DE102019104436A1

DE102019104436A1 - Optoelektronisches bauteil und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauteils

Info

Publication number: DE102019104436A1
Application number: DE102019104436.7A
Authority: DE
Inventors: Matthias Goldbach; Andreas Dobner
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2019-02-21
Filing date: 2019-02-21
Publication date: 2020-08-27
Also published as: WO2020169448A1; CN113454796A; US20220199873A1

Abstract

Es wird ein optoelektronisches Bauteil (1) angegeben, mit
- einem optoelektronischen Halbleiterchip (2), der im Betrieb dazu ausgebildet ist, elektromagnetische Strahlung zu emittieren oder zu detektieren,
- einem Anschlussträger (3), auf dem der Halbleiterchip (2) angeordnet ist,
- einer elektrisch leitenden Verbindung (4), die mit dem Halbleiterchip (2) und/oder dem Anschlussträger (3) elektrisch leitend verbunden ist, und
- einem elektrisch isolierenden Material (5), das den Halbleiterchip (2) und/oder den Anschlussträger (3) zumindest stellenweise umgibt, wobei
- die elektrisch leitende Verbindung (4) stellenweise auf dem elektrisch isolierenden Material (5) angeordnet ist.
Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauteils angegeben.

Description

Es wird ein optoelektronisches Bauteil angegeben. Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauteils angegeben.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein optoelektronisches Bauteil anzugeben, das besonders kompakt ist. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen optoelektronischen Bauteils anzugeben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Bauteil einen optoelektronischen Halbleiterchip, der dazu ausgebildet ist, im Betrieb elektromagnetische Strahlung zu emittieren oder zu detektieren. Die im Betrieb des Halbleiterchips emittierte Strahlung kann beispielsweise nahultraviolette Strahlung, sichtbares Licht und/oder nahinfrarote Strahlung sein. Alternativ ist es möglich, dass die im Betrieb des Halbleiterchips detektierte elektromagnetische Strahlung nahultraviolette Strahlung, sichtbares Licht und/oder nahinfrarote Strahlung ist.
Handelt es sich bei dem optoelektronischen Halbleiterchip um einen strahlungsemittierenden Halbleiterchip, so ist der Halbleiterchip beispielsweise ein Leuchtdiodenchip oder ein Laserdiodenchip. Handelt es sich bei dem optoelektronischen Halbleiterchip um einen strahlungsdetektierenden Halbleiterchip, handelt es sich bei dem optoelektronischen Halbleiterchip beispielsweise um einen Fotodetektor.
Der optoelektronische Halbleiterchip umfasst insbesondere eine Bodenfläche, die sich in lateralen Richtungen erstreckt, und die einer Deckfläche des optoelektronischen Halbleiterchips gegenüberliegt. Bodenfläche und Deckfläche sind durch zumindest eine Seitenfläche miteinander verbunden. Beispielsweise weisen die Bodenfläche des Halbleiterchips und die Deckfläche des Halbleiterchips jeweils eine Chipkontaktfläche auf, die elektrisch leitend kontaktierbar ausgebildet sind. Das heißt, zur Bestromung des Halbleiterchips sind die Chipkontaktflächen auf der Bodenfläche des Halbleiterchips und auf der Deckfläche des Halbleiterchips elektrisch leitend kontaktiert.
Alternativ ist es möglich, dass es sich bei dem optoelektronischen Halbleiterchip beispielsweise um einen Flip-Chip handelt. Dieser weist beispielsweise zwei Chipkontaktflächen auf. Die Chipkontaktflächen sind beispielsweise an der Bodenfläche des Halbleiterchips angeordnet. In diesem Fall sind die Chipkontaktflächen an der Bodenfläche zur Bestromung des Halbleiterchips elektrisch leitend kontaktiert.
Beispielsweise ist es möglich, dass das optoelektronische Bauteil eine Vielzahl von optoelektronischen Halbleiterchips aufweist. Die Halbleiterchips sind in diesem Fall dazu ausgebildet, im Betrieb elektromagnetische Strahlung zu emittieren oder zu detektieren. Die von unterschiedlichen Halbleiterchips emittierte oder detektierte elektromagnetische Strahlung kann beispielsweise Licht unterschiedlicher Farbe sein. Die Halbleiterchips können beispielsweise dazu ausgebildet sein, Licht roter, gelber, grüner oder blauer Farbe zu emittieren oder zu detektieren.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Bauteil einen Anschlussträger, auf dem der Halbleiterchip angeordnet ist. Der Halbleiterchip ist beispielsweise elektrisch leitend mit dem Anschlussträger verbunden. Der Anschlussträger weist beispielsweise eine Haupterstreckungsebene auf. Laterale Richtungen sind bevorzugt parallel zur Haupterstreckungsebene ausgerichtet und eine vertikale Richtung ist senkrecht zu der lateralen Richtung ausgerichtet. Der Anschlussträger und der Halbleiterchip sind beispielsweise in vertikaler Richtung übereinander gestapelt. Der Halbleiterchip weist beispielsweise eine Ausdehnung in lateralen Richtungen auf, die kleiner als eine Ausdehnung in lateralen Richtungen des Anschlussträgers ist. Beispielsweise überlappen der Halbleiterchip und der Anschlussträger in Draufsicht vollständig.
Weist das optoelektronische Bauteil die Vielzahl von Halbleiterchips auf, sind die Halbleiterchips beispielsweise auf dem Anschlussträger angeordnet. Die Halbleiterchips überlappen dabei mit dem Anschlussträger beispielsweise vollständig. Die Halbleiterchips sind auf dem Anschlussträger beispielsweise matrixartig, das heißt entlang von Spalten und Zeilen, angeordnet. Die Halbleiterchips sind beispielsweise an Gitterpunkten eines regelmäßigen Gitters angeordnet. Das regelmäßige Gitter kann ein Dreiecksgitter, ein Vierecksgitter, ein hexagonales Gitter oder ein vieleckiges Gitter sein.
Die Halbleiterchips sind beispielsweise lateral beabstandet zueinander angeordnet.
Der Anschlussträger umfasst beispielsweise einen Grundkörper, der ein Halbleitermaterial oder ein keramisches Material umfasst. Beispielsweise umfasst das Halbleitermaterial Silizium und/oder Galliumnitrid. Weiterhin kann der Anschlussträger ein elektrisch leitendes Metall umfassen, das in dem Grundkörper des Anschlussträgers eingebettet ist und/oder auf den Grundkörper aufgebracht ist. „Eingebettet“ kann dabei heißen, dass das elektrisch leitende Metall an dem Grundkörper anliegt, teilweise oder vollständig innerhalb des Grundkörpers liegt und/oder von dem Grundkörper an zumindest einem Teil seiner ansonsten freiliegenden Außenfläche umschlossen ist. Hierbei kann das elektrisch leitende Metall in direktem unmittelbarem Kontakt mit dem Grundkörper stehen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Bauteil eine elektrisch leitende Verbindung, die mit dem Halbleiterchip und/oder dem Anschlussträger elektrisch leitend verbunden ist. Die elektrisch leitende Verbindung steht beispielsweise in direktem Kontakt zum Halbleiterchip. Weiterhin kann die elektrisch leitende Verbindung in direktem Kontakt zu dem Anschlussträger stehen. Die elektrisch leitende Verbindung ist beispielsweise mit einem Metall oder einem elektrisch leitfähigen Klebstoff gebildet. Zudem kann die elektrisch leitende Verbindung eine Kombination mehrerer Metalle umfassen.
Die elektrisch leitende Verbindung weist beispielsweise eine Höhe in vertikaler Richtung auf, die zwischen wenigstens 1 µm und höchstens 15 µm liegt. Die Höhe der elektrisch leitenden Verbindung ist im Rahmen der Herstellungstoleranz insbesondere konstant über eine gesamte Ausdehnung der elektrisch leitenden Verbindung. Die elektrisch leitende Verbindung weist beispielsweise eine Breite in lateralen Richtungen auf, die vergleichsweise groß gegenüber der Höhe der elektrisch leitenden Verbindung ist. Die Breite der elektrisch leitenden Verbindung kann beispielsweise um den Faktor 10 oder 100 oder 1000 größer sein als die Höhe der elektrisch leitenden Verbindung.
Beispielsweise ist es möglich, dass das optoelektronische Bauteil eine Vielzahl von elektrisch leitenden Verbindungen aufweist. Insbesondere weist das Bauteil eine Vielzahl von elektrisch leitenden Verbindungen auf, wenn das Bauteil die Vielzahl von Halbleiterchips umfasst. Die elektrisch leitenden Verbindungen verbinden in diesem Fall die Halbleiterchips und/oder den Anschlussträger elektrisch leitend untereinander.
Zumindest eine der elektrisch leitenden Verbindungen weist beispielsweise eine erste Montagefläche für den Halbleiterchip auf. In dem Bereich der ersten Montagefläche kann die elektrisch leitende Verbindung beispielsweise eine vergrößerte Ausdehnung in lateralen Richtungen aufweisen. Das heißt, die Breite der elektrisch leitenden Verbindung ist im Bereich der ersten Montagefläche größer als die Bereite der elektrisch leitenden Verbindung beispielsweise in einem Bereich über dem elektrisch isolierenden Material. Weist das Bauteil eine Vielzahl von Halbleiterchips auf, stellt die erste Montagefläche beispielsweise eine Montagefläche für alle Halbleiterchips dar.
Alternativ können zumindest zwei der elektrisch leitenden Verbindungen eine zweite Montagefläche für einen Halbleiterchip bilden. In dem Bereich der zweiten Montagefläche weisen die dazugehörigen elektrisch leitenden Verbindungen keine vergrößerte Ausdehnung in lateralen Richtungen auf. In diesem Fall handelt es sich bei dem optoelektronischen Halbleiterchip beispielsweise um einen Flip-Chip. Die Chipkontaktflächen sind beispielsweise von jeweils einer elektrisch leitenden Verbindung elektrisch leitend kontaktiert.
Weist das Bauteil eine Vielzahl von Halbleiterchips auf, stellen zumindest zwei der elektrisch leitenden Verbindungen im Bereich der zweiten Montagefläche eine Montagefläche für jeweils ein Halbleiterchip dar.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Bauteil ein elektrisch isolierendes Material, das den Halbleiterchip und/oder den Anschlussträger zumindest stellenweise umgibt. Das elektrisch isolierende Material kann durchlässig, transparent, reflektierend, insbesondere diffus reflektierend, oder absorbierend für die vom Halbleiterchip emittierte oder detektierte Strahlung sein. Das elektrisch isolierende Material ist beispielsweise mit einem Matrixmaterial gebildet. Das Matrixmaterial ist beispielsweise aus einem Kunststoff, wie ein Silikon, einem Epoxid oder einem Epoxidhybridmaterial gebildet.
Dem Matrixmaterial kann ein Färbemittel wie Ruß oder ein Pigment beigegeben sein. Somit kann das elektrisch isolierende Material schwarz oder auch weiß oder farbig erscheinen. Alternativ oder zusätzlich können in das Matrixmaterial beispielsweise Partikel, insbesondere lichtreflektierende und/oder lichtstreuende Partikel, eingebracht sein. Die Partikel umfassen beispielsweise zumindest eines der folgenden Materialien oder enthalten zumindest eines der folgenden Materialien: TiO₂, BaSO₄, CnO, Al_xO_y.
Beispielsweise werden Seitenflächen des Anschlussträgers vollständig von dem elektrisch isolierenden Material bedeckt. Eine Deckfläche des Anschlussträgers schließt beispielsweise plan mit dem elektrisch isolierenden Material ab. Weiterhin ist es möglich, dass Seitenflächen des Halbleiterchips von dem elektrisch isolierenden Material vollständig bedeckt sind. Beispielsweise schließt das elektrisch isolierende Material bündig oder plan mit einer Deckfläche des Halbleiterchips ab. Weist das optoelektronische Bauteil die Vielzahl der Halbleiterchips auf, bedeckt das elektrisch isolierende Material alle Seitenflächen der Halbleiterchips vollständig.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die elektrisch leitende Verbindung stellenweise auf dem elektrisch isolierenden Material angeordnet. Die elektrisch leitende Verbindung steht beispielsweise stellenweise mit dem elektrisch isolierenden Material in direktem Kontakt und bedeckt dessen Außenfläche stellenweise.
In mindestens einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Bauteil:

- einen optoelektronischen Halbleiterchip, der im Betrieb dazu ausgebildet ist, elektromagnetische Strahlung zu emittieren oder zu detektieren,
- einen Anschlussträger, auf dem der Halbleiterchip angeordnet ist,
- eine elektrisch leitende Verbindung, die mit dem Halbleiterchip und/oder dem Anschlussträger elektrisch leitend verbunden ist, und
- ein elektrisch isolierendes Material, das den Halbleiterchip und/oder den Anschlussträger zumindest stellenweise umgibt, wobei
- die elektrisch leitende Verbindung stellenweise auf dem elektrisch isolierenden Material angeordnet ist.

Das hier beschriebene optoelektronische Bauteil macht nun unter anderem von der Idee Gebrauch, dass der Halbleiterchip auf einem Anschlussträger angeordnet ist. Durch eine solche Anordnung kann das Bauteil eine Höhe in vertikaler Richtung aufweisen, die besonders gering ist, zum Beispiel höchstens 0,45 mm beträgt. Weiterhin kann das Bauteil so besonders kompakt in lateralen Richtungen ausgebildet sein und beispielsweise eine Länge und eine Breite von jeweils höchstens 2,5 mm, insbesondere höchstens 2,2 mm, aufweisen. Durch die Anordnung des Halbleiterchips auf dem Anschlussträger kann das Bauteil weiterhin besonders gut entwärmt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Bauteil einen Träger. Der Träger ist beispielsweise aus einem metallischen Material gebildet oder besteht daraus. Der Träger ist oder umfasst beispielsweise einen Leiterrahmen (englisch: „leadframe“). Über den Träger ist das Bauteil elektrisch leitend kontaktierbar.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Anschlussträger auf dem Träger angeordnet. Beispielsweise überragt der Anschlussträger den Träger in lateralen Richtungen nicht. Das heißt, in Draufsicht überlappt der Anschlussträger mit dem Träger beispielsweise vollständig.
Der Halbleiterchip ist beispielsweise auf einer Deckfläche des Anschlussträgers angeordnet. In diesem Fall ist eine gegenüberliegende Bodenfläche des Anschlussträgers beispielsweise auf dem Träger angeordnet. Die Bodenfläche des Anschlussträgers ist beispielsweise mittels einer Haftvermittlungsschicht vollflächig auf dem Träger angeordnet. Die Haftvermittlungsschicht vermittelt beispielsweise eine mechanisch stabile und thermisch leitende Verbindung von dem Anschlussträger und dem Träger. Die Haftvermittlungsschicht kann beispielsweise elektrisch leitend oder elektrisch isolierend ausgebildet sein.
Alternativ ist der Halbleiterchip beispielsweise auf einer Bodenfläche des Anschlussträgers angeordnet. In diesem Fall sind zwischen der Deckfläche des Anschlussträgers und dem Träger Kontaktelemente angeordnet. Die Kontaktelemente können beispielsweise einen elektrisch leitenden Kontakt zwischen dem Anschlussträger und dem Träger vermitteln.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform verbindet die elektrisch leitende Verbindung den Halbleiterchip, den Anschlussträger und den Träger elektrisch leitend. Weist das optoelektronische Bauteil die Vielzahl von Halbleiterchips und die Vielzahl von elektrisch leitenden Verbindungen auf, verbinden die elektrisch leitenden Verbindungen die Halbleiterchips, den Anschlussträger und den Träger elektrisch leitend.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Anschlussträger in einer Kavität des Trägers angeordnet. Beispielsweise umfasst der Träger eine Trägerplatte und eine Trägerwand. Die Trägerwand umgibt den Trägerboden beispielsweise stellenweise. Die Trägerwand kann den Trägerboden beispielsweise in vertikaler Richtung überragen, sodass die Trägerwand und der Trägerboden eine Kavität bilden.
Die Trägerwand ist beispielsweise strukturiert. In diesem Fall weist die Trägerwand Bereiche auf, die in lateralen Richtungen voneinander beabstandet angeordnet sind. Die voneinander beabstandeten Bereiche der Trägerwand weisen beispielsweise keinen direkten elektrisch leitenden Kontakt untereinander auf. Die Bereiche der Trägerwand umgeben den Trägerboden beispielsweise stellenweise. Zumindest ein Bereich der Trägerwand steht beispielsweise in direktem elektrisch leitendem Kontakt mit dem Trägerboden. Weiterhin ist es möglich, dass zumindest ein weiterer Bereich der Trägerwand nicht in direktem elektrisch leitendem Kontakt mit dem Trägerboden steht.
Die lateral beabstandeten Bereiche der Trägerwand weisen in Draufsicht beispielsweise eine dreieckige, eine viereckige, eine sechseckige, eine runde Form, eine ovale Form oder eine elliptische Form auf. Weiterhin ist es möglich, dass unterschiedliche Bereiche eine voneinander verschiedene Form aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Anschlussträger von dem Träger in lateralen Richtungen umgeben. Beispielsweise ist der Anschlussträger von der Trägerwand in lateralen Richtungen umgeben. Eine Deckfläche der Trägerwand ist beispielsweise in einer gemeinsamen Ebene mit der Deckfläche des Anschlussträgers angeordnet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Kavität des Trägers mit einem ersten Umhüllungskörper gefüllt, der elektrisch isolierend ausgebildet ist. Der erste Umhüllungskörper bettet den Anschlussträger beispielsweise ein. „Eingebettet“ kann dabei heißen, dass der Anschlussträger teilweise oder vollständig innerhalb des ersten Umhüllungskörpers liegt und von dem ersten Umhüllungskörper an zumindest einem Teil seiner ansonsten freiliegenden Außenfläche umschlossen ist. Hierbei kann der erste Umhüllungskörper in direktem unmittelbarem Kontakt mit dem Anschlussträger stehen.
Weiterhin ist es möglich, dass die strukturierte Trägerwand in den ersten Umhüllungskörper eingebettet ist. Beispielsweise sind Seitenflächen der strukturierten Trägerwand vollständig vom ersten Umhüllungskörper bedeckt. Alternativ ist es möglich, dass die dem Anschlussträger abgewandten Seitenflächen der strukturierten Trägerwand frei zugänglich sind und damit nicht mit dem ersten Umhüllungskörper bedeckt sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform bedeckt der erste Umhüllungskörper eine Seitenfläche des Anschlussträgers vollständig. Der erste Umhüllungskörper steht in diesem Fall in direktem Kontakt zu dem Anschlussträger. Weiterhin schließt der erste Umhüllungskörper beispielsweise bündig mit der Deckfläche des Anschlussträgers ab. Weiterhin kann der erste Umhüllungskörper bündig mit der Deckfläche der Trägerwand abschließen. Eine Deckfläche des Trägerbodens ist beispielsweise mit dem ersten Umhüllungskörper vollständig bedeckt, die nicht von dem Anschlussträger bedeckt ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die elektrisch leitende Verbindung auf einer Deckfläche des Trägers, auf einer Deckfläche des Anschlussträgers und auf einer Deckfläche des ersten Umhüllungskörpers angeordnet. Die elektrisch leitende Verbindung steht beispielsweise in direktem Kontakt zu dem Träger, zu dem Anschlussträger und zu dem ersten Umhüllungskörper. Beispielsweise ist es möglich, dass der Halbleiterchip auf der elektrisch leitenden Verbindung angeordnet ist. Die elektrisch leitende Verbindung ist beispielsweise zwischen dem Halbleiterchip und dem Anschlussträger angeordnet. Der Halbleiterchip und die elektrisch leitende Verbindung stehen beispielsweise in direktem elektrisch leitendem Kontakt.
Weist das optoelektronische Bauteil beispielsweise die Vielzahl von Halbleiterchips und die Vielzahl von elektrisch leitenden Verbindungen auf, können die elektrisch leitenden Verbindungen auf einer Deckfläche des Trägers, auf einer Deckfläche des Anschlussträgers und auf einer Deckfläche des ersten Umhüllungskörpers angeordnet sein. Die Halbleiterchips können beispielsweise direkt auf den elektrisch leitenden Verbindungen angeordnet sein. Den Halbleiterchips sind in diesem Fall jeweils ein oder mehrere elektrisch leitende Verbindungen zugeordnet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der erste Umhüllungskörper zumindest stellenweise mit dem elektrisch isolierenden Material gebildet. Weiterhin ist es möglich, dass der erste Umhüllungskörper aus dem elektrisch isolierenden Material besteht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Halbleiterchip in einem zweiten Umhüllungskörper eingebettet. „Eingebettet“ kann dabei heißen, dass der Halbleiterchip teilweise oder vollständig innerhalb des zweiten Umhüllungskörpers liegt und von dem zweiten Umhüllungskörper an zumindest einem Teil seiner ansonsten freiliegenden Außenfläche umschlossen ist.
Hierbei kann der zweite Umhüllungskörper in direktem unmittelbarem Kontakt mit dem Halbleiterchip stehen. Weist das optoelektronische Bauteil die Vielzahl von Halbleiterchips auf, bettet der zweite Umhüllungskörper alle Halbleiterchips ein.
Der zweite Umhüllungskörper ist beispielsweise auf dem ersten Umhüllungskörper angeordnet. Der zweite Umhüllungskörper bedeckt beispielsweise eine Deckfläche des ersten Umhüllungskörpers vollständig. Weiterhin kann der zweite Umhüllungskörper die elektrisch leitende Verbindung oder die Vielzahl von elektrisch leitenden Verbindungen vollständig überdecken. Die Deckfläche der Trägerwand kann weiterhin von dem zweiten Umhüllungskörper vollständig bedeckt sein.
Weiterhin kann der zweite Umhüllungskörper zumindest stellenweise mit dem elektrisch isolierenden Material gebildet sein. Es ist möglich, dass der zweite Umhüllungskörper aus dem elektrisch isolierenden Material besteht.
Es ist möglich, dass der erste Umhüllungskörper und der zweite Umhüllungskörper aus dem gleichen elektrisch isolierenden Material gebildet sind oder daraus bestehen. Alternativ weisen der erste Umhüllungskörper und der zweite Umhüllungskörper voneinander verschiedene Materialien auf. Beispielsweise ist das elektrisch isolierende Material des ersten Umhüllungskörpers verschieden vom elektrisch isolierenden Material des zweiten Umhüllungskörpers.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist eine Durchkontaktierung stellenweise auf dem Träger angeordnet. Beispielsweise ist die Durchkontaktierung auf zumindest einem der beabstandeten Bereiche der Trägerwand angeordnet. Die Durchkontaktierung steht beispielsweise mit dem Träger in direktem Kontakt. Die Durchkontaktierung ist damit beispielsweise in lateralen Richtungen beabstandet zu dem Halbleiterchip angeordnet. Das heißt, die Durchkontaktierung ist seitlich von dem Halbleiterchip angeordnet. Eine Deckfläche der Durchkontaktierung ist beispielsweise in einer gemeinsamen Ebene mit der Deckfläche des Halbleiterchips angeordnet.
Weiterhin ist es möglich, dass eine Vielzahl an Durchkontaktierungen stellenweise auf dem Träger angeordnet ist. Die Durchkontaktierungen sind in diesem Fall jeweils auf einem der Bereiche der Trägerwand angeordnet.
Die Durchkontaktierung umfasst beispielsweise ein elektrisch leitendes Material oder besteht daraus. Das elektrisch leitende Material ist beispielsweise ein Metall oder ein Halbleitermaterial. Das elektrisch leitende Material enthält oder besteht beispielsweise aus Silizium, das dotiert oder undotiert sein kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Durchkontaktierung in den zweiten Umhüllungskörper eingebettet. „Eingebettet“ kann dabei heißen, dass die Durchkontaktierung teilweise oder vollständig innerhalb des zweiten Umhüllungskörpers liegt und von dem zweiten Umhüllungskörper an zumindest einem Teil seiner ansonsten freiliegenden Außenfläche umschlossen ist. Hierbei kann der zweite Umhüllungskörper in direktem unmittelbarem Kontakt mit der Durchkontaktierung stehen. Weist das optoelektronische Bauteil die Vielzahl von Durchkontaktierungen auf, bettet der zweite Umhüllungskörper alle Durchkontaktierungen ein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Bauteil eine weitere elektrisch leitende Verbindung. Die weitere elektrisch leitende Verbindung ist beispielsweise mit einem Metall oder einem elektrisch leitfähigen Klebstoff gebildet. Zudem kann die weitere elektrisch leitende Verbindung eine Kombination mehrerer Metalle umfassen.
Die weitere elektrisch leitende Verbindung weist beispielsweise eine Höhe in vertikaler Richtung auf, die zwischen wenigstens 1 µm und höchstens 15 µm liegt. Die Höhe der weiteren elektrisch leitenden Verbindung ist im Rahmen der Herstellungstoleranz insbesondere konstant über eine gesamte Ausdehnung der weiteren elektrisch leitenden Verbindung. Die weitere elektrisch leitende Verbindung weist beispielsweise eine Breite in lateralen Richtungen auf, die vergleichsweise groß gegenüber der Höhe der weiteren elektrisch leitenden Verbindung ist. Die Breite der weiteren elektrisch leitenden Verbindung kann beispielsweise um den Faktor 10 oder 100 oder 1000 größer sein als die Höhe der weiteren elektrisch leitenden Verbindung.
Beispielsweise ist es möglich, dass das optoelektronische Bauteil eine Vielzahl von weiteren elektrisch leitenden Verbindungen aufweist. Insbesondere weist das Bauteil eine Vielzahl von weiteren elektrisch leitenden Verbindungen, wenn das Bauteil die Vielzahl von Halbleiterchips und die Vielzahl von Durchkontaktierungen umfasst.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die weitere elektrisch leitende Verbindung auf einer Deckfläche des zweiten Umhüllungskörpers, auf einer Deckfläche des Halbleiterchips und auf einer Deckfläche der Durchkontaktierung angeordnet. Die weitere elektrisch leitende Verbindung steht beispielsweise in direktem Kontakt mit dem zweiten Umhüllungskörper, dem Halbleiterchip und der Durchkontaktierung. Die Durchkontaktierung vermittelt in diesem Fall beispielsweise eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der weiteren elektrisch leitenden Verbindung und dem Träger.
Weist das optoelektronische Bauteil beispielsweise die Vielzahl von Halbleiterchips und die Vielzahl von weiteren elektrisch leitenden Verbindungen auf, sind die weiteren elektrisch leitenden Verbindungen auf der Deckfläche des zweiten Umhüllungskörpers, auf der Deckfläche der Halbleiterchips und auf der Deckfläche der Durchkontaktierungen angeordnet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform verbindet die weitere elektrisch leitende Verbindung den Halbleiterchip und die Durchkontaktierung elektrisch leitend. Weist das optoelektronische Bauteil beispielsweise die Vielzahl von Halbleiterchips, die Vielzahl von Durchkontaktierungen und die Vielzahl von weiteren elektrisch leitenden Verbindungen auf, so ist beispielsweise jeweils eine der weiteren elektrisch leitenden Verbindungen mit jeweils einem der Halbleiterchips und jeweils einer der Durchkontaktierungen elektrisch leitend verbunden und steht mit den zugeordneten Komponenten in direktem Kontakt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind Kontaktelemente auf einer Deckfläche des Anschlussträgers angeordnet. Die Kontaktelemente umfassen beispielsweise ein elektrisch leitendes Material. Beispielsweise sind die Kontaktelemente durch Lötkugeln gebildet. Mittels der Kontaktelemente kann der Anschlussträger elektrisch leitend kontaktiert sein. In diesem Fall weist das optoelektronische Bauteil beispielsweise keinen Träger auf. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel können die Abmessungen des Bauteils im Vergleich zu einem hier beschriebenen Bauteil, das einen Träger aufweist, in vertikaler Richtung sowie in lateralen Richtungen vorteilhafterweise weiter verkleinert sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Halbleiterchip auf einer gegenüberliegenden Bodenfläche des Anschlussträgers angeordnet. In diesem Fall handelt es sich bei dem Halbleiterchip beispielsweise um einen Flip-Chip. Die Chipkontaktflächen des Halbleiterchips sind beispielsweise mittels einer weiteren Haftvermittlungsschicht elektrisch leitend und mechanisch stabil auf dem Anschlussträger befestigt. Die weitere Haftvermittlungsschicht umfasst beispielsweise ein Lotmaterial oder einen elektrisch leitenden Klebstoff. Beispielsweise weist die Bodenfläche des Anschlussträgers in diesem Falle keine elektrisch leitende Verbindung und keine weitere elektrisch leitende Verbindung auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist eine Durchkontaktierung auf dem Anschlussträger angeordnet. Beispielsweise ist die Durchkontaktierung auf der Bodenfläche des Anschlussträgers angeordnet. Die Durchkontaktierung kann in diesem Fall auch in den Anschlussträger eingebettet sein. „Eingebettet“ kann dabei heißen, dass die Durchkontaktierung an dem Anschlussträger anliegt, teilweise oder vollständig innerhalb des Anschlussträgers liegt und/oder von dem Anschlussträger an zumindest einem Teil seiner ansonsten freiliegenden Außenfläche umschlossen ist. Hierbei kann die Durchkontaktierung in direktem unmittelbarem Kontakt mit dem Anschlussträger stehen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Durchkontaktierung, der Halbleiterchip und der Anschlussträger in einem dritten Umhüllungskörper eingebettet. Der dritte Umhüllungskörper ist beispielsweise auf der Bodenfläche des Anschlussträgers angeordnet und bedeckt diesen vollständig. „Eingebettet“ kann dabei heißen, dass die Durchkontaktierung, der Halbleiterchip und der Anschlussträger jeweils teilweise oder vollständig innerhalb des dritten Umhüllungskörpers liegen und von dem dritten Umhüllungskörper jeweils an zumindest einem Teil seiner ansonsten freiliegenden Außenfläche umschlossen ist. Hierbei kann der dritte Umhüllungskörper in direktem unmittelbarem Kontakt mit der Durchkontaktierung, dem Halbleiterchip und dem Anschlussträger stehen.
Beispielsweise ist es möglich, dass der dritte Umhüllungskörper die Seitenflächen der Durchkontaktierung, die Seitenflächen des Halbleiterchips und die Seitenflächen des Anschlussträgers vollständig bedeckt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die elektrisch leitende Verbindung auf einer Deckfläche des dritten Umhüllungskörpers, auf einer Deckfläche des Halbleiterchips und auf einer Deckfläche der Durchkontaktierung angeordnet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der dritte Umhüllungskörper zumindest stellenweise mit dem elektrisch isolierenden Material gebildet. Weiterhin ist es möglich, dass der dritte Umhüllungskörper aus dem elektrisch isolierenden Material besteht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform verbindet die elektrisch leitende Verbindung den Halbleiterchip und die Durchkontaktierung elektrisch leitend.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Anschlussträger eine integrierte Schaltung. Die integrierte Schaltung ist beispielsweise durch einen integrierten Schaltkreis (englisch: „integrated circuit“, kurz „IC“) gebildet oder weist einen solchen auf. Die integrierte Schaltung umfasst beispielsweise eine Kontrolleinheit, eine Auswerteeinheit und/oder eine Ansteuereinheit. Die Kontrolleinheit und die Auswerteeinheit lesen und überprüfen beispielsweise den Zustand des Halbleiterchips.
Weist das optoelektronische Bauteil die Vielzahl der Halbleiterchips auf, lesen und überprüfen die Kontrolleinheit und die Auswerteeinheit beispielsweise jeweils den Zustand eines zugeordneten Halbleiterchips. Die Ansteuereinheit kann beispielsweise den Zustand eines zugeordneten Halbleiterchips steuern und beispielsweise an- oder ausschalten.
Ist der Halbleiterchip als Fotodetektor ausgebildet, kann der Halbleiterchip beispielsweise mittels der integrierten Schaltung, wie der Kontrolleinheit und der Auswerteeinheit, ausgelesen werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das optoelektronische Bauteil oberflächenmontierbar. Weist das optoelektronische Bauteil beispielsweise den Träger auf, so kann der Träger von einer dem Anschlussträger abgewandten Seite elektrisch leitend kontaktierbar sein. Weist das optoelektronische Bauteil beispielsweise keinen Träger auf, wobei die Kontaktelemente auf der Deckfläche des Anschlussträgers angeordnet sind, so können die Kontaktelemente elektrisch leitend kontaktierbar sein.
Gemäß einer Ausführungsform ist auf dem elektrisch isolierenden Material eine Abdeckung angeordnet. Die Abdeckung umfasst eine Öffnung, die einer Ausdehnung in lateralen Richtungen des Halbleiterchips entspricht. Weiterhin kann die Abdeckung die Deckfläche der Durchkontaktierung vollständig bedecken. Weiterhin kann die Abdeckung die elektrisch leitende Verbindung vollständig bedecken. Alternativ kann die Abdeckung die weitere elektrisch leitende Verbindung vollständig bedecken.
Die Abdeckung ist beispielsweise mit einem weiteren Matrixmaterial gebildet. Das weitere Matrixmaterial ist beispielsweise aus einem Kunststoff, wie ein Silikon, einem Epoxid oder einem Epoxidhybridmaterial gebildet. Weiterhin können in das weitere Matrixmaterial beispielsweise Partikel, insbesondere lichtreflektierende oder lichtabsorbierende Partikel, eingebracht sein. Die Abdeckung schützt die elektrisch leitende Verbindung und das isolierende Material vorteilhafterweise von äußeren Einwirkungen.
Weist das optoelektronische Bauteil eine Vielzahl von Halbleiterchips auf, umfasst die Abdeckung eine Vielzahl von Öffnungen. Die Halbleiterchips sind hier beispielsweise jeweils in einer Öffnung angeordnet. Alternativ ist es möglich, dass durch die Öffnungen jeweils elektromagnetische Strahlung von jeweils einem Halbleiterchip durchtreten kann.
Es wird darüber hinaus ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauteils angegeben. Dieses Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung eines hier beschriebenen optoelektronischen Bauteils. Das heißt, ein hier beschriebenes optoelektronisches Bauteil ist mit dem beschriebenen Verfahren herstellbar oder wird mit dem beschriebenen Verfahren hergestellt. Sämtliche in Verbindung mit dem optoelektronischen Bauteil offenbarten Merkmale sind daher auch in Verbindung mit dem Verfahren offenbart und umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein Anschlussträger bereitgestellt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein optoelektronischer Halbleiterchip auf den Anschlussträger aufgebracht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Halbleiterchip und/oder der Anschlussträger in ein elektrisch isolierendes Material eingebettet. Das Material des elektrisch isolierenden Materials liegt beispielsweise beim Aufbringen in einer fließfähigen Form vor. In diesem Fall wird das Material nach dem Aufbringen zum elektrisch isolierenden Material ausgehärtet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird eine elektrisch leitende Verbindung aufgebracht, die mit dem Halbleiterchip und/oder dem Anschlussträger elektrisch leitend verbunden ist. Die elektrisch leitende Verbindung kann beispielsweise durch Sputtern und/oder Abscheiden, zum Beispiel stromloses oder galvanisches Abscheiden, erzeugt werden. Durch das Aufbringen der elektrisch leitenden Verbindung kann vorteilhafterweise auf ein aufwendiges Wirebondverfahren verzichtet werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist die elektrisch leitende Verbindung stellenweise auf dem elektrisch isolierenden Material angeordnet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Anschlussträger in einen ersten Umhüllungskörper eingebettet. Der erste Umhüllungskörper besteht beispielsweise aus dem elektrisch isolierenden Material.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der erste Umhüllungskörper mittels folienunterstütztem Gießen erzeugt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren das Einbetten des Halbleiterchips in einen zweiten Umhüllungskörper. Der zweite Umhüllungskörper besteht beispielsweise aus dem elektrisch isolierenden Material.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der zweite Umhüllungskörper mittels folienunterstütztem Gießen erzeugt.
Beim folienunterstützten Gießen (englisch: „foil assisted molding“, kurz „FAM“) wird beispielsweise ein Werkzeug eingesetzt, das zwei Werkzeughälften aufweist oder aus zwei Werkzeughälften besteht. Zumindest eine Werkzeughälfte ist bevorzugt mit einer Folie ausgekleidet. Die Folie hat die Aufgabe, ein Anhaften des elektrisch isolierenden Materials an dem Werkzeug zu vermeiden. Der zu umspritzende Anschlussträger mit dem Träger, der Durchkontaktierung und/oder dem Halbleiterchip wird in eine Kavität des Werkzeugs eingelegt. Das elektrisch isolierende Material, das um den Anschlussträger mit dem Träger, der Durchkontaktierung und/oder dem Halbleiterchip gespritzt werden soll, liegt beispielsweise zunächst in fester Form vor. Das elektrisch isolierende Material, das gespritzt werden soll, wird beispielsweise durch Heizen in eine flüssige Form gebracht und in die Kavität eingespritzt. Nachfolgend wird das elektrisch isolierende Material ausgehärtet und der Anschlussträger mit dem Träger, der Durchkontaktierung und/oder dem Halbleiterchip entformt.
Alternativ zu dem folienunterstützten Gießen kann das elektrisch isolierende Material mittels einem Formgussverfahren aufgebracht werden.
Im Folgenden werden das hier beschriebene optoelektronische Bauteil sowie das hier beschriebene Verfahren anhand von Ausführungsbeispielen und den zugehörigen Figuren näher erläutert.
Es zeigen:

1, 2, 3, 4, 5, 6 und 7 schematische Darstellungen von Verfahrensstadien bei der Herstellung eines optoelektronischen Bauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel,
8, 9, 10, 11 und 12 schematische Darstellungen von Verfahrensstadien bei der Herstellung eines optoelektronischen Bauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel,
13 schematische Darstellung eines optoelektronischen Bauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel,
14 schematische Darstellung eines optoelektronischen Bauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel, und
15 schematische Schnittdarstellung eines optoelektronischen Bauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen 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 schematischen Schnittdarstellungen der 1 bis 7 zeigen Verfahrensschritte eines Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen Verfahrens zur Herstellung eines strahlungsemittierenden Halbleiterbauteils 1.
Zunächst wird ein Anschlussträger 3 und ein Träger 6 bereitgestellt, wie in 1 gezeigt. Der Träger umfasst eine Trägerplatte 8 und eine Trägerwand 7. Die Trägerwand 7 überragt den Trägerboden 8 in vertikaler Richtung, sodass die Trägerwand 7 und der Trägerboden 8 eine Kavität bilden. Der Anschlussträger 3 ist hier in der Kavität 6a des Trägers 6 angeordnet.
Die Trägerwand 7 ist strukturiert und weist Bereiche 7c auf, die in lateralen Richtungen voneinander beabstandet angeordnet sind. Die voneinander beabstandeten Bereiche der Trägerwand 7c weisen keinen direkten elektrisch leitenden Kontakt untereinander auf. Die Bereiche der Trägerwand 7c umgeben den Trägerboden 8 stellenweise. Zwei Bereiche der Trägerwand 7c stehen in direktem elektrisch leitendem Kontakt mit dem Trägerboden 8. Die anderen Bereiche der Trägerwand 7c stehen nicht in direktem elektrisch leitendem Kontakt mit dem Trägerboden 8. Die lateral beabstandeten Bereiche der Trägerwand 7c weisen in Draufsicht eine viereckige Form auf.
Gemäß 2 wird in einem nächsten Verfahrensschritt ein isolierendes Material 5 in die Kavität 6a eingebracht. Das elektrisch isolierende Material 5 umgibt den Anschlussträger 3 und den Träger 7 zumindest stellenweise. Ein erster Umhüllungskörper 11 besteht hier aus dem elektrisch isolierenden Material 5 und bettet den Anschlussträger 3 und die Bereiche der Trägerwand 7c ein.
Seitenflächen des Anschlussträgers 3a werden vom ersten Umhüllungskörper 11 vollständig bedeckt. Weiterhin schließt der erste Umhüllungskörper 11 plan mit einer Deckfläche des Anschlussträgers 3b ab. Weiterhin sind die Bereiche der Trägerwand 7c, bis auf die dem Anschlussträger 3 abgewandten Seitenflächen der strukturierten Trägerwand 7, vom ersten Umhüllungskörper 11 vollständig bedeckt. Die dem Anschlussträger 3 abgewandten Seitenflächen der strukturierten Trägerwand 7a sind frei zugänglich. Der erste Umhüllungskörper 11 schließt plan mit einer Deckfläche der Trägerwand 7b ab.
In einem weiteren Schritt, wie in 3 gezeigt, werden elektrisch leitende Verbindungen 4 auf die Deckfläche des Anschlussträgers 3, die Deckfläche der Bereiche der Trägerwand 7b und auf den ersten Umhüllungskörper 11 aufgebracht und stehen mit der Deckfläche des Anschlussträgers 3, der Deckfläche der Bereiche der Trägerwand 7b und dem ersten Umhüllungskörper 11 in direktem Kontakt. Da die Deckfläche des Anschlussträgers 3, die Deckfläche der Bereiche der Trägerwand 7b und eine Deckfläche des ersten Umhüllungskörpers 11 in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, erstrecken sich die elektrisch leitenden Verbindungen 4 im Wesentlichen in lateralen Richtungen. „Im Wesentlichen“ bedeutet, dass die gemeinsame Ebene durch Herstellungstoleranzen geringe Unebenheiten aufweisen kann.
Zumindest eine der elektrisch leitenden Verbindungen 4 weist eine erste Montagefläche 4a für einen Halbleiterchip auf. In dem Bereich der ersten Montagefläche 4a weist die elektrisch leitende Verbindung 4 eine vergrößerte Ausdehnung in lateralen Richtungen auf.
Gemäß 4 werden optoelektronische Halbleiterchips 2 auf dem Anschlussträger 3 angeordnet. Die Halbleiterchips 2 sind beispielsweise dazu ausgebildet, Licht unterschiedlicher Farbe zu emittieren oder zu detektieren. Die emittierte oder detektierte elektromagnetische Strahlung kann beispielsweise Licht unterschiedlicher Farbe sein. Die Halbleiterchips 2 können hier dazu ausgebildet sein, elektromagnetische Strahlung, insbesondere Licht roter (R), grüner (G) oder blauer (B) Farbe, zu emittieren oder zu detektieren.
Die Halbleiterchips sind hier auf einer der elektrisch leitenden Verbindung 4, insbesondere auf der ersten Montagefläche 4a, angeordnet. Die elektrisch leitende Verbindung 4 ist zwischen dem Halbleiterchip 2 und dem Anschlussträger 3 angeordnet. Die Halbleiterchips 2 und die Bereiche der Trägerwand 7c stehen mittels der elektrisch leitenden Verbindungen 4 in direktem elektrisch leitendem Kontakt.
Weiterhin sind Durchkontaktierungen 9 stellenweise auf dem Träger angeordnet. Die Durchkontaktierungen 9 sind auf zumindest einem der beabstandeten Bereiche der Trägerwand 7c angeordnet und stehen mit der Trägerwand 7 in direktem Kontakt. Die Durchkontaktierungen 9 sind damit in lateralen Richtungen beabstandet zu den Halbleiterchips angeordnet. Die Durchkontaktierungen 9 sind hierbei seitlich von den Halbleiterchips angeordnet. Eine Deckfläche der Durchkontaktierungen 9b sind in einer gemeinsamen Ebene mit der Deckfläche der Halbleiterchips 2b angeordnet.
Wie in 5 gezeigt, wird in einem weiteren Verfahrensschritt ein zweiter Umhüllungskörper 12 auf dem ersten Umhüllungskörper 11 aufgebracht. Der zweite Umhüllungskörper 12 bedeckt die Deckfläche des ersten Umhüllungskörper 11 vollständig. Weiterhin bedeckt der zweite Umhüllungskörper 12 die elektrisch leitenden Verbindungen 4 vollständig. Die Deckfläche der Trägerwand 7b ist weiterhin von dem zweiten Umhüllungskörper 12 vollständig bedeckt.
Weiterhin werden die Halbleiterchips 2 und die Durchkontaktierungen 9 in den zweiten Umhüllungskörper 12 eingebettet. Das heißt, dass die Seitenflächen der Halbleiterchips 2a und die Seitenflächen der Durchkontaktierungen 9a vollständig vom zweiten Umhüllungskörper 12 bedeckt sind. Die Deckfläche der Halbleiterchips 2b, die Deckfläche der Durchkontaktierungen 9b und eine Deckfläche des zweiten Umhüllungskörpers 12 liegen in einer gemeinsamen Ebene.
Gemäß 6 werden in einem weiteren Verfahrensschritt weitere elektrisch leitende Verbindungen 10 auf die Deckfläche der Halbleiterchips 2b, die Deckfläche der Durchkontaktierungen 9b und eine Deckfläche des zweiten Umhüllungskörpers 12 aufgebracht. Die weiteren elektrisch leitenden Verbindungen 10 stehen jeweils mit der Deckfläche der Halbleiterchips 2b, der Deckfläche der Durchkontaktierungen 9b und der Deckfläche des zweiten Umhüllungskörpers 12 in direktem Kontakt. Die weiteren elektrisch leitenden Verbindungen 10 verbinden die Halbleiterchips 2 und die Durchkontaktierungen 9 elektrisch leitend.
Da die Deckfläche der Halbleiterchips 2b, die Deckfläche der Durchkontaktierungen 9b und die Deckfläche des zweiten Umhüllungskörpers 12 in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, erstrecken sich die weiteren elektrisch leitenden Verbindungen 10 im Wesentlichen in lateralen Richtungen. „Im Wesentlichen“ bedeutet, dass die gemeinsame Ebene durch Herstellungstoleranzen geringe Unebenheiten aufweisen kann.
In einem nächsten Verfahrensschritt wird eine Abdeckung 14 auf dem zweiten Umhüllungskörper 12 aufgebracht werden. Die Abdeckung umfasst je Halbleiterchip 2 eine Öffnung 16, durch die elektromagnetische Strahlung der Halbleiterchips 2 durchtreten kann.
Die schematischen Schnittdarstellungen der 8 bis 12 zeigen Verfahrensschritte eines Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen Verfahrens zur Herstellung eines strahlungsemittierenden Halbleiterbauteils 1.
Im Unterschied zum Verfahrensschritt in Verbindung mit der 1 weisen die voneinander beabstandeten Bereiche der Trägerwand 7c gemäß 8 in Draufsicht verschiedene Formen auf. Ein Bereich der Trägerwand 7c, der mit der Bodenplatte 8 in direktem Kontakt steht, weist in Draufsicht eine viereckige Form auf. Die restlichen Bereiche der Trägerwand 7c weisen in Draufsicht eine runde Form auf.
Gemäß 9 wird wie im Ausführungsbeispiel in Verbindung mit der 2 ein erster Umhüllungskörper 11 aufgebracht. Die Bereiche der Trägerwand 7c, die in Draufsicht eine runde Form aufweisen, sind hier von dem ersten Umhüllungskörper 11 vollständig umgeben. Das heißt, Seitenflächen der Bereiche der Trägerwand 7c, die in Draufsicht eine runde Form aufweisen, werden von dem ersten Umhüllungskörper 11 vollständig bedeckt.
In einem nächsten Verfahrensschritt werden, wie in 10 gezeigt, analog zum Ausführungsbeispiel in Verbindung mit der 3 elektrisch leitende Verbindungen 4 aufgebracht. Im Unterschied zur 3 ist eine zweite Montagefläche 4b für einen Halbleiterchip durch zumindest zwei der elektrisch leitenden Verbindungen 4 gebildet. In dem Bereich der zweiten Montagefläche 4b weisen die dazugehörigen elektrisch leitenden Verbindungen 4 keine vergrößerte Ausdehnung in lateralen Richtungen auf.
Gemäß 11 werden in einem weiteren Verfahrensschritt analog zur 4 optoelektronische Halbleiterchips 2 auf dem Anschlussträger 3 angeordnet. Die Halbleiterchips 2 können hier dazu ausgebildet sein, elektromagnetische Strahlung, insbesondere Licht roter (R), grüner (G) oder blauer (B) Farbe, zu emittieren oder zu detektieren.
Die Halbleiterchips sind hier im Unterschied zur 4 auf zumindest zwei der elektrisch leitenden Verbindungen 4 angeordnet, die die zweite Montagefläche 4b bilden. Die zumindest zwei elektrisch leitenden Verbindungen 4 sind zwischen dem Halbleiterchip 2 und dem Anschlussträger 3 angeordnet.
In diesem Ausführungsbeispiel handelt es sich bei den optoelektronischen Halbleiterchips 2 um Flip-Chips, die jeweils an einer dem Anschlussträger 3 zugewandten Seite zwei Kontaktflächen aufweisen. Die Kontaktflächen sind jeweils einer der zumindest zwei elektrisch leitenden Verbindungen 4 der Montagefläche 4b zugeordnet.
Wie in 12 gezeigt, wird in einem nächsten Schritt analog zum Ausführungsbeispiel in Verbindung mit der 5 ein zweiter Umhüllungskörper 12 auf dem ersten Umhüllungskörper 11 aufgebracht. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel in Verbindung mit der 5 weist das optoelektronische Bauteil 1 keine Durchkontaktierungen 9 auf.
Gemäß der 13 ist eine schematische Darstellung eines optoelektronischen Bauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
Das optoelektronische Bauteil 1 gemäß der 13 weist im Unterschied zu einem Bauteil 1 in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel der 12 keinen zweiten Umhüllungskörper 12 auf. Auf dem ersten Umhüllungskörper 11 ist eine Abdeckung 14 aufgebracht. Die Abdeckung umfasst je Halbleiterchip 2 eine Öffnung 16, in denen die Halbleiterchips 2 angeordnet sind.
Gemäß der 14 und 15 sind schematische Darstellung eines optoelektronischen Bauteils 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
Bei dem optoelektronischen Bauteil 1, wie in den 14 und 15 dargestellt, sind die Halbleiterchips 2 auf einer Bodenfläche des Anschlussträgers 3c angeordnet. Die Halbleiterchips 2 stehen hierbei in direktem elektrisch leitendem Kontakt zu dem Anschlussträger 3. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind keine elektrisch leitenden Verbindungen 4 und keine weiteren elektrisch leitenden Verbindungen 10 auf der Bodenfläche des Anschlussträgers 3c angeordnet.
Weiterhin sind Durchkontaktierungen 9 auf dem Anschlussträger 3 angeordnet. Die Durchkontaktierung 9 ist auf der Bodenfläche des Anschlussträgers 3c angeordnet. Die Durchkontaktierungen 9 können gemäß diesem Ausführungsbeispiel auch teilweise innerhalb des Anschlussträgers 3 liegen.
Weiterhin sind die Durchkontaktierungen 9, die Halbleiterchips 2 und der Anschlussträger 3 in einem dritten Umhüllungskörper 13 eingebettet. Der dritte Umhüllungskörper 13 ist auf der Bodenfläche des Anschlussträgers 9c angeordnet und bedeckt diesen vollständig. Weiterhin bedeckt der dritte Umhüllungskörper 13 die Seitenflächen des Anschlussträgers 3a, die Seitenflächen der Durchkontaktierungen 9a und die Seitenflächen der Halbleiterchips 2a vollständig. Eine Deckfläche der Durchkontaktierungen 9b, eine Deckfläche der Halbleiterchips 2b und eine Deckfläche des dritten Umhüllungskörpers 13 liegen in einer gemeinsamen Ebene. Hier besteht der dritte Umhüllungskörper 13 aus dem elektrisch isolierenden Material 5.
Elektrisch leitende Verbindungen 4 sind auf der Deckfläche der Durchkontaktierungen 9b, der Deckfläche der Halbleiterchips 2b und der Deckfläche des dritten Umhüllungskörpers 13 angeordnet und stehen mit der Deckfläche der Durchkontaktierungen 9b, der Deckfläche der Halbleiterchips 2b und der Deckfläche des dritten Umhüllungskörpers 13 in direktem Kontakt. Da die Deckfläche der Durchkontaktierungen 9b, die Deckfläche der Halbleiterchips 2b und die Deckfläche des dritten Umhüllungskörpers 13 in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, erstrecken sich die elektrisch leitenden Verbindungen 4 im Wesentlichen in lateralen Richtungen. „Im Wesentlichen“ bedeutet, dass die gemeinsame Ebene durch Herstellungstoleranzen geringe Unebenheiten aufweisen kann.
Die elektrisch leitenden Verbindungen 4 verbinden jeweils eine Durchkontaktierung 9 mit einem der Halbleiterchips 2 elektrisch leitend.
Gemäß 15 sind auf einer Deckfläche des Anschlussträgers 3b Kontaktelemente 15 angeordnet. Die Kontaktelemente 15 sind hier beispielsweise durch Lötkugeln gebildet. Mittels der Kontaktelemente 15 kann der Anschlussträger 3 elektrisch leitend kontaktiert sein. In diesem Fall weist das optoelektronische Bauteil 1 keinen Träger 6 auf.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste

1: optoelektronisches Bauteil
2: optoelektronischer Halbleiterchip
2a: Seitenfläche Halbleiterchip
2b: Deckfläche Halbleiterchip
3: Anschlussträger
3a: Seitenfläche Anschlussträger
3b: Deckfläche Anschlussträger
3c: Bodenfläche Anschlussträger
4: elektrisch leitende Verbindung
4a: erste Montagefläche
4b: zweite Montagefläche
5: elektrisch isolierendes Material
6: Träger
6a: Kavität
7: Trägerwand
7a: Seitenfläche Trägerwand
7b: Deckfläche Trägerwand
7c: Bereiche Trägerwand
8: Trägerboden
9: Durchkontaktierung
9a: Seitenfläche Durchkontaktierung
9b: Deckfläche Durchkontaktierung
10: weitere elektrisch leitende Verbindung
11: erster Umhüllungskörper
12: zweiter Umhüllungskörper
13: dritter Umhüllungskörper
14: Abdeckung
15: Kontaktelemente
16: Öffnung
17: integrierte Schaltung
R: Rot
G: Grün
B: Blau

Claims

Optoelektronisches Bauteil (1) mit - einem optoelektronischen Halbleiterchip (2), der dazu ausgebildet ist, elektromagnetische Strahlung zu emittieren oder zu detektieren, - einem Anschlussträger (3), auf dem der Halbleiterchip (2) angeordnet ist, - einer elektrisch leitenden Verbindung (4), die mit dem Halbleiterchip (2) und/oder dem Anschlussträger (3) elektrisch leitend verbunden ist, und - einem elektrisch isolierenden Material (5), das den Halbleiterchip (2) und/oder den Anschlussträger (3) zumindest stellenweise umgibt, wobei - die elektrisch leitende Verbindung (4) stellenweise auf dem elektrisch isolierenden Material (5) angeordnet ist.
Optoelektronisches Bauteil (1) nach dem vorhergehenden Anspruch mit einem Träger (6), bei dem - der Anschlussträger (3) auf dem Träger (6) angeordnet ist, und - die elektrisch leitende Verbindung (4), den Halbleiterchip (2), den Anschlussträger (3) und den Träger (6) elektrisch leitend verbindet.
Optoelektronisches Bauteil (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem - der Anschlussträger (3) in einer Kavität (6a) des Trägers (6) angeordnet ist, und - der Anschlussträger (3) von dem Träger (6) in lateralen Richtungen umgeben ist.
Optoelektronisches Bauteil (1) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem - die Kavität (6a) des Trägers (6) mit einem ersten Umhüllungskörper (11) gefüllt ist, der elektrisch isolierend ausgebildet ist, und - der erste Umhüllungskörper (11) eine Seitenfläche des Anschlussträgers (3a) vollständig bedeckt.
Optoelektronisches Bauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem - die elektrisch leitende Verbindung (4) auf einer Deckfläche des Trägers (6), auf einer Deckfläche des Anschlussträgers (3b) und auf einer Deckfläche des ersten Umhüllungskörpers (11) angeordnet ist, und - der erste Umhüllungskörper (11) zumindest stellenweise mit dem elektrisch isolierenden Material (5) gebildet ist.
Optoelektronisches Bauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem - der Halbleiterchip (2) in einem zweiten Umhüllungskörper (12) eingebettet ist.
Optoelektronisches Bauteil (1) dem vorhergehenden Anspruch, bei dem - eine Durchkontaktierung (9) stellenweise auf dem Träger (6) angeordnet ist, und - die Durchkontaktierung (9) in den zweiten Umhüllungskörper (12) eingebettet ist.
Optoelektronisches Bauteil (1) nach dem vorhergehenden Anspruch mit einer weiteren elektrisch leitenden Verbindung (4), bei dem - die weitere elektrisch leitende Verbindung (4) auf einer Deckfläche des zweiten Umhüllungskörpers (12), auf einer Deckfläche des Halbleiterchips (2b) und auf einer Deckfläche der Durchkontaktierung (9b) angeordnet ist, und - die weitere elektrisch leitende Verbindung (4), den Halbleiterchip (2) und die Durchkontaktierung (9) elektrisch leitend verbindet.
Optoelektronisches Bauteil (1) nach dem vorhergehenden Anspruch 1, bei dem - Kontaktelemente (15) auf der Deckfläche des Anschlussträgers (3b) angeordnet sind, und - der Halbleiterchip (2) auf einer gegenüberliegenden Bodenfläche des Anschlussträgers (3c) angeordnet ist.
Optoelektronisches Bauteil (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 9, bei dem - eine Durchkontaktierung (9) auf dem Anschlussträger (3) angeordnet ist, - die Durchkontaktierung (9), der Halbleiterchip (2) und der Anschlussträger (3) in einen dritten Umhüllungskörper (13) eingebettet sind, - die elektrisch leitende Verbindung (4) auf einer Deckfläche des dritten Umhüllungskörpers (13), auf einer Deckfläche des Halbleiterchips (2b) und auf einer Deckfläche der Durchkontaktierung (9b) angeordnet ist, - der dritte Umhüllungskörper (13) zumindest stellenweise mit dem elektrisch isolierenden Material (5) gebildet ist, und - die elektrisch leitende Verbindung (4), den Halbleiterchip (2) und die Durchkontaktierung (9) elektrisch leitend verbindet.
Optoelektronisches Bauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Anschlussträger (3) eine integrierte Schaltung (17) umfasst.
Optoelektronisches Bauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das optoelektronische Bauteil (1) oberflächenmontierbar ist.
Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauteils (1) mit den folgenden Schritten: - Bereitstellen eines Anschlussträgers (3), - Aufbringen eines optoelektronischen Halbleiterchips (2) auf den Anschlussträger (3), - Einbetten des Halbleiterchips (2) und/oder des Anschlussträgers (3) in einem elektrisch isolierenden Material (5), und - Aufbringen einer elektrisch leitenden Verbindung (4), die mit dem Halbleiterchip (2) und/oder dem Anschlussträger (3) elektrisch leitend verbunden ist, wobei - die elektrisch leitende Verbindung (4) stellenweise auf dem elektrisch isolierenden Material (5) angeordnet ist.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei - der Anschlussträger (3) in einen ersten Umhüllungskörper (11) eigebettet wird, und - der erste Umhüllungskörper (11) mittels folienunterstütztem Gießen erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei - der Halbleiterchip (2) mit einem zweiten Umhüllungskörper (12) umhüllt wird, und - der zweite Umhüllungskörper (12) mittels folienunterstütztem Gießen erzeugt wird.