroberfläche aufgebracht . Beispielsweise ist eine Basisplatte galvanisch auf der Keimschicht auf gewachsen . Vorteilhafterweise kann dadurch sehr dünne Basisplatten bereitgestellt werden . Insbesondere kann dadurch Basisplatten in Form von Schichten in der Mikrometerbereich bereitgestellt werden .
Beispielsweise kann die Basisplatte mit einem Fotolack beschichtet werden . Insbesondere ist der Fotolack in einer Folgeschritt durch Fotolithografie strukturiert , wobei die Belichtete oder unbelichtete Bereichen des Fotolacks entfernt werden . In eine Folgeschritt ist die dadurch freigelegten Bereichen der Basisplatte weggeätzt , wobei zumindest eine strukturierte Basisplatte bereitgestellt wird .
Alternativ hierzu kann die von den Endflächen der Mehrzahl von Säulen unterbrochene Polymeroberfläche aufweisend der Keimschicht mit einem Fotolack beschichtet werden . Insbesondere ist der Fotolack in einer Folgeschritt durch Fotolithografie strukturiert , wobei die Belichtete oder unbelichtete Bereichen des Fotolacks entfernt werden . In eine folgeschritt ist die zumindest eine Basisplatte in den freigelegten Bereichen des Fotolacks auf die Keimschicht galvanisch aufgewachsen . Anschließend ist der Fotolack weggewaschen, wobei die zumindest eine Basisplatte bereitgestellt wird . Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des optoelektronischen Halbleiterchips und des Verfahrens ergeben sich aus den folgenden im Zusammenhang mit schematischen Zeichnungen dargestellten Aus führungsbeispielen .
Es zeigen :
Figur 1 eine Seitenansicht eines optoelektronischen Halbleitervorrichtung gemäß einem Aus führungsbeispiel ,
Figur 2 eine Seitenansicht eines optoelektronischen Halbleitervorrichtung mit einem Substrat gemäß einem Aus führungsbeispiel ,
Figur 3 eine Seitenansicht eines optoelektronischen Halbleitervorrichtung mit einem Substrat gemäß einem Aus führungsbeispiel ,
Figur 4 eine Seitenansicht eines optoelektronischen Halbleitervorrichtung mit einem Substrat gemäß einem Aus führungsbeispiel ,
Figur 5A eine Seitenansicht eines optoelektronischen Halbleitervorrichtung mit zumindest eine Basisplatte gemäß einem Aus führungsbeispiel ,
Figur 5B eine Seitenansicht eines optoelektronischen Halbleitervorrichtung mit zumindest eine Basisplatte und einem Substrat gemäß einem Aus führungsbeispiel ,
Figur 6A eine Seitenansicht eines optoelektronischen Halbleitervorrichtung mit zumindest eine Basisplatte gemäß einem Aus führungsbeispiel ,
Figur 6B eine Seitenansicht eines optoelektronischen Halbleitervorrichtung mit zumindest eine Basisplatte und einem Substrat gemäß einem Aus führungsbeispiel , Figur 7A eine Seitenansicht eines optoelektronischen Halbleitervorrichtung gemäß einem Aus führungsbeispiel ,
Figur 7B eine Seitenansicht eines optoelektronischen Halbleitervorrichtung mit zumindest eine Basisplatte gemäß einem Aus führungsbeispiel ,
Figur 7C eine Seitenansicht eines optoelektronischen Halbleitervorrichtung mit zumindest eine Basisplatte und einem Substrat gemäß einem Aus führungsbeispiel ,
Figur 8A eine Seitenansicht eines optoelektronischen Halbleitervorrichtung gemäß einem Aus führungsbeispiel ,
Figur 8B eine Seitenansicht eines optoelektronischen Halbleitervorrichtung mit einem Substrat gemäß einem Aus führungsbeispiel ,
Gleiche , gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugs zeichen versehen . Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten . Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein .
Die optoelektronische Halbleitervorrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 umfasst einen Träger 100 , einen auf dem Träger 100 angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip 3 und einen Mehrzahl von Säulen 206 , wobei die Mehrzahl von Säulen 206 auf einer dem optoelektronischen Halbleiterchip 3 gegenüberliegenden Bodenfläche des Trägers 102 angeordnet sind . Dabei befördern die Mehrzahl von Säulen 206 eine Thermische Wärmeleitung weg von dem optoelektronischen Halbleiterchip 3 und dem Träger 100 . Die Mehrzahl von Säulen 206 sind dabei äquidistant voneinander auf der Bodenfläche des Trägers 102 angeordnet , das heißt die Mehrzahl von Säulen 206 weisen die gleiche Säulenabstand 205 auf . Die Mantel flächen 203 von der Mehrzahl von Säulen 206 sind senkrecht zu der Bodenfläche des Trägers 102 angeordnet und laufen zu einander Parallel auf der Träger 100 hin . Die Endflächen 204 von der Mehrzahl von Säulen 206 endet dabei auf die gleiche Entfernung in Richtung weg von der Träger 100 .
Auf der der Oberseite des Trägers 101 abgewandte Oberseite des optoelektronischen Halbleiterchips 4 ist ein Optisches Element 11 angeordnet . Zwischen das Optische Element 11 und der optoelektronischen Halbleiterchip 3 ist ein Kleber angeordnet . Der Kleber kann beispielsweise einem Silikon sein . Beispielsweise kann das optische Element 11 dabei eine oder mehrere lumines zierende Phosphor aufweisen, die in einem Matrix aus Silikon gemischt sind . Alternativ kann das optische Element aus Keramik bestehen, wobei der Keramik zumindest ein lumines zierendes Phosphor aufweist . Das optische Element 11 umwandelt eine von der Optoelektronischen Halbleiterchip 3 emittierten Primärstrahlung in einem von das Optische Element 11 emittierte Sekundärstrahlung . Der Peakwellenlänge der Sekundärstrahlung weist dabei eine von der Peakwellenlänge der Primärstrahlung längere Wellenlänge auf . Dabei bildet die Primärstrahlung und die Sekundärstrahlung eine von der optoelektronischen Halbleitervorrichtung 1 emittierten Mischlicht .
Eine Moldmasse 9 umschließt der Optoelektronischen Halbleiterchip 3 und das Optische Element 11 vollumfänglich . Die Moldmasse 9 schließt dabei mit der Trägerstirnseite 103 und mit eine Oberseite des optischen Elements 12 bündig ab . Beispielsweise umfasst die Moldmasse 9 ein Thermoplast . Der Thermoplast kann Polyphthalamide ( PPA) oder Polychlorierte Terphenyle ( POT ) aufweisen . Der Moldmasse kann bevorzugt licht Reflektierende Füllstof fe wie z . B . Titanium Oxid aufweisen .
Der Optoelektronische Halbleitervorrichtung 1 umfasst ferner ein ersten elektrischen Kontakt 5 die als Anode fungiert und ein zweiten elektrischen Kontakt 6 die als Kathode fungiert . Der erste elektrische Kontakt 5 und der zweite elektrische Kontakt 6 sind senkrecht zur Oberseite des Trägers 101 ausgerichtet und verlaufen parallel zueinander in Richtung der Oberseite des Trägers 101 . Der erste elektrische Kontakt 5 und der zweite elektrische Kontakt 6 liegt dabei voneinander elektrisch isoliert vor . Insbesondere ist die Moldmasse 9 zwischen der erste elektrische Kontakt 5 und der zweite elektrische Kontakt 6 angeordnet . Dabei umschließt die Moldmasse 9 die senkrecht zu der Oberseite des Trägers 101 verlaufenden Wandungen ( 14 , 15 ) von dem ersten elektrischen Kontakt 5 und dem zweiten elektrischen Kontakt 6 vollumfänglich . Der erste elektrische Kontakt 5 und der zweite elektrische Kontakt 6 sind auf einer der Oberseite des Trägers 101 abgewandte Oberseite der Moldmasse 10 freigelegt . Insbesondere sind der erste elektrische Kontakt und der zweite elektrische Kontakt auf eine der Oberseite des Trägers 101 abgewandte Oberseite der optoelektronischen Halbleitervorrichtung 2 individuell kontaktierbar . Dabei kann der erste elektrische Kontakt 5 und der zweite elektrische Kontakt 6 die Oberseite der Moldmasse 10 in vertikaler Richtung weg von der Träger 100 überragen . Überragt den beiden Kontakten die Moldmasse 9 in Vertikaler Richtung weg von der Oberseite des Träger 101 ist eine individuelle elektrische Kontaktierung einfacher realisierbar .
Der erste elektrische Kontakt 5 und der zweite elektrische Kontakt 6 läuft senkrecht zu der Oberseite des Trägers 101 durch die Moldmasse 9 hindurch . Der erste elektrische Kontakt 5 endet dabei auf eine erste Kontaktpad 104 und der zweite elektrische Kontakt 6 endet auf eine zweite Kontaktpad 105 auf der Oberseite des Trägers 100 . Das erste Kontaktpad 104 liegt von das zweite Kontaktpad 105 elektrisch isoliert vor . Von der erste elektrische Kontakt 5 oder von der Kontaktpad 104 , auf der der erste elektrische Kontakt 5 endet , läuft ein Bonddraht 7 auf ein Anschlussschicht 13 auf die Oberseite der Halbleiterchip 4 . Der Kontaktpad 105 der zweite Elektrische Kontakt 6 schließt dabei der optoelektronischen Halbleiter- chip 3 auf eine der Träger 100 zugewandte Unterseite elektrisch an . Alternativ schließt der Kontaktpad 6 eine zwischen dem optoelektronischen Halbleiterchip 3 und der Träger 100 angeordnete Kontaktschicht 106 über ein Leiterbahn elektrisch an .
Der optoelektronischen Halbleitervorrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 unterscheidet sich von der Ausführungsbeispiel der Figur 1 indem der optoelektronischen Halbleitervorrichtung 1 mittels ein Polymer 400 auf die Oberseite eines Substrats 500 befestigt ist . Der optoelektronischen Halbleitervorrichtung 1 gemäß Figur 2 weist ein Polymer 400 auf , der zwischen die Mehrzahl von Säulen 206 bereitgestellt ist . Der Polymer 400 ist insbesondere zwischen der Bodenfläche des Trägers 102 , dort wo der Mehrzahl von Säulen 206 nicht angeordnet sind, und die Oberseite des Substrats 501 vorhanden . Ferner ist der Polymer 400 als Polymerschicht 403 zwischen den Endflächen 204 von den Mehrzahl von Säulen 206 und die Oberseite des Substrats 501 vorhanden . Dabei steht der Polymer 400 in direktem Kontakt mit der Bodenfläche des Trägers 102 , den Mantel flächen 203 von der Mehrzahl von Säulen 206 , die Oberseite des Substrats 501 , sowie mit den Endflächen 203 von den Mehrzahl von Säulen 206 . Dabei bewirkt die direkte Kontakt des Polymers 400 , dass eine besonders zuverlässige und mechanisch stabile Stof fverbindung und Materialhaftung gewährleistet werden kann . Insbesondere fixiert der Polymer 400 dabei die Mehrzahl von Säulen 206 auf dem Substrat 500 .
Eine Polymerstof f fuge 402 zwischen der Träger 100 und das Substrat 500 ist insbesondere durch die Höhe der Mehrzahl von Säulen ( 202 , 206 ) bestimmt . Beispielsweise lässt sich dadurch eine Polymerstof f fuge 402 realisieren, die überall zwischen eine Bodenfläche des Trägers 102 und eine Oberseite eines Substrats 501 reproduzierbar die gleiche Höhe aufweisen . Der Polymer 400 kann dabei die Bodenfläche des Trägers 102 lateral seitlich überlaufen . Überflüssigen Polymer 400 , der die Bodenfläche des Trägers 102 lateral seitlich überläuft , kann ferner die Trägerstirnseite 103 hochziehen und anschließen . Vorzugsweise lässt sich dadurch ein besonders zuverlässige Klebstof fverbindung zwischen der Träger 100 und das Substrat 500 erzeugen . Das Substrat 500 kann dabei eine Wärmesenke 505 , Leiterplatte 503 , oder Basisplatte umfassen .
Der optoelektronischen Halbleitervorrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 3 unterscheidet sich von der Ausführungsbeispiel der Figur 1 indem der optoelektronischen Halbleitervorrichtung 1 mittels Endkappen 300 aus Lot 302 auf die Oberseite eines Substrats 500 befestigt ist . Dabei weist die Optoelektronische Halbleitervorrichtung 1 eine Mehrzahl von Säulen 206 auf , die j e eine Endkappe 300 aufweisen, wobei die optoelektronische Halbleitervorrichtung 1 mittels die Endkappen 300 auf dem Substrat 500 gelötet ist . Das Substrat 500 kann dabei eine Wärmesenke 505 , Leiterplatte 503 , oder zumindest eine Basisplatte 504 umfassen .
Die Mehrzahl von Säulen 206 weisen j e eine der Bodenfläche des Trägers 102 abgewandte Endfläche 204 auf , und zumindest eine seitlich umlaufende Mantel fläche 203 , der Senkrecht zu der Endfläche 204 ausgerichtet ist . Die Endkappen 300 von den Mehrzahl von Säulen 206 bedeckt dabei die Endfläche 204 j ede Säule und zumindest partiell der zumindest eine seitlich umlaufende Mantel fläche einer Säule 203 mit Lot 302 . Beispielsweise lässt sich die Stof fverbindung zwischen die Mehrzahl von Säulen 206 und das Substrat 500 besonders mechanisch stabil erzeugen, wenn die Endkappen 300 sowohl die Endflächen 204 und zumindest partiell der zumindest eine seitlich umlaufende Mantel fläche 203 mit das Lot 302 bedeckt . Indem die Endkappen 300 zumindest partiell die zumindest eine Mantelflächen einer Säule 203 bedeckt , bewirkt , dass für die Lotverbindung zwischen der Mehrzahl von Säulen 206 und das Substrat 500 eine erhörte Verbindungs fläche erzeugt werden kann . Dabei bedeckt das Lot 302 in die Lotverbindung die Endflächen 204 von der Mehrzahl von Säulen 206 , zumindest partiell die zumindest eine Mantel fläche ein Säule 203 , sowie das Substrat 500 unter den Mehrzahl von Säulen 206 . Dabei bedeckt das Lot 302 die Endflächen 204 von der Mehrzahl von Säulen 206 und weniger als die Halbe Säulenabstands 205 um eine Säule 200 aus der Mehrzahl von Säulen 206 . Dadurch ist ein unterbrochene Lotfläche erzeugt , dass eine gegenüber eine voll flächige Lotschicht geringeren thermischen Spannung aufweist .
Der optoelektronischen Halbleitervorrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 4 unterscheidet sich von der Ausführungsbeispiel der Figur 3 indem ein Polymer 400 in den Zwischenräumen von der Mehrzahl von Säulen 206 vorhanden ist . Beispielsweise trägt der Polymer 400 , zusätzlich zu den Endkappen 300 aus Lot 302 , zur Haftung in der Verbindung zwischen der Träger 100 mit der Mehrzahl von Säulen 206 und dem Substrat 500 bei . Dabei erhört der Polymer 400 die Mechanische Stabilität von die Mehrzahl von Säulen 206 und/oder von den Lotverbindungen zwischen die Endkappen 300 und dem Substrat 500 .
Der optoelektronischen Halbleitervorrichtung 1 weist dabei ein Polymer 400 auf , der zwischen die Mehrzahl von Säulen 206 angeordnet ist . Vorzugsweise füllt der Polymer 400 dabei den ganzen Volumen zwischen der Mehrzahl von Säulen 206 und zwischen der Träger 100 und dem Substrat 500 . Der Polymer 400 ist insbesondere zwischen der Bodenfläche des Trägers 102 , dort wo der Mehrzahl von Säulen 206 nicht angeordnet sind, und die Oberseite des Substrats 501 angeordnet . Dabei steht der Polymer 400 in direktem Kontakt mit der Bodenfläche des Trägers 102 , den Mantel flächen 203 von der Mehrzahl von Säulen 206 , die Oberseite des Substrats 501 und die Endkappen 300 aus Lot 302 . Dabei bewirkt die direkte Kontakt des Polymers 400 , dass eine besonders zuverlässige und mechanisch stabile Stof fverbindung und Materialhaftung gewährleistet werden kann . Insbesondere fixiert der Polymer 400 die Mehrzahl von Säulen 206 auf dem Substrat 500 . Eine Polymerstof ffuge 402 zwischen der Träger 100 und das Substrat 500 ist insbesondere durch die Höhe 202 von den Mehrzahl von Säulen 206 bestimmt . Beispielsweise lässt sich dadurch eine Polymerstof f fuge 402 realisieren, die überall zwischen eine Boden- fläche des Trägers 102 und eine Oberseite eines Substrats 501 reproduzierbar die gleiche Höhe aufweisen . Der Polymer 400 kann dabei die Bodenfläche des Trägers 102 lateral seitlich überlaufen . Überflüssigen Polymer 400 , der die Bodenfläche des Trägers 102 lateral seitlich überläuft , kann ferner die Trägerstirnseite 103 hochziehen und anschließen . Vorzugsweise lässt sich dadurch ein besonders zuverlässige Klebstof fverbindung zwischen der Träger 100 und das Substrat 500 erzeugen . Das Substrat 500 kann dabei eine Wärmesenke 505 , Leiterplatte 503 , oder zumindest eine Basisplatte 504 umfassen .
Das im Figur 5A dargestellte Aus führungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in Zusammenhang mit dem Figur 3 beschriebenen Aus führungsbeispiel . Im Unterschied hierzu weist der optoelektronischen Halbleitervorrichtung 1 als Substrat 500 eine Basisplatte 504 auf . Dabei sind der Mehrzahl von Säulen 206 mittels den Endkappen 300 aus Lot 302 auf die Oberseite 506 der Basisplatte 504 gelötet . Die Basisplatte 504 kann dabei bündig mit der Trägerstirnseite 103 abschließen . Alternativ kann die Basisplatte 504 die Trägerstirnseite 103 in lateraler Richtung überragen . Die Basisplatte 504 kann ein Form und eine Fläche aufweisen, dass der Form oder die in Anspruch genommene Fläche von den auf der Bodenfläche des Trägers 102 angeordneten Mehrzahl von Säulen 206 entspricht . Die Basisplatte 504 kann dabei ein Form aufweisen, der einen äußeren Kontur der Mehrzahl von Säulen 206 entspricht . Insbesondere weist die Basisplatte 504 die gleiche Geometrische Form auf als der Träger 100 .
Das im Figur 5B dargestellte Aus führungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in Zusammenhang mit dem Figur 5A beschriebenen Aus führungsbeispiel . Im Unterschied hierzu weist der optoelektronischen Halbleitervorrichtung 1 ein weiteres Substrat 500 auf . Das zweite Substrat 500 kann dabei eine Wärmesenke 505 oder Leiterplatte 503 sein . Die Basisplatte 504 gemäß Aus führungsbeispiel 5B weist auf eine , dem Optoelektronischen Halbleiterchip 3 abgewandte Unterseite 507 , eine Lotschicht 511 auf . Das optoelektronische Halbleitervor- richtung ist mittels das Lotschicht 511 an die Unterseite der Basisplatte 507 mit die Wärmesenke 505 oder die Leiterplatte 503 stof f schlüssig verbunden . Insbesondere weist das optoelektronische Halbleitervorrichtung gemäß Figur 5B zwischen die Basisplatte 504 und das weitere Substrat 500 ein Lotschicht 511 auf . Die zwischen der Träger 100 und die Basisplatte 504 angeordneten Mehrzahl von Säulen 206 kompensieren dabei insbesondere die Unterschiede in thermischen Ausdehnungskoef fi zienten zwischen der Träger 100 und die Wärmesenke 505 oder die Leiterplatte 503 .
Das im Figur 6A dargestellte Aus führungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in Zusammenhang mit dem Figur 5A beschriebenen Aus führungsbeispiel . Im Unterschied hierzu weist das optoelektronische Halbleitervorrichtung 1 in den Zwischenräumen von der Mehrzahl von Säulen 206 und zwischen der Träger 100 und die Basisplatte 504 ein Polymer 400 auf . Vorzugsweise füllt der Polymer 400 dabei den ganzen Volumen zwischen der Mehrzahl von Säulen 206 und zwischen der Träger 100 und die Basisplatte 504 . Der Polymer 400 ist insbesondere zwischen der Bodenfläche des Trägers 102 , dort wo der Mehrzahl von Säulen 206 nicht angeordnet sind, und die Oberseite der Basisplatte 506 angeordnet . Dabei steht der Polymer 400 in direktem Kontakt mit der Bodenfläche des Trägers 102 und den Mantel flächen 203 von der Mehrzahl von Säulen 206 . Dabei fixiert der Polymer 400 der Mehrzahl von Säulen 206 und erhört dabei ihre Mechanische Stabilität indem es die Mehrzahl von Säulen 206 lateral seitlich stützt . Die Polymerstirnseite 401 schließt dabei mit der Trägerstirnseite 103 bündig ab . Beispielsweise sind solche optoelektronische Halbleitervorrichtungen 1 besonders platzsparend und lassen sich näher an einander und/oder an anderen elektronischen Komponenten platzieren .
Das im Figur 6B dargestellte Aus führungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in Zusammenhang mit dem Figur 6A beschriebenen Aus führungsbeispiel . Im Unterschied hierzu weist der optoelektronischen Halbleitervorrichtung 1 ein zweites Substrat 500 auf . Das zweite Substrat kann dabei eine Wärmesenke 505 oder Leiterplatte 503 sein . Die Basisplatte 504 gemäß Aus führungsbeispiel 6B weist auf eine , dem Optoelektronischen Halbleiterchip 3 abgewandte Unterseite 507 , eine Lotschicht 511 auf . Das optoelektronische Halbleitervorrichtung 1 ist mittels das Lotschicht 511 an die Unterseite der Basisplatte 507 mit die Wärmesenke 505 oder die Leiterplatte 503 stof f schlüssig verbunden . Insbesondere weist das optoelektronische Halbleitervorrichtung 1 gemäß Figur 6B zwischen die Basisplatte 504 und das weitere Substrat 500 ein Lotschicht 511 auf . Die zwischen der Träger 100 und die Basisplatte 504 angeordneten Mehrzahl von Säulen 206 kompensieren dabei insbesondere die Unterschiede in thermischen Ausdehnungskoef fizienten zwischen der Träger 100 und die Wärmesenke 505 oder die Leiterplatte 503 .
Das im Figur 7A dargestellte Aus führungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in Zusammenhang mit dem Figur 1 beschriebenen Aus führungsbeispiel . Im Unterschied hierzu sind der Mehrzahl von Säulen 206 auf dem Träger 100 in distinkt abgegrenzten elektrisch isolierten Teilmengen ( 207 , 208 , 209 ) angeordnet . Beispielsweise stellt eine oder mehrere Teilmenge von der Mehrzahl von Säulen, die eine elektrische Kontaktierung bereit . Im Figur 7A liegt der Mehrzahl von Säulen 206 in drei voneinander beanstandeten Teilmengen ( 207 , 208 , 209 ) vor . Die Säulen innerhalb den Teilmengen ( 207 , 208 , 209 ) von der Mehrzahl von Säulen 206 sind dabei äquidistant voneinander angeordnet auf dem Träger 100 . Insbesondere weisen alle die drei Teilmengen ( 207 , 208 , 209 ) die gleiche Säulenabständen 205 .
Dabei stellt die erste Teilmenge 207 von der Mehrzahl von Säulen 206 eine Anode und die zweite Teilmenge 208 von der Mehrzahl von Säulen 206 eine Kathode bereit , die als elektrische Zuführungen fungiert . Eine dritte Teilmenge 209 von der Mehrzahl von Säulen 206 kann dabei elektrisch neutral vorliegen und eine thermische Kontaktierung bereitstellen . Insbesondere ist die Dritte Teilmenge 209 von der Mehrzahl von Säulen 206 auf dem der Halbleiterchip 3 gegenüberliegende Bo- denfläche der Träger 102 direkt unter der Halbleiterchip 3 auf dem Träger 100 angeordnet .
Die Optoelektronische Halbleitervorrichtung 1 weist ein Träger 100 auf , der eine erste elektrische Durchkontaktierung 107 und eine zweite elektrische Durchkontaktierung 108 umfasst . Die erste und zweite Durchkontaktierung ( 107 , 108 ) sind in den Figuren 7A bis 70 nicht dargestellt . Dabei endet eine erste Teilmenge aus der Mehrzahl von Säulen 207 , die die Anode bereitstellt , auf eine dem Träger 100 durchlaufende erste elektrische Durchkontaktierung 107 , und die zweite Teilmenge aus der Mehrzahl von Säulen 208 , die die Kathode bereitstellt endet auf eine dem Träger 100 durchlaufende zweite elektrische Durchkontaktierung 108 . Dabei kontaktiert die erste elektrische Durchkontaktierung 107 ein ersten Kontaktpad 104 auf der Oberseite 101 des Trägers 100 von unten an, wobei die zweite elektrische Durchkontaktierung 108 ein zweiter Kontaktpad 105 auf der Oberseite des Trägers 101 von unten kontaktiert . Dabei liegt die erste elektrische Durchkontaktierung 107 und der erste Kontaktpad 104 von der zweite elektrische Durchkontaktierung 108 und das zweite Kontaktpad 105 elektrisch isoliert vor .
Von dem ersten Kontaktpad 104 auf der die erste elektrische Durchkontaktierung 107 endet , läuft ein Bonddraht 7 auf ein Anschlussschicht 13 auf die Oberseite 4 des optoelektronischen Halbleiterchip 3 . Der zweite Kontaktpad 105 schließt dabei direkt der Halbleiterchip 3 auf der der Oberseite des Trägers 101 zugewandte Unterseite elektrisch an . Alternativ schließt der zweite Kontaktpad 105 eine zwischen dem Halbleiterchip 3 und der Träger 100 angeordneten Kontaktschicht 106 über ein Leiterbahn an .
Das im Figur 7B dargestellte Aus führungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in Zusammenhang mit dem Figur 7A beschriebenen Aus führungsbeispiel . Im Unterschied hierzu weist der optoelektronischen Halbleitervorrichtung gemäß Aus führungsbeispiel 7B einem Polymer 400 und einem Substrat 500 auf . Das Substrat 500 kann dabei mehrere Basisplatten 508 , 509 , 510 umfassen . Insbesondere ist die erste Teilmenge aus der Mehrzahl von Säulen 207 mit eine erste Basisplatte 508 verbunden, die zweite Teilmenge aus der Mehrzahl von Säulen 208 mit eine zweite Basisplatte 509 verbunden und die dritte Teilmenge von der Mehrzahl von Säulen 209 mit eine dritte Basisplatte 510 verbunden . Dabei weist die erste , zweite und dritte Teilmenge von der Mehrzahl von Säulen ( 207 , 208 , 209 ) Endkappen 300 aus Lot 302 auf . Insbesondere ist die erste Teilmenge aus der Mehrzahl von Säulen 207 mittels die Endkappen 300 auf eine erste Basisplatte 508 gelötet , die zweite Teilmenge aus der Mehrzahl von Säulen 208 mittels die Endkappen 300 auf eine zweite Basisplatte 509 gelötet und die dritte Teilmenge aus der Mehrzahl von Säulen 209 mittels die Endkappen 300 auf eine dritte Basisplatte 510 gelötet .
Die erste , zweite und dritte Basisplatte 508 , 509 , 510 liegt dabei voneinander getrennt vor . Insbesondere liegt die erste Basisplatte 508 , die zweite Basisplatte 509 und die dritte Basisplatte 510 voneinander elektrisch isoliert vor . Die erste Basisplatte 508 und die erste Teilmenge aus der Mehrzahl von Säulen 207 stellt dabei eine Anode bereit und die zweite Basisplatte 509 und die zweite Teilmenge aus der Mehrzahl von Säulen 208 stellt dabei eine Kathode bereit . Dabei stellen die erste Basisplatte 508 und die erste Teilmenge aus der Mehrzahl von Säulen 207 und die zweite Basisplatte 509 und die zweite Teilmenge von der Mehrzahl von Säulen 208 eine Elektrische und thermische Kontaktierung bereit . Die dritte Basisplatte 510 mit die dritte Teilmenge aus der Mehrzahl von Säulen 209 liegt dabei elektrisch neutral vor . Die dritte Teilmenge aus die Mehrzahl von Säulen 209 mit die dritte Basisplatte 510 stellt dabei eine thermische Kontaktierung bereit .
Die Oberfläche einer Oberseite 507 von der erste Basisplatte 508 ist dabei zumindest so groß , wie die für die erste Teilmenge aus der Mehrzahl von Säulen 207 benötigte Fläche auf der Bodenfläche des Trägers 102 . Insbesondere weis der erste Basisplatte 508 dabei der gleichen Form auf , wie der Äußere Kontur von der ersten Teilmenge aus der Mehrzahl von Säulen 207. Beispielsweise nimmt die Äußeren Konturen von der erste Teilmenge aus der Mehrzahl von Säulen 207 der Form von eine Quadrat auf, dann ist auch die Oberseite 506 von der ersten Basisplatte 508 quadratisch. Das gleich gilt für die mit der zweite Teilmenge aus der Mehrzahl von Säulen 208 verbundener zweite Basisplatte 509 und für die mit der dritte Teilmenge aus der Mehrzahl von Säulen 209 verbundener dritte Basisplatte 510.
Zwischen der Träger 100 und die erste, zweite und dritte Basisplatte (508,509,510) , sowie zwischen die erste, zweite und dritte Teilmengen aus der Mehrzahl von Säulen (207,208,209) ist ein polymer 400 angeordnet. Dabei bedeckt der Polymer 400 die Bodenfläche des Trägers 100 flächendeckend, wo die Mehrzahl von Säulen nicht angeordnet sind. Der Polymer 400 ist zwischen der Mehrzahl von Säulen 206 und zwischen der Träger 100 und die erste Basisplatte 508, der Träger 100 und die zweite Basisplatte 509 und der Träger 100 und die dritte Basisplatte 510. Dabei steht der Polymer 400 in direktem Kontakt mit der Bodenfläche des Trägers 102, und den Mantelflächen 203 von der Mehrzahl von Säulen 206. Dabei fixiert der Polymer 400 der Mehrzahl von Säulen (206,207,208,209) und erhört dabei ihre Mechanische Stabilität indem es die Mehrzahl von Säulen (206,207,208,209) seitlich stützt. Die Polymerstirnseite 401 schließt dabei mit der Trägerstirnseite 103 bündig ab. Beispielsweise sind optoelektronische Halbleitervorrichtungen 1 gemäß Figur 7B besonders platzsparend und lassen sich näher an einander und/oder an anderen elektronischen Komponenten platzieren.
Das im Figur 7C dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in Zusammenhang mit dem Figur 7B beschriebenen Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu ist das optoelektronische Halbleitervorrichtung 1 auf ein Substrat 500 angeordnet. Insbesondere ist das Substrat 500 eine Leiterplatte 503. Dabei umfasst die Leiterplatte 503, auf die den ersten und zweiten Basisplatten (508,509) zugewandte Sei- te, einem auf einem Metallkern 516 geklebtes dielektrisches Passivierungsschicht 512. Das dielektrische Passivierungsschicht 512 kann dabei eine FR4 Platine sein. Insbesondere ist zwischen das dielektrische Passivierungsschicht 512 und der Metallkern 516 ein Klebstoff schicht 517 vorhanden. Vorzugsweise umfasst das dielektrische Passivierungsschicht 512 mindestens so viele Kontaktschichten 513,514,515, wie auf der Leiterplatte 503 bestückten optoelektronischen Halbleitervorrichtungen 1 und auf die optoelektronischen Halbleitervorrichtungen 1 angeordneten ersten und zweiten Basisplatten (508,509) . Das dielektrische Passivierungsschicht 512 gemäß Figur 7C weist dabei zwei Kontaktschichten 513 auf. Dabei ist die erste Basisplatte 508 mit einem ersten Kontaktschicht 514 und die zweite Basisplatte 509 mit einem zweiten Kontaktschicht 515 auf das dielektrische Passivierungsschicht 512 verbunden. Dabei fungiert die erste Kontaktschicht 514 als eine Anode und die zweite Kontaktschicht 515 als eine Kathode. Die Basisplatten (508,509) sind dabei jeweils mittels einem Lotschicht 511 mit den Kontaktschichten (514,515) verbunden. Die dritte Basisplatte 510 ist dabei direkt mit der Metallkern 516 verbunden. Insbesondere ist die dritte Basisplatte 510 mittels einem Lotschicht 511 auf der Metallkern 516 verlötet. Das Lotschicht 511 ist dabei zwischen die dritte Basisplatte 510 und der Metallkern 516 angeordnet. Alternativ kann die dritte Basisplatte 510 mit eine auf das dielektrische Passivierungsschicht 512 vorhandene Kontaktschicht 513 verbunden sein.
Gemäß Figur 7C weist die Optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) eine erste Teilmenge (207) von der Mehrzahl von Säulen (206) , dass die erste elektrische Durchkontaktierung (107) anschließt und eine zweite Teilmenge (208) von der
Mehrzahl von Säulen (206) , dass die zweite elektrische Durchkontaktierung (108) anschließt, wobei die erste und zweite Teilmenge von der Mehrzahl von Säulen (207,208) eine elektrische Kontaktierung bereitstellen, wobei die erste und zweite Teilmenge von der Mehrzahl von Säulen (207,208) jeweils eine Basisplatte (504) aufweist, wobei eine erste Basisplatte ( 508 ) von der ersten Teilmenge von der Mehrzahl von Säulen ( 207 ) an einem ersten Kontaktschicht ( 514 ) , und eine zweite Basisplatte ( 509 ) von der zweiten Teilmenge von der Mehrzahl von Säulen ( 208 ) an einem zweiten Kontaktschicht ( 515 ) , auf der Leiterplatte ( 503 ) gelötet ist .
Das im Figur 8A dargestellte Aus führungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in Zusammenhang mit dem Figur 1 beschriebenen Aus führungsbeispiel . Im Unterschied hierzu weist der optoelektronischen Halbleitervorrichtung 1 einem Träger 100 mit genau eine Säule 200 auf , wobei die eine Säule 200 auf einer dem optoelektronischen Halbleiterchip 3 gegenüberliegenden Bodenfläche des Trägers 102 angeordnet ist . Die eine Säule 200 bewirkt dabei eine Thermische Wärmeleitung weg von dem Optoelektronischen Halbleiterchip 3 und dem Träger 100 . Die eine Säule 200 ist dabei direkt unter dem Halbleiterchip 3 auf die der Halbleiterchip 3 gegenüberliegende Bodenfläche der Träger 102 angeordnet . Insbesondere weicht die Mittenpunkt der eine Säule 200 höchstens 500 pm, oder höchstens 250 pm, oder höchstens 100 pm oder höchstens 50 pm, oder höchstens 20 pm von der Mittenpunkt dem optoelektronischen Halbleiterchip 3 ab .
Die eine Säule 200 weist auf die Endfläche 204 , oder auf die Endfläche 204 und zumindest partiell die Mantel fläche 203 , eine Endkappe 300 aus Lot 302 auf .
Die optoelektronischen Halbleitervorrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 8B umfasst ein optoelektronischen Halbleitervorrichtung 1 gemäß Figur 8A und ein Substrat 500 . Die optoelektronische Halbleitervorrichtung 1 ist dabei mittels die Endkappe 300 auf die eine Säule 200 an einem Substrat 500 gelötet . Das Substrat 500 kann dabei bündig mit der Stirnseite des Trägers 103 abschließen . Alternativ kann das Substrat 500 der Trägerstirnseite 103 lateral seitlich, in Richtung weg von der Trägerstirnseite 103 , überragen . Insbesondere ist das Substrat 500 eine Wärmesenke 505 oder eine Basisplatte 504 . Liegt das Substrat 500 als Basisplatte 504 vor, kann diese vorzugsweise auf eine Wärmesenke 505 oder Leiterplatte 503 gelötet sein .
Die optoelektronische Halbleitervorrichtung 1 weist zwischen dem Träger 100 und dem Substrat 500 ein polymer 400 auf . Der Polymer 400 umschließt dabei die eine Säule 200 vollumfänglich und benetzt die Bodenfläche des Trägers 102 dort , wo die eine Säule 200 nicht auf der Träger 100 angeordnet ist . Ein Polymerstirnseite 401 schließt dabei bündig mit die Stirnseiten der Träger 103 ab .
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Aus führungsbeispiele beschränkt . Vielmehr umfasst die Erfindung j edes neue Merkmal sowie j ede Kombination von Merkmalen, was insbesondere j ede Kombination von Merkmalen in die Patentansprüche beinhaltet , auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht expli zit in den Patentansprüchen oder Aus führungsbeispielen angegeben ist .
Bezugs zeichenliste
1 Optoelektronische Halbleitervorrichtung
2 Oberseite des optoelektronischen Halbleitervorrichtung
3 Optoelektronischen Halbleiterchip
4 Oberseite des Optoelektronischen Halbleiterchip
5 Erste elektrische Kontakt
6 Zweite elektrische Kontakt
7 Bonddraht
9 Moldmasse
10 Oberseite der Moldmasse
11 Optisches Element
12 Oberseite des Optischen Elements
13 Anschlussschicht
14 Wandung des ersten elektrischen Kontakts
15 Wandung des zweiten elektrischen Kontakts
100 Träger
101 Oberseite des Trägers
102 Bodenfläche des Trägers
103 Trägerstirnseite
104 erste Kontaktpad
105 zweite Kontaktpad
106 Kontaktschicht
107 erste elektrische Durchkontaktierung
108 zweite elektrische Durchkontaktierung
200 Eine Säule
201 Breite einer Säule
202 Höhe einer Säule
203 Mantel fläche eine Säule
204 Endfläche eine Säule
205 Säulenabstand
206 Mehrzahl von Säulen eine erste Teilmenge aus der Mehrzahl von Säulen eine zweite Teilmenge aus der Mehrzahl von Säulen eine dritte Teilmenge aus der Mehrzahl von Säulen elektrisch isolierten Teilmengen von Säulen Endkappe Bodenfläche der Endkappe Lot Polymer Polymerstirnseite Polymerstof f fuge Polymerschicht Polymeroberfläche Substrat Oberseite des Substrats Höhe zwischen Träger und Substrat Leiterplatte Basisplatte Wärmesenke Oberseite der Basisplatte Unterseite der Basisplatte erste Basisplatte zweite Basisplatte dritte Basisplatte Lotschicht Dielektrisches Passivierungsschicht Kontaktschicht erstes Kontaktschicht zweites Kontaktschicht Metallkern Klebstof f schicht

Claims

65 Patentansprüche
1. Optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) mit
- einem Träger (100) ,
- einem auf dem Träger (100) angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip (3) und
- einer Mehrzahl von Säulen (206) , wobei die Mehrzahl von Säulen (206) auf einer dem optoelektronischen Halbleiterchip (3) gegenüberliegenden Bodenfläche (102) des Trägers (100) angeordnet sind und wobei die Mehrzahl von Säulen (206) eine thermische Wärmeleitung weg von dem optoelektronischen Halbleiterchip (3) und dem Träger (100) bewirken.
2. Optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) gemäß Anspruch 1, wobei eine oder mehrere Teilmengen der Mehrzahl von Säulen (207,208) eine elektrische Kontaktierung der optoelektronischen Halbleitervorrichtung (1) bereitstellen .
3. Optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) gemäß einem den vorherigen Ansprüchen, wobei die Mehrzahl von Säulen (206) ein Metall, insbesondere Kupfer oder eine kupferhaltige Legierung, aufweist.
4. Optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) gemäß einem den vorherigen Ansprüchen, wobei mindestens eine Teilmenge von der Mehrzahl von Säulen (207, 208, 209) äquidistant voneinander angeordnet sind auf dem Träger (100) .
5. Optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) gemäß einem den vorherigen Ansprüchen, wobei die Mehrzahl von Säulen (206) in distinkt abgegrenzten elektrisch isolierten Teilmengen (207,208,209, 210) angeordnet sind auf dem Träger (100) .
6. Optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) gemäß einem den vorherigen Ansprüchen, wobei die Mehrzahl von Säulen (206) je eine Endkappe (300) aufweisen, die aus einem Lot (302) besteht.
7. Optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) gemäß Anspruch 6, wobei die Mehrzahl von Säulen (206) ,
- je eine der Bodenfläche des Trägers (102) abgewandte Endfläche (204) aufweist, und
- zumindest eine seitlich umlaufende Mantelfläche (203) , die senkrecht zu der Endfläche (204) ausgerichtet ist, wobei
- die Endkappe (300) von zumindest einer Säule (200) der Mehrzahl von Säulen (206) die Endfläche (204) und zumindest partiell die zumindest eine seitlich umlaufende Mantelfläche (203) bedeckt.
8. Optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüchen 1 bis 7, wobei die optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) ein Polymer (400) zwischen der Bodenfläche des Trägers (102) und einer Oberseite eines Substrats (500,501) aufweist, wobei die Oberseite des Substrats (501) angrenzend unterhalb an den Endflächen (204) von der Mehrzahl von Säulen (206) angeordnet ist.
9. Optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Polymer (400) zwischen
- der Mehrzahl von Säulen (206) ,
- der Bodenfläche des Trägers (102) und der Oberseite des Substrats (501) und
- den Endflächen der Mehrzahl von Säulen (204,206) und der Oberseite des Substrats (501) angeordnet ist.
10. Optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüchen 6 bis 8, wobei der Träger (100) mit der Mehrzahl von Säulen (206) mittels der Endkappen (300) an dem Substrat (500) befestigt sind, wobei das Substrat (500) eine Basisplatte (504) umfasst.
11. Optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) gemäß Anspruch 10, wobei die zumindest eine Basisplatte (504) auf ei- 67 ner dem optoelektronischen Halbleiterchip (3) abgewandten Unterseite (507) eine Lotschicht (511) aufweist.
12. Optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) gemäß Anspruch 11, wobei die zumindest eine Basisplatte (504) mittels der Lotschicht (511) auf einer Leiterplatte (503) oder Wärmesenke (505) befestigt ist.
13. Optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei der Träger (100) eine erste elektrische Durchkontaktierung (107) für eine Anode (5) und eine zweite elektrische Durchkontaktierung (108) für eine Kathode (6) aufweist, wobei
- die erste elektrische Durchkontaktierung (107) ein erstes Kontaktpad (104) auf der Oberseite des Trägers (101) von unten kontaktiert,
- die zweite elektrische Durchkontaktierung (108) ein zweites Kontaktpad (105) auf der Oberseite des Trägers (101) von unten kontaktiert, wobei
- die erste elektrische Durchkontaktierung (107) und das erste Kontaktpad (104) von der zweiten elektrische Durchkontaktierung (108) und dem zweiten Kontaktpad (105) elektrisch isoliert sind.
14. Optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) gemäß Anspruch 13, wobei eine erste Teilmenge (207) der Mehrzahl von Säulen (206) die erste elektrische Durchkontaktierung (107) anschließt und eine zweite Teilmenge (208) der Mehrzahl von Säulen (206) die zweite elektrische Durchkontaktierung (108) anschließt, wobei
- die erste und zweite Teilmenge der Mehrzahl von Säulen (207,208) die Funktion von einer elektrischen Kontaktierung bereitstellt, wobei
- die erste und zweite Teilmenge der Mehrzahl von Säulen (207,208) jeweils eine Basisplatte aufweist, wobei
- eine erste Basisplatte (508) der ersten Teilmenge der Mehrzahl von Säulen (207) an eine erste Kontaktschicht (514) und eine zweite Basisplatte (509) der zweiten Teilmenge der Mehr- 68 zahl von Säulen (208) an eine zweite Kontaktschicht (515) auf der Leiterplatte (503) gelötet ist.
15. Optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) mit
- einem Träger (100) ,
- einem auf dem Träger (100) angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip (3) und
- einer Säule (200) , wobei die Säule (200) auf einer dem optoelektronischen Halbleiterchip (3) gegenüberliegenden Bodenfläche (102) des Trägers (100) angeordnet ist und wobei die Säule (20) eine thermische Wärmeleitung weg von dem optoelektronischen Halbleiterchip (3) und dem Träger (100) bewirkt .
16. Optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) gemäß Anspruch 15, wobei die Säule (200) mindestens 10 % der Bodenfläche des Trägers (102) bedeckt.
17. Optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) gemäß Anspruch 15 oder 16, wobei der Träger (100) mit der Säule (200) eine Endkappe (300) aus Lot (302) auf der Säule (200) aufweist, wobei der Träger (100) mit der Säule (200) mittels der Endkappe (300) an einem Substrat (500) befestigt ist.
18. Optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) gemäß Anspruch 17, wobei zwischen dem Träger (100) und dem Substrat (500) ein Polymer (400) angeordnet ist.
19. Optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüchen 15 oder 16, wobei der Träger (100) mit der Säule (200) mit einem Polymer (400) an einem Substrat (500) befestigt ist.
20. Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Halbleitervorrichtung (1) mit den Schritten: a) Breitstellen eines Trägers (100) ; b) Aufbringen eines Fotolacks auf einer Bodenfläche (102) des Trägers (100) ; 69 c) Strukturieren des Fotolacks mittels Fotolithografie; d) Freilegen der Bodenfläche (102) des Trägers (100) mittels Entfernens eines belichteten oder unbelichteten Bereichs des Fotolacks ; e) Galvanisches Aufwachsen einer Mehrzahl von Säulen (206) auf der Bodenfläche (102) des Trägers (100) in den freigelegten Bereichen des Fotolacks; f) Entfernen der Fotolacks; g) Bereitstellen von zumindest einem auf dem Träger (100) angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip (3) ; h) Vereinzeln des Trägers (100) ; i) Befestigen der optoelektronischen Halbleitervorrichtung
(1) an einem Substrat (500) .
21. Verfahren gemäß Anspruch 20, wobei die optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) im Schritt i) mittels eines Polymers (400) an einer Oberseite (501) des Substrats (500) befestigt wird.
22. Verfahren gemäß Anspruch 20, wobei die Mehrzahl von Säulen (206) im Schritt e) mit jeweils einer Endkappe (300) aus einem Lot versehen wird.
23. Verfahren gemäß Anspruch 22, wobei die optoelektronische Halbleitervorrichtung (1) im Schritt i) mittels den Endkappen (300) an die Oberseite (501) des Substrats (500) gelötet wird .
24. Verfahren gemäß einem der Ansprüchen 22 oder 23, wobei ein Polymer (400) zwischen der Mehrzahl von Säulen (206) bereitgestellt wird, wobei die Endkappen (300) von dem Polymer (400) freigelegt vorliegen.
25. Verfahren gemäß Anspruch 24, wobei nach dem Schritt h) nur eine Säule (200) an dem Träger (100) der optoelektronischen Halbleitervorrichtung (1) angeordnet ist.
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