WO2024256412A1

WO2024256412A1 - Verfahren zum herstellen eines elektronischen bauelements

Info

Publication number: WO2024256412A1
Application number: PCT/EP2024/066120
Authority: WO
Inventors: Markus Klein; Ann-Kathrin Sommer; Felix ARMBRUESTER; Thomas Schwarz; Julia BAYER
Original assignee: Ams Osram International GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2023-06-13
Filing date: 2024-06-11
Publication date: 2024-12-19
Anticipated expiration: 2025-12-13
Also published as: DE102023115339A1

Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen eines elektronischen Bauelements umfasst Schritte zum Bereitstellen eines Trägers mit einer Oberseite und einem an der Oberseite angeordneten Halbleiterchip, zum Ausbilden eines Lackkörpers aus einem Fotolack an der Oberseite des Trägers durch ein Formverfahren in einer Form eines Formwerkzeugs, wobei der Halbleiterchip in den Lackkörper eingebettet wird, zum Belichten zumindest eines Teils des Lackkörpers und zum Entfernen eines Teils des Lackkörpers durch einen Entwicklungsprozess.

Description

VERFAHREN ZUM HERSTELLEN EINES ELEKTRONISCHEN BAUELEMENTS

BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung betri f ft ein Verfahren zum Herstellen eines elektronischen Bauelements .

Die Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2023 115 339 . 0 , deren Of fenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird .

Es ist bekannt , Fotolack durch Auf schleudern oder Aufsprühen auf zubringen . Auch das Laminieren von trockenem Fotolack ist bekannt . Bei diesen Verfahren bildet die Topographie des Fotolacks die abgedeckte Topographie näherungsweise ab .

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen eines elektronischen Bauelements anzugeben . Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst . In den abhängigen Ansprüchen sind verschiedene Weiterbildungen angegeben .

Ein Verfahren zum Herstellen eines elektronischen Bauelements umfasst Schritte zum Bereitstellen eines Trägers mit einer Oberseite und einem an der Oberseite angeordneten Halbleiterchip, zum Ausbilden eines Lackkörpers aus einem Fotolack an der Oberseite des Trägers durch ein Formverfahren in einer Form eines Formwerkzeugs , wobei der Halbleiterchip in den Lackkörper eingebettet wird, zum Belichten zumindest eines Teils des Lackkörpers und zum Entfernen eines Teils des Lackkörpers durch einen Entwicklungsprozess .

Vorteilhafterweise ermöglicht dieses Verfahren eine Herstellung eines Lackkörpers mit großer Dicke . Dabei kann auch ein Fotolack mit geringer Viskosität verwendet werden . Der Lackkörper kann vorteilhafterweise mit einer Oberseite mit guter Ebenheit ausgebildet werden . Dabei ist die Gestalt der Oberseite des Lackkörpers vorteilhafterweise weitgehend unabhän- gig von der Form und Höhe des in den Lackkörper eingebetteten Halbleiterchips .

In einer Aus führungs form des Verfahrens umfasst das Ausbilden des Lackkörpers ein Aushärten des Lackkörpers . Dabei erfolgt das Aushärten in der Form des Formwerkzeugs . Vorteilhafterweise ermöglicht dies eine Verwendung eines Fotolacks mit geringer Viskosität . Dabei wird ausgenutzt , dass die Form des Formwerkzeugs eine Formveränderung des Lackkörpers bis zum Aushärten des Lackkörpers verhindert .

In einer Aus führungs form des Verfahrens erfolgt das Belichten des Lackkörpers in der Form des Formwerkzeugs . Vorteilhafterweise ist das Verfahren dadurch besonders einfach und ef fizient durchführbar .

In einer Aus führungs form des Verfahrens ist an einer dem Halbleiterchip zugewandten Wandung des Formwerkzeugs eine Ablösefolie angeordnet . Vorteilhafterweise ermöglicht die Ablösefolie eine besonders einfache und beschädigungs freie Entnahme des Lackkörpers aus dem Formwerkzeug .

In einer Aus führungs form des Verfahrens weist die Form in einem Bereich über dem Halbleiterchip eine geringere Höhe auf als in einem Bereich neben dem Halbleiterchip . Vorteilhafterweise ermöglicht dies eine Kompensation eines Materialschrumpfs des Lackkörpers .

In einer Aus führungs form des Verfahrens ist das Formwerkzeug zumindest abschnittsweise aus einem Elastomer gebildet . Vorteilhafterweise kann das Formwerkzeug dadurch transparent für zum Belichten des Lackkörpers genutztes Licht sein .

In einer Aus führungs form des Verfahrens wird der Lackkörper mit einer senkrecht zur Oberseite des Trägers bemessenen Dicke von mehr als 100 pm ausgebildet , in einer Aus führungs form sogar mit einer Dicke von mehr als 120 pm . Vorteilhafterweise ermöglicht das Verfahren dadurch eine Einbettung eines Halbleiterchips mit großer Höhe in den Lackkörper .

In einer Aus führungs form des Verfahrens wird durch das Entfernen des Teils des Lackkörpers ein an den Halbleiterchip angrenzender Freiraum gebildet . Das Verfahren umfasst dabei einen weiteren Schritt zum Anordnen eines Kunststof fmaterials in dem Freiraum, wobei der Halbleiterchip zumindest teilweise in das Kunststof fmaterial eingebettet wird . Das Kunststof fmaterial kann beispielsweise ein Gehäuse des durch das Verfahren erhältlichen elektronischen Bauelements bilden . Vorteilhafterweise ermöglicht das Verfahren in diesem Fall eine Herstellung eines Gehäuses mit besonders kompakten Abmessungen .

In einer Aus führungs form des Verfahrens wird durch das Entfernen des Teils des Lackkörpers ein an den Halbleiterchip angrenzender Freiraum gebildet . Dabei umfasst das Verfahren einen weiteren Schritt zum Anordnen eines wellenlängenkonvertierenden Materials in dem Freiraum . Vorteilhafterweise kann das Verfahren dabei eine besonders präzise Positionierung wellenlängenkonvertierenden Materials ermöglichen . Die wohldefinierte Form des Lackkörpers kann es außerdem ermöglichen, das wellenlängenkonvertierende Material mit präzise vorgebbarer Dicke anzuordnen .

In einer Aus führungs form des Verfahrens wird der Halbleiterchip durch das Entfernen des Teils des Lackkörpers vollständig freigelegt . Dann wird der Halbleiterchip in das wellenlängenkonvertierende Material eingebettet . Hierbei kann das wellenlängenkonvertierende Material selbst ein Gehäuse des durch das Verfahren erhältlichen elektronischen Bauelements bilden . Dadurch kann das durch das Verfahren erhältliche elektronische Bauelement vorteilhafterweise besonders kompakte äußere Abmessungen aufweisen .

In einer Aus führungs form des Verfahrens umfasst dieses einen weiteren Schritt zum vollständigen Entfernen des Lackkörpers . Dieser Verfahrensschritt kann beispielsweise auch zum Verein- zeln mehrerer parallel hergestellter elektronischer Bauelemente dienen .

In einer Aus führungs form des Verfahrens bildet zumindest ein Teil des Lackkörpers ein Gehäuse des elektronischen Bauelements . Diese Verfahrensvariante ermöglicht vorteilhafterweise eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung des elektronischen Bauelements .

In einer Aus führungs form des Verfahrens weist der Fotolack ein Silikon, ein Epoxid, ein Acrylat oder ein Hybrid dieser Materialien auf . In diesem Fall kann sich der aus dem Fotolack ausgebildete Lackkörper beispielsweise zur Verwendung als Gehäuse des elektronischen Bauelements eignen .

In einer Aus führungs form des Verfahrens ist der Halbleiterchip ein optoelektronischer Halbleiterchip, insbesondere ein Leuchtdiodenchip . Das durch das Verfahren erhältliche elektronische Bauelement ist dann ein optoelektronisches Bauelement . Vorteilhafterweise ermöglicht das Verfahren eine Herstellung eines optoelektronischen Bauelements mit besonders kompakten äußeren Abmessungen .

In einer Aus führungs form des Verfahrens wird der Halbleiterchip gemeinsam mit weiteren Halbleiterchips in den Lackkörper eingebettet . Dadurch kann das Verfahren vorteilhafterweise eine parallele Herstellung einer Mehrzahl gleichartiger elektronischer Bauelemente in gemeinsamen Bearbeitungsschritten ermöglichen .

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung, sowie die Art und Weise , wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Aus führungsbeispiele , die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden . Dabei zeigen in j eweils schematisierter Darstellung Fig . 1 eine geschnittene Seitenansicht eines Formwerkzeugs zum Ausbilden eines Lackkörpers aus einem Fotolack;

Fig . 2 eine geschnittene Seitenansicht des in dem Formwerkzeug ausgebildeten Lackkörpers mit eingebetteten Halbleiterchips ;

Fig . 3 eine geschnittene Seitenansicht eines in einem Formwerkzeug ausgebildeten Lackkörpers während einer In-situ-Belichtung;

Fig . 4 einen auf einem Träger angeordneten Halbleiterchip ;

Fig . 5 den Halbleiterchip nach dem Einbetten in einen Lackkörper ;

Fig . 6 den Lackkörper nach einem Belichten und einem Entfernen eines Teils des Lackkörpers ;

Fig . 7 den Lackkörper mit einem in einem Freiraum angeordneten wellenlängenkonvertierenden Material ;

Fig . 8 ein nach einem vollständigen Entfernen des Lackkörpers erhaltenes elektronisches Bauelement ;

Fig . 9 den Lackkörper mit einem in einem Freiraum angeordneten Kunststof fmaterial ;

Fig . 10 den Lackkörper mit einem über dem Kunststof fmaterial und dem Halbleiterchip angeordneten wellenlängenkonvertierenden Material ;

Fig . 11 ein nach einem vollständigen Entfernen des Lackkörpers erhaltenes elektronisches Bauelement ;

Fig . 12 einen Lackkörper mit einem durch ein Entfernen eines Teils des Lackkörpers gebildeten Freiraum; Fig . 13 den Lackkörper mit einem in dem Freiraum angeordneten Kunststof fmaterial ;

Fig . 14 das Kunststof fmaterial mit dem darin eingebetteten Halbleiterchip nach einem vollständigen Entfernen des Lackkörpers , durch das ein weiterer Freiraum gebildet worden ist ;

Fig . 15 ein nach einem Anordnen eines wellenlängenkonvertierenden Materials in dem weiteren Freiraum erhaltenes elektronisches Bauelement ;

Fig . 16 einen auf einem Träger angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip ;

Fig . 17 den Halbleiterchip nach einem Einbetten in einen Lackkörper ;

Fig . 18 den Lackkörper mit einem durch ein Entfernen eines Teils des Lackkörpers gebildeten Freiraum;

Fig . 19 den Lackkörper mit einem in dem Freiraum angeordneten wellenlängenkonvertierenden Material ;

Fig . 20 ein nach einem vollständigen Entfernen des Lackkörpers erhaltenes elektronisches Bauelement ; und

Fig . 21 eine weitere Variante eines zum Ausbilden eines Lackkörpers verwendeten Formwerkzeugs .

Fig . 1 zeigt in schematischer geschnittener Seitenansicht ein erstes Beispiel eines Formwerkzeugs 200 , das bei einem von der vorliegenden Erfindung vorgeschlagenen Verfahren zum Herstellen eines elektronischen Bauelements eingesetzt werden kann . Das Formwerkzeug 200 kann auch als Moldwerkzeug bezeichnet werden . Das Formwerkzeug 200 umfasst einen ersten Werkzeugteil 210 und einen zweiten Werkzeugteil 220 . Der erste Werkzeugteil 210 und der zweite Werkzeugteil 220 können so zusammengeführt werden, dass zwischen dem ersten Werkzeugteil 210 und dem zweiten Werkzeugteil 220 ein als Form 250 bezeichneter Hohlraum eingeschlossen wird . Die Form 250 kann auch als Mold bezeichnet werden .

Das Formwerkzeug 200 ist zur Durchführung eines Formverfahrens (Moldverfahren) vorgesehen . Im in Fig . 1 gezeigten Fall kann das Formverfahren beispielsweise ein Formpressen ( Compression Molding) sein . In anderen Varianten können aber auch andere Formverfahren genutzt werden, beispielsweise ein Spritzpressen ( Trans fermolding) oder ein Spritzgießen ( Inj ection Molding) .

An einer der Form 250 zugewandten Seite des ersten Werkzeugteils 210 ist ein Träger 150 angeordnet worden . Der Träger 150 kann auch als Substrat bezeichnet werden . Der Träger 150 weist eine im Wesentlichen ebene Oberseite 151 auf , die zu der Form 250 orientiert ist .

An der Oberseite 151 des Trägers 150 ist eine Mehrzahl von Halbleiterchips 100 angeordnet . Die Halbleiterchips 100 können beispielsweise mittels eines Klebstof fs 160 an der Oberseite 151 des Trägers 150 befestigt sein . Der Klebestof f 160 kann hierbei wahlweise nur unterhalb der Halbleiterchips 100 oder voll flächig auf der Oberseite 151 des Trägers 150 angeordnet sein . Die Halbleiterchips 100 werden in der Regel bereits an dem Träger 150 befestigt , bevor dieser an dem ersten Werkzeugteil 210 angeordnet wird . Die Halbleiterchips 100 weisen j eweils eine Oberseite 101 und eine der Oberseite 101 gegenüberliegende Unterseite 102 auf . Die Unterseiten 102 der Halbleiterchips 100 sind zu der Oberseite 151 des Trägers 150 orientiert , sodass die Oberseiten 101 der Halbleiterchips 100 zu der Form 250 weisen .

Die Halbleiterchips 100 können beispielsweise als optoelektronische Halbleiterchips ausgebildet und beispielsweise zur Emission oder Detektion von Licht vorgesehen sein . Beispiels- weise können die Halbleiterchips 100 als Leuchtdiodenchips ausgebildet sein .

Die Anzahl der an der Oberseite 151 des Trägers 150 angeordneten Halbleiterchips 100 kann beliebig gewählt werden . Es ist sogar möglich, dass lediglich ein einziger Halbleiterchip

100 vorgesehen ist . Die Halbleiterchips 100 können beispielsweise in einer regelmäßigen Matrixanordnung an der Oberseite 151 des Trägers 150 angeordnet sein .

Die Halbleiterchips 100 weisen eine zwischen ihrer Oberseite

101 und ihrer Unterseite 102 bemessene Dicke 103 auf . Die Dicke 103 kann beispielsweise im Bereich einiger 10 pm liegen und kann beispielsweise 100 pm, 120 pm oder noch mehr betragen .

An einer der Form 250 zugewandten Wandung 230 des zweiten Werkzeugteils 220 des Formwerkzeugs 200 ist eine Ablösefolie 240 angeordnet . Die Ablösefolie 240 kann auch als Release- Folie bezeichnet werden . In einigen Varianten des beschriebenen Herstellungsverfahrens kann die Ablösefolie 240 entfallen .

An einer der Form 250 zugewandten Seite der Ablösefolie 240 an der Wandung 230 des zweiten Werkzeugteils 220 ist eine Menge eines Fotolacks 350 angeordnet worden . Als Fotolack 350 wird in dieser Beschreibung j edes Material bezeichnet , das sich als Formmaterial (Moldmaterial ) zur Verwendung in einem Formverfahren eignet und sich durch Belichtung und Entwicklung verändern lässt , also fotostrukturierbar ist . Unterschieden werden Negativ- Fotolacke und Positiv-Fotolacke . Bei Negativ- Fotolacken bewirkt eine Belichtung eine Vernetzung der belichteten Bereiche , sodass unbelichtete Bereiche in einem anschließenden Entwicklungsprozess gelöst werden können und die belichteten Bereiche Zurückbleiben . Bei Positiv- Fotolacken werden zuvor bereits verfestigte Bereiche durch Belichtung wieder löslich gemacht und lassen sich anschließend in einem Entwicklungsprozess lösen, während die unbe- lichteten Bereiche Zurückbleiben . Der Fotolack 350 kann beispielsweise ein Silikon, ein Epoxid, ein Acrylat oder Hybride dieser Materialien aufweisen . Der Fotolack 350 kann eine niedrige , eine mittlere oder eine hohe Viskosität aufweisen . Der Fotolack 350 kann auch in fester Form vorliegen, beispielsweise in Form einer Lackfolie oder eines Lackgranulats .

Fig . 2 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht eines durch das Formverfahren in der Form 250 des Formwerkzeugs 200 an der Oberseite 151 des Trägers 150 aus dem Fotolack 350 ausgebildeten Lackkörpers 300 . Die an der Oberseite 151 des Trägers 150 befindlichen Halbleiterchips 100 sind in den Lackkörper 300 eingebettet worden .

Der Lackkörper 300 weist eine von der Oberseite 151 des Trägers 150 abgewandte Oberseite 301 auf . Die Oberseite 301 kann sehr eben sein .

Eine zwischen der Oberseite 301 des Lackkörpers 300 und einer der Oberseite 151 des Trägers 150 zugewandten Unterseite des Lackkörpers 300 bemessene Dicke 303 ist größer als die Dicke 103 der Halbleiterchips 100 . Die Dicke 303 des Lackkörpers 300 kann beispielsweise mehr als 100 pm oder sogar mehr als 120 pm betragen . Beispielsweise kann die Dicke 303 des Lackkörpers 300 150 pm betragen .

Fig . 2 zeigt den Träger 150 und den an der Oberseite 151 des Trägers 150 ausgebildeten Lackkörper 300 nach der Entnahme aus dem Formwerkzeug 200 . Die an der Wandung 230 des zweiten Werkzeugteils 220 angeordnete Ablösefolie 240 kann die Entnahme dadurch erleichtert haben, dass sich die Oberseite 301 des Lackkörpers 300 leicht von der Ablösefolie 240 ablösen ließ . Auf die Ablösefolie 240 kann verzichtet werden, falls sich die Oberseite 301 des Lackkörpers 300 ausreichend einfach und beschädigungs frei von der Wandung 230 des zweiten Werkzeugteils 220 lösen lässt . Bereits vor der Entnahme des Trägers 150 und des Lackkörpers 300 aus dem Formwerkzeug 200 kann ein Bearbeitungsschritt zum Aushärten des Lackkörpers 300 erfolgt sein . Das Aushärten des Lackkörpers 300 kann beispielsweise durch eine Wärmebehandlung unterstützt worden sein . Nach der Entnahme aus dem Formwerkzeug 200 können ebenfalls Bearbeitungsschritte zum Aushärten des Lackkörpers 300 erfolgen, beispielsweise ebenfalls durch eine thermische Behandlung .

Ausgehend von dem in Fig . 2 gezeigten Bearbeitungsstand können weitere Verfahrensschritte erfolgen, beispielsweise die nachfolgend anhand der Figuren 4 bis 20 beschriebenen Verfahrensschritte . Dabei erfolgt in j edem Fall ein Belichten zumindest eines Teils des Lackkörpers 300 und ein anschließendes Entfernen eines Teils des Lackkörpers 300 durch einen Entwicklungsprozess .

Fig . 3 zeigt in schematischer geschnittener Seitenansicht eine alternative Variante zum Ausbilden des Lackkörpers 300 in einer anderen Variante des Formwerkzeugs 200 .

Im Beispiel der Fig . 3 ist an der Oberseite 151 des Trägers

150 ein Substrat 170 angeordnet und mittels des Klebstof fs 160 befestigt . Das Substrat 170 kann beispielsweise ein Leiterrahmen sein . Das Substrat 170 weist eine von der Oberseite

151 des Trägers 150 abgewandte Oberseite 171 auf . An der Oberseite 171 des Substrats 170 sind die Halbleiterchips 100 angeordnet und befestigt . Die Halbleiterchips 100 können wieder optoelektronische Halbleiterchips oder andere Halbleiterchips sein . Im dargestellten Beispiel sind die Halbleiterchips 100 über Bonddrähte 175 elektrisch leitend mit Abschnitten des Substrats 170 verbunden . Die Halbleiterchips 100 können aber auch auf andere Weise elektrisch kontaktiert sein .

Im in Fig . 3 gezeigten Beispiel weist das Formwerkzeug 200 eine Öf fnung auf , durch die der Fotolack 350 zum Ausbilden des Lackkörpers 300 zugeführt werden kann . Der Lackkörper 300 kann dabei beispielsweise durch Vakuum-Spritzgießen (Vacuum Inj ection Molding) ausgebildet werden . Wiederum wird der Lackkörper 300 mit so großer Dicke 303 ausgebildet , dass die Halbleiterchips 100 in den Lackkörper 300 eingebettet werden .

Nach dem Ausbilden des Lackkörpers 300 kann noch in der Form 250 des Formwerkzeugs 200 ein Verfahrensschritt zum Aushärten des Lackkörpers 300 durchgeführt werden . Dieser Verfahrensschritt kann wiederum eine thermische Behandlung umfassen .

Anschließend kann bei der in Fig . 3 gezeigten Variante des Formwerkzeugs 200 ein Belichten eines Teils 330 des Lackkörpers 300 noch in der Form 250 des Formwerkzeugs 200 erfolgen . Hierzu kann im dargestellten Beispiel von außerhalb des Formwerkzeugs 200 Licht 370 durch den zweiten Werkzeugteil 220 des Formwerkzeugs 200 in die Form 250 eingestrahlt werden . Der zweite Werkzeugteil 220 ist hierzu zumindest abschnittsweise transparent für das Licht 370 . Im in Fig . 3 gezeigten Beispiel umfasst der zweite Werkzeugteil 220 einen äußeren ersten Abschnitt 250 und einen inneren, die Wandung 230 aufweisenden zweiten Abschnitt 260 . Der erste Abschnitt 250 kann beispielsweise ein Quarz aufweisen . Der zweite Abschnitt 260 kann beispielsweise ein Elastomer aufweisen, beispielsweise PDMS . Eine Ablösefolie 240 ist in Fig . 3 nicht dargestellt , kann j edoch wahlweise vorhanden sein .

Das Licht 370 wird derart auf den Lackkörper 300 gestrahlt , dass lediglich der Teil 330 des Lackkörpers 300 belichtet wird, während ein anderer Teil 340 des Lackkörpers 300 nicht belichtet wird . Hierfür kann beispielsweise eine Schattenmaske verwendet werden . Denkbar ist auch, dass der zweite Werkzeugteil 220 des Formwerkzeugs 200 selbst als Schattenmaske dient .

Je nachdem, ob es sich bei dem für den Lackkörper 300 verwendeten Fotolack 350 um einen Positiv- Fotolack oder einen Negativ-Fotolack handelt , kann der belichtete Teil 330 oder der unbelichtete Teil 340 des Lackkörpers 300 anschließend in ei- nem Entwicklungsprozess als zu entfernender Teil 310 herausgelöst werden . Im in Fig . 3 gezeigten Beispiel ist der Fotolack 350 ein Negativ- Fotolack, sodass der unbelichtete Teil 340 des Lackkörpers 300 als zu entfernender Teil 310 herausgelöst werden kann . Im dargestellten Beispiel wird der zu entfernende Teil 310 durch über den Oberseiten 101 der Halbleiterchips 100 angeordnete Teile des Lackkörpers 300 gebildet . Dadurch können die Oberseiten 101 der Halbleiterchips 100 in einem nachfolgenden Entwicklungsprozess freigelegt werden . Der belichtete Teil 330 des Lackkörpers 300 kann als verbleibender Teil 320 ein Gehäuse der durch das Herstellungsverfahren erhältlichen elektronischen Bauelemente bilden .

Die anhand der Fig . 3 beschriebenen Verfahrensschritte können mit den nachfolgend anhand der Figuren 4 bis 20 beschriebenen Verfahrensschritten kombiniert werden . In diesem Fall erfolgt das Ausbilden des Lackkörpers 300 in dem in Fig . 3 gezeigten Formwerkzeug 200 . Auch das Belichten von Teilen des Lackkörpers 300 erfolgt in der Form 250 dieses Formwerkzeugs 200 . Erst anschließend werden der Träger 150 und der an der Oberseite 151 des Trägers 150 ausgebildete Lackkörper 300 aus dem Formwerkzeug 200 entnommen .

Anhand der Figuren 4 bis 20 werden nachfolgend verschiedene Varianten eines Verfahrens zum Herstellen eines elektronischen Bauelements 10 beschrieben . Diese Verfahrensvarianten können j eweils die vorstehend anhand der Figuren 1 bis 3 beschriebenen Verfahrensschritte umfassen .

Fig . 4 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des Trägers 150 mit einem der an der Oberseite 151 des Trägers 150 angeordneten Halbleiterchips 100 . In der Darstellung der Fig . 5 ist der Halbleiterchip 100 auf eine der vorstehend beschriebenen Weisen in den Lackkörper 300 eingebettet worden . Ein an den Halbleiterchip 100 angrenzender Teil des Lackkörpers 300 bildet den zu entfernenden Teil 310 , während die üb- rigen Teile des Lackkörpers 300 die verbleibenden Teile 320 bilden .

In der Darstellung der Fig . 6 ist der zu entfernende Teil 310 des Lackkörpers 300 entfernt worden, wodurch ein Freiraum 315 in dem verbleibenden Teil 320 des Lackkörpers 300 gebildet worden ist . Das Entfernen des zu entfernenden Teils 310 ist durch Belichten entweder des zu entfernenden Teils 310 oder des verbleibenden Teils 320 und durch anschließendes Entfernen des zu entfernenden Teils 310 in einem Entwicklungsprozess erfolgt . Das Belichten des Lackkörpers 300 kann in der Form 250 des Formwerkzeugs 200 oder außerhalb des Formwerkzeugs 200 erfolgt sein .

Der an der Oberseite 151 des Trägers 150 angeordnete Halbleiterchip 100 ist in dem Freiraum 315 vollständig freigelegt . Sowohl die Oberseite 101 als auch Seitenflanken des Halbleiterchips 100 sind nicht mehr durch den Lackkörper 300 bedeckt .

Fig . 7 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht eines der Darstellung der Fig . 6 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstands . In dem Freiraum 315 ist ein wellenlängenkonvertierendes Material 400 angeordnet worden . Dabei wurde der Halbleiterchip 100 in das wellenlängenkonvertierende Material 400 eingebettet , sodass sowohl die Oberseite 101 des Halbleiterchips 100 als auch die Seitenflanken des Halbleiterchips 100 durch das wellenlängenkonvertierende Material 400 bedeckt sind . Das wellenlängenkonvertierende Material 400 ist dazu ausgebildet , von dem Halbleiterchip 100 emittiertes Licht zumindest teilweise in Licht einer anderen Wellenlänge zu konvertieren .

Fig . 8 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht eines durch eine weitere Bearbeitung erhaltenen elektronischen Bauelements 10 . Ausgehend von dem in Fig . 7 gezeigten Bearbeitungsstand ist der zuvor verbliebene Teil 320 des Lackkörpers 300 entfernt worden . Dadurch ist lediglich der in das wellenlängenkonvertierende Material 400 eingebettete Halbleiterchip 100 an der Oberseite 151 des Trägers 150 verblieben . Das wellenlängenkonvertierende Material 400 bildet ein Gehäuse 500 des elektronischen Bauelements 10 . Das elektronische Bauelement 10 kann in einem nachfolgenden Bearbeitungsschritt noch von der Oberseite 151 des Trägers 150 abgelöst werden .

Fig . 9 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht eines der Darstellung der Fig . 6 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstands bei einer alternativen Variante des beschriebenen Herstellungsverfahrens . Ausgehend von dem in Fig . 6 gezeigten Bearbeitungsstand ist ein Kunststof fmaterial 450 in dem Freiraum 315 angeordnet worden . Dabei ist der Halbleiterchip 100 zumindest teilweise in das Kunststof fmaterial 450 eingebettet worden . Im dargestellten Beispiel sind die Seitenflanken des Halbleiterchips 100 durch das Kunststof fmaterial 450 bedeckt worden, während die Oberseite 101 des Halbleiterchips 100 nicht durch das Kunststof fmaterial 450 bedeckt worden ist .

Das Kunststof fmaterial 450 kann beispielsweise ein Epoxid oder ein Silikon aufweisen . Zusätzlich kann das Kunststof fmaterial 450 beispielsweise eingebettete Partikel aufweisen, beispielsweise eingebettete Streupartikel . Die eingebetteten Partikel können beispielsweise TiOx aufweisen . Das Kunst- stof fmaterial 450 kann dadurch einen Reflektor bilden, an dem von dem Halbleiterchip 100 emittiertes Licht oder von außen auf das durch das Verfahren erhältliche elektronische Bauelement 10 auf tref f endes Licht reflektiert wird .

Das Anordnen des Kunststof fmaterials 450 in dem Freiraum 315 kann beispielsweise durch ein Gießverfahren erfolgt sein .

Fig . 10 zeigt einen der Darstellung der Fig . 9 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand . In dem nach dem Einbringen des Kunststof fmaterials 450 noch verbliebenen Teil des Freiraums 315 ist ein wellenlängenkonvertierendes Material 400 angeord- net worden, das die Oberseite 101 des Halbleiterchips 100 bedeckt . Das wellenlängenkonvertierende Material 400 kann ausgebildet sein wie oben anhand der Figuren 7 und 8 beschrieben .

Fig . 11 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des durch Entfernen der zuvor noch verbliebenen Teile 320 des Lackkörpers 300 erhaltenen elektronischen Bauelements 10 . Das Kunststof fmaterial 450 und das wellenlängenkonvertierende Material 400 bilden gemeinsam das Gehäuse 500 dieser Variante des elektronischen Bauelements 10 . Das elektronische Bauelement 10 kann wiederum noch in einem nachfolgenden Prozessschritt von der Oberseite 151 des Trägers 150 abgelöst werden .

Fig . 12 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht eines der Darstellung der Fig . 5 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstands während der Durchführung einer weiteren Variante des beschriebenen Herstellungsverfahrens . Bei dieser Variante umfasst der zu entfernende Teil 310 des Lackkörpers 300 lediglich an die Seitenflanken des Halbleiterchips 100 angrenzende Teile des Lackkörpers 300 , während der verbleibende Teil 320 auch den an der Oberseite 101 des Halbleiterchips 100 angeordneten Teil des Lackkörpers 300 umfasst . Demnach legt der durch Entfernen des Teils 310 des Lackkörpers 300 gebildete Freiraum 315 in dem in Fig . 12 gezeigten Bearbeitungsstand lediglich die Seitenflanken des Halbleiterchips 100 frei , während die Oberseite 101 des Halbleiterchips 100 noch durch den verbleibenden Teil 320 des Lackkörpers 300 bedeckt ist .

Fig . 13 zeigt einen der Darstellung der Fig . 12 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand . In dem Freiraum 315 ist ein Kunststof fmaterial 450 angeordnet worden, das so ausgebildet sein kann wie oben anhand der Fig . 9 beschrieben . Das Kunst- stof fmaterial 450 füllt den zuvor gebildeten Freiraum 315 vollständig aus . Fig . 14 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht eines der Darstellung der Fig . 13 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstands . Die zuvor verbliebenen Teile 320 des Lackkörpers 300 sind vollständig entfernt worden . Hierdurch ist an der Oberseite 101 des Halbleiterchips 100 ein von dem Kunststof fmaterial 450 umgrenzter weiterer Freiraum 325 gebildet worden . Der weitere Freiraum 325 legt die Oberseite 101 des Halbleiterchips 100 frei .

Fig . 15 zeigt einen der Darstellung der Fig . 14 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand . In dem weiteren Freiraum 325 an der Oberseite 101 des Halbleiterchips 100 ist ein wellenlängenkonvertierendes Material 400 angeordnet worden, das wieder so ausgebildet sein kann wie oben beschrieben . Das Kunststof fmaterial 450 und das wellenlängenkonvertierende Material 400 bilden gemeinsam das Gehäuse 500 des so erhaltenen elektronischen Bauelements 10 . Das elektronische Bauelement 10 kann in einem nachfolgenden Schritt noch von der Oberseite 151 des Trägers 150 abgelöst werden .

Bei den vorstehend anhand der Figuren 4 bis 15 beschriebenen Varianten des Herstellungsverfahrens kann der Halbleiterchip 100 beispielsweise ein als Flipchip ausgebildeter Leuchtdiodenchip sein .

Fig . 16 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des an der Oberseite 151 des Trägers 150 angeordneten Halbleiterchips 100 bei einer weiteren Variante des Herstellungsverfahrens . Bei dieser Variante des Herstellungsverfahrens kann der Halbleiterchip 100 beispielsweise als Leuchtdiodenchip ausgebildet sein, der j e eine elektrische Kontakt fläche an seiner Oberseite 101 und an seiner Unterseite 102 aufweist . Der Halbleiterchip 100 ist dann dazu ausgebildet , an seiner Oberseite 101 Licht abzustrahlen .

Fig . 17 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des Halbleiterchips 100 nach dem Ausbilden des Lackkörpers 300 . Der Halbleiterchip 100 ist in den Lackkörper 300 einge- bettet . Ein die Oberseite 101 des Halbleiterchips 100 bedeckender Teil des Lackkörpers 300 bildet den zu entfernenden Teil 310 . Die übrigen Teile des Lackkörpers 300 bilden den verbleibenden Teil 320 .

Fig . 18 zeigt einen der Darstellung der Fig . 17 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand nach dem Entfernen des zu entfernenden Teils 310 des Lackkörpers 300 . Dies ist auf die bereits beschriebene Weise durch Belichten entweder des zu entfernenden Teils 310 oder des verbleibenden Teils 320 und durch Herauslösen des zu entfernenden Teils 310 mittels eines Entwicklungsprozesses erfolgt . Hierbei ist ein an die Oberseite 101 des Halbleiterchips 100 angrenzender Freiraum 315 in dem Lackkörper 300 gebildet worden .

Fig . 19 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht eines der Darstellung der Fig . 18 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstands . In dem Freiraum 315 ist ein wellenlängenkonvertierendes Material 400 angeordnet worden, das wieder auf die vorstehend bereits beschriebene Weise ausgebildet sein kann . Das wellenlängenkonvertierende Material 400 füllt den Freiraum 315 zweckmäßigerweise vollständig aus .

Fig . 20 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht eines der Darstellung der Fig . 19 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstands . Durch vollständiges Entfernen der zuvor noch verbliebenen Teile 320 des Lackkörpers 300 ist ein elektronisches Bauelement 10 gebildet worden . Dieses kann in einem nachfolgenden Bearbeitungsschritt noch von der Oberseite 151 des Trägers 150 abgelöst werden . Das elektronische Bauelement 10 umfasst den Halbleiterchip 100 und das an der Oberseite 101 des Halbleiterchips 100 angeordnete wellenlängenkonvertierende Material 400 .

Fig . 21 zeigt in stark schematisierter Darstellung eine weitere Variante des bei den beschriebenen Verfahren verwendeten Formwerkzeugs 200 . In dieser Variante des Formwerkzeugs 200 weist die der Form 250 zugewandte Wandung 230 des zweiten Werkzeugteils 220 einen Vorsprung 270 auf . Der Vorsprung 270 ist über der Oberseite 101 des in der Form 250 angeordneten Halbleiterchips 100 angeordnet , was bewirkt , dass die Form 250 in einem ersten Bereich 260 über dem Halbleiterchip 100 eine geringere Höhe 253 aufweist als in einem zweiten Bereich 270 neben dem Halbleiterchip 100 . Falls der in der Form 250 ausgebildete Lackkörper 300 nach dem Ausbilden des Lackkörpers 300 durch Abkühlung schrumpft , so wird dieser Schrumpf in dem zweiten Bereich 270 stärker aus fallen als in dem ersten Bereich 260 . Die Abweichung der Höhe 253 zwischen dem ersten Bereich 260 und dem zweiten Bereich 270 ist so bemessen, dass sie den unterschiedlich starken Schrumpf des Lackkörpers 300 ausgleicht , sodass die Oberseite 301 des Lackkörpers 300 nach dessen Schrumpfung möglichst eben ist .

Falls mehrere Halbleiterchips 100 in dem Formwerkzeug 200 angeordnet und gemeinsam in den Lackkörper 300 eingebettet werden, so weist der zweite Werkzeugteil 220 zweckmäßigerweise über j edem Halbleiterchip 100 einen Vorsprung 270 auf .

Die Erfindung wurde anhand der bevorzugten Aus führungsbeispiele näher illustriert und beschrieben . Dennoch ist die Erfindung nicht auf die of fenbarten Beispiele eingeschränkt . Andere Variationen können vom Fachmann abgeleitet werden .

BEZUGSZEICHENLISTE elektronisches Bauelement

Halbleiterchip

Oberseite Unterseite Dicke

Träger Oberseite Klebstof f

Substrat Oberseite

Bonddraht

Formwerkzeug erster Werkzeugteil zweiter Werkzeugteil Wandung

Ablösefolie erster Abschnitt zweiter Abschnitt Vorsprung

Form

Höhe erster Bereich zweiter Bereich

Lackkörper Oberseite Dicke zu entfernender Teil Freiraum verbleibender Teil weiterer Freiraum belichteter Teil unbelichteter Teil Fotolack Licht wellenlängenkonvertierendes Material Kunststof fmaterial Gehäuse

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Herstellen eines elektronischen Bauelements

(10) mit den folgenden Schritten:

- Bereitstellen eines Trägers (150) mit einer Oberseite (151) und einem an der Oberseite (151) angeordneten Halbleiterchip (100) ;

- Ausbilden eines Lackkörpers (300) aus einem Fotolack (350) an der Oberseite (151) des Trägers (150) durch ein Formverfahren in einer Form (250) eines Formwerkzeugs (200) , wobei der Halbleiterchip (100) in den Lackkörper (300) eingebettet wird;

- Belichten zumindest eines Teils (330) des Lackkörpers (300) ;

- Entfernen eines Teils (310) des Lackkörpers (300) durch einen Entwicklungsprozess.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ausbilden des Lackkörpers (300) ein Aushärten des Lackkörpers (300) umfasst, wobei das Aushärten in der Form (250) des Formwerkzeugs (200) erfolgt.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Belichten des Lackkörpers (300) in der Form

(250) des Formwerkzeugs (200) erfolgt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an einer dem Halbleiterchip (100) zugewandten Wandung (230) des Formwerkzeugs (200) eine Ablösefolie (240) angeordnet ist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Form (250) in einem Bereich (260) über dem Halbleiterchip (100) eine geringere Höhe (253) aufweist als in einem Bereich (270) neben dem Halbleiterchip (100) . 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Formwerkzeug (200) zumindest abschnittsweise aus einem Elastomer gebildet ist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Lackkörper (300) mit einer senkrecht zur Oberseite (151) des Trägers (150) bemessenen Dicke (303) von mehr als 100 pm ausgebildet wird, insbesondere mit einer Dicke (303) von mehr als 120 pm.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei durch das Entfernen des Teils (310) des Lackkörpers

(300) ein an den Halbleiterchip (100) angrenzender Freiraum (315, 325) gebildet wird, wobei das Verfahren den folgenden weiteren Schritt umfasst:

- Anordnen eines Kunststoffmaterials (450) in dem Freiraum (315, 325) , wobei der Halbleiterchip (100) zumindest teilweise in das Kunststoffmaterial (450) eingebettet wird .

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei durch das Entfernen des Teils (310) des Lackkörpers

- Anordnen eines wellenlängenkonvertierenden Materials (400) in dem Freiraum (315, 325) .

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Halbleiterchip (100) durch das Entfernen des Teils (310) des Lackkörpers (300) vollständig freigelegt wird, wobei der Halbleiterchip (100) in das wellenlängenkonvertierende Material (400) eingebettet wird. 11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren den folgenden weiteren Schritt umfasst:

- vollständiges Entfernen des Lackkörpers (300) .

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein Teil des Lackkörpers (300) ein Gehäuse (500) des elektronischen Bauelements (10) bildet.

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Fotolack (350) ein Silikon, ein Epoxid, ein Ac- rylat oder ein Hybrid dieser Materialien aufweist.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Halbleiterchip (100) ein optoelektronischer Halbleiterchip ist, insbesondere ein Leuchtdiodenchip.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Halbleiterchip (100) gemeinsam mit weiteren Halbleiterchips (100) in den Lackkörper (300) eingebettet wird .