JP2015518284A - オプトエレクトロニクスモジュール及びオプトエレクトロニクスモジュールの製造方法 - Google Patents
オプトエレクトロニクスモジュール及びオプトエレクトロニクスモジュールの製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
−シリコーン、
−エポキシ樹脂、
−ハイブリッド材料
−二酸化チタン(TiO2)、
−酸化アルミニウム(Al2O3)、
−酸化ジルコニウム(ZrO)、
−二フッ化バリウム(BaF2)
−銀(Ag)、
−アルミニウム(Al)、
−量子ドット
−ランタンドープされた酸化イットリウム(Y2O3−La2O3)、
−イットリウム・アルミニウム・ガーネット(Y3Al5O12)、
−酸化ジスプロシウム(Dy2O3)、
−酸窒化アルミニウム(Al23O27N5)、又は、
−窒化アルミニウム(AlN)
−ガラス(SiO2)、
−シリコーン、
−ポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)、
−ポリカーボネート(PC)
−二酸化チタン(TiO2)、
−酸化アルミニウム(Al2O3)、
−酸化ジルコニウム(ZrO)、
−二フッ化バリウム(BaF2)
−電磁ビームを放射する少なくとも一つの半導体チップを接着フィルムに被着させるステップ、但し、半導体チップは第1の導電層と、第2の導電層と、コンタクト部を備えている放射面と、その放射面側とは反対側のコンタクト面とを有しており、放射面が接着フィルムに対向している;
−半導体チップの側面が少なくとも部分的に封止材料によって包囲されるように、接着フィルムの露出されている領域に、封止材料から成るフレームを例えば封止によって設けるステップ;
−第1の導電層、例えばp導電型の導電層の電気的な接触接続を行うために、フレーム及びコンタクト面に第1のコンタクト構造を設けるステップ;
−接着フィルムを除去するステップ;
−第2の導電層、例えばn導電型の導電層の電気的な接触接続を行うために、フレーム及び放射面のコンタクト部に第2のコンタクト構造を設けるステップ。
−スクリーン又は遮蔽マスクを使用することによって、フレーム及び半導体チップに面状の金属化部が設けられるシルクスクリーン法。導電性ペーストがドクターブレードを用いてコーティングされる。一つのプロセスステップにおいて、約30μmの厚さの金属化部を達成することができる。有利には、金属化構造の導電性及び安定性を高めるために、このプロセスステップを何度も繰り返すことができる。
−金属粒子及び有機媒体をペーストに混合させ、そのペーストをカニューレ及び注射器を用いて、圧力空気パルスによってフレームに塗布される分注。続いて、ペーストが乾燥及び熱処理される。特に有利には、パラメータとしての圧力及び時間を介して、金属化部の任意の形状を達成することができる。分注によって非常に良好に固着された金属化部層が形成される。約50μmの厚さの金属化部層を形成することができる。
−貯蔵器から短いパルスによって、導電性材料から成る滴がフレームに供給される非接触分注。供給後に材料が硬化される。この方法は非接触に行われるので非常に有利である。
−導電性材料のフレームへの射出。
−フォトリソグラフィ:スパッタリングされた種層にスピンコーティングによってレジストが塗布される。その後、レジストが乾燥される。続いてレジストがフォトマスクを介して露光される。続いて、潜像が現像され、その際にレジストの露光された領域が除去される。択一的に、フォトリソグラフィの方法ステップを、レジストの露光領域が現像後にも残されたままであるように実施することもできる。
−コンタクト構造のガルバニック補強又は電気めっき。この方法は、種層の薄さに起因して許容電流が低いことから必要とされる。レジストの現像時に除去された領域において、金属性の析出物が種層に継続的に電気化学的に析出される。電気めっきの場合には、約50μmまでの厚さの金属化部を達成することができる。15μmから30μmまでの厚さが特に有利である。金属化部の材料として有利には銅が使用される。
−レジストの除去。
−ガルバニック補強部によって覆われていない種層のエッチング除去。このステップによって短絡が防止される。
−半導体チップ及び/又は電気フィードスルーを少なくとも部分的に包囲する封止材料の圧縮成形(英語Compression Molding);
−封止材料の硬化;
−コンタクト面、及び/又は、電気フィードスルーの、接着フィルム側とは反対側の面が実質的に封止材料によって覆われないにようになるまで行われる、硬化された封止材料の研磨。この研磨のステップによって、半導体チップ及び電気フィードスルーを画一的な高さにすることができるので、この実施の形態は特に有利である。これによって、半導体チップ及び電気フィードスルーを接着フィルムに実装する際に必要とされる精度が引き下げられる。
−コンタクト面、及び/又は、電気フィードスルーの、接着フィルム側とは反対側の面における、特にテフロン(登録商標)から成るカバーフィルムの被着;
−半導体チップ、及び/又は、電気フィードスルーの、接着フィルム及びカバーフィルムによって覆われていない各面が実質的に封止材料によって包囲されるように行われる、カバーフィルムと接着フィルムとの間の間隙への封止材料の射出;
−封止材料の硬化;
−カバーフィルムの除去。
−絶縁層、特に誘電層を設ける;
−ヒートシンク、特に金属製のヒートシンクを設ける。
−シリコーン、
−エポキシ樹脂、
−ハイブリッド材料。
−二酸化チタン(TiO2)
−酸化アルミニウム(Al2O3)
−酸化ジルコニウム(ZrO)
−二フッ化バリウム(BaF2)
−二酸化ケイ素(SiO2)
−カーボンブラック。
Claims (19)
- オプトエレクトロニクスモジュール(202,204,206,208,210,212,214,216)において、
−第1の導電層(120)、特にp導電型層と、第2の導電層(124)、特にn導電型層と、放射面(108)と、該放射面(108)側とは反対側のコンタクト面(106)とを有している、電磁ビーム(118)を放射する少なくとも一つの半導体チップ(104)と、
−前記放射面(108)におけるコンタクト部(110,117)と、
−前記放射面(108)及び前記コンタクト面(106)が実質的に封止材料(102)によって覆われないように、前記半導体チップ(104)の側面を少なくとも部分的に包囲する、封止材料(102)から成るフレーム(103)と、
−少なくとも部分的に前記フレーム(103)に配置されており、且つ、少なくとも部分的に前記コンタクト面(106)に配置されている、前記第1の導電層(120)の電気的な接触接続を行うための、第1のコンタクト構造(114)と、
−少なくとも部分的に前記フレーム(103)に配置されており、且つ、少なくとも部分的に前記放射面(108)の前記コンタクト部(110,117)に配置されている、前記第2の導電層(124)の電気的な接触接続を行うための、第2のコンタクト構造(116,138)と、
を備えていることを特徴とする、オプトエレクトロニクスモジュール。 - −前記放射面(108)における前記コンタクト部は透明なコンタクト層(110)を有しており、該透明なコンタクト層(110)は前記放射面(108)全体を覆っており、
−前記放射面(108)は、金属製のコンタクト構造によって覆われておらず、且つ、コンタクトパッドによって覆われておらず、
−前記透明なコンタクト層(110)は前記コンタクト構造(116,138)と直接接触している、請求項1に記載のオプトエレクトロニクスモジュール。 - 前記第1のコンタクト構造(114)は、前記フレーム(103)の、前記コンタクト面(106)に接している側に設けられており、前記第2のコンタクト構造(116,138)は、前記フレーム(103)の、前記放射面(108)に接している側に設けられている、請求項1又は2に記載のオプトエレクトロニクスモジュール。
- 前記フレーム(103)の、前記コンタクト面(106)に接している側に、且つ前記コンタクト面(106)に、絶縁層(134)が設けられており、該絶縁層(134)に特に金属製のヒートシンク(136)が設けられている、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクスモジュール。
- 電磁ビームを空間的に混合する混合素子(154)が設けられており、該混合素子(154)は放射方向に見て前記半導体チップ(104)より後段に設けられている、請求項1乃至4のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクスモジュール。
- 前記フレーム(103)と前記混合素子(154)との間に、構造化されたミラー層(152)又は構造化された散乱層(153)が少なくとも部分的に配置されている、請求項5に記載のオプトエレクトロニクスモジュール。
- 前記放射面(108)と前記混合素子(154)との間に透明な屈折率整合素子(157)が設けられており、該透明な屈折率整合素子(157)の屈折率は、前記半導体チップ(104)の屈折率と、前記混合素子(154)の屈折率との間にある、請求項5又は6に記載のオプトエレクトロニクスモジュール。
- 少なくとも二つの半導体チップ(104)を備えている、請求項1乃至7のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクスモジュール。
- 前記少なくとも二つの半導体チップ(104)は直列及び/又は並列に相互に結線されている、請求項8に記載のオプトエレクトロニクスモジュール。
- 前記混合素子(154)の厚さ(155)は、隣り合う半導体チップ(104)間の距離(159)に実質的に相当する、請求項8又は9に記載のオプトエレクトロニクスモジュール。
- 前記フレーム(103)内に少なくとも一つの電気フィードスルー(130)を備えており、該電気フィードスルー(130)によって、一つの半導体チップ(104)の第1のコンタクト構造(114)と、隣接する一つの半導体チップ(104)の第2のコンタクト構造(116,138)とが導電的に接続される、請求項8乃至10のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクスモジュール。
- 前記混合素子(154)は、前記少なくとも一つの半導体チップ(104)に対向する下面において、変換素子(158)によって充填されている少なくとも一つの空隙を有しており、該空隙は放射方向に見て一つの半導体チップ(104)より後段に設けられている、請求項5乃至11のいずれか1項に記載のオプトエレクトロニクスモジュール。
- オプトエレクトロニクスモジュール(202,204,206,208,210,212,214,216)の製造方法において、
−電磁ビーム(118)を放射する少なくとも一つの半導体チップ(104)を接着フィルム(132)に被着させるステップ、但し、前記半導体チップ(104)は第1の導電層(120)と、第2の導電層(124)と、コンタクト部(110,117)を備えている放射面(108)と、該放射面(108)側とは反対側のコンタクト面(106)とを有しており、前記放射面(108)は前記接着フィルム(132)に対向しており;
−封止材料(102)から成るフレーム(103)を前記接着フィルム(132)の露出されている領域に被着させ、前記半導体チップ(104)の側面を少なくとも部分的に封止材料(102)によって包囲するステップ;
−前記第1の導電層(120)、特にp導電型の導電層の電気的な接触接続を行うために、前記フレーム(103)及び前記コンタクト面(106)に第1のコンタクト構造(114)を設けるステップ;
−前記接着フィルム(132)を除去するステップ;
−前記第2の導電層(124)、特にn導電型の導電層の電気的な接触接続を行うために、前記フレーム(103)と、前記放射面(108)の前記コンタクト面(110,117)とに第2のコンタクト構造(116,138)を設けるステップ、
とを備えていることを特徴とする、方法。 - 前記封止材料(102)から成るフレーム(103)を設けるステップには続いて、少なくとも一つの電気フィードスルー(130)を前記接着フィルム(132)に被着させるステップを実施する、請求項13に記載の方法。
- 前記封止材料(102)から成るフレーム(103)を設けるステップは以下のサブステップを備えている、即ち、
−前記半導体チップ(104)及び/又は前記電気フィードスルー(130)を少なくとも部分的に包囲する前記封止材料(102)を圧縮成形するステップ;
−前記封止材料(102)を硬化させるステップ;
−前記コンタクト面(106)、及び/又は、前記電気フィードスルー(130)の、前記接着フィルム(132)側とは反対側の面が実質的に封止材料(102)によって覆われないにようになるまで、前記硬化された封止材料(102)を研磨するステップ、
を備えている、請求項13又は14に記載の方法。 - 前記封止材料(102)から成るフレーム(103)を設けるステップは以下のサブステップを備えている、即ち、
−前記コンタクト面(106)、及び/又は、前記電気フィードスルー(130)の、前記接着フィルム(132)側とは反対側の面に、特にテフロン(登録商標)から成るカバーフィルム(146)を被着させるステップ;
−前記半導体チップ(104)、及び/又は、前記電気フィードスルー(130)の、前記接着フィルム(132)及び前記カバーフィルム(146)によって覆われていない各面が実質的に封止材料(102)によって包囲されるように、前記カバーフィルム(146)と前記接着フィルム(132)との間の間隙に封止材料(102)を射出するステップ;
−前記封止材料(102)を硬化させるステップ;
−前記カバーフィルム(146)を除去するステップ、
を備えている、請求項13又は14に記載の方法。 - 前記第1のコンタクト構造(114)を設けるステップに続いて以下のサブステップ、即ち、
−絶縁層(134)、特に誘電層を設けるステップ;
−特に金属製のヒートシンク(136)を前記絶縁層(134)に設けるステップ、
を実施する、請求項13乃至16のいずれか一項に記載の方法。 - 前記第2のコンタクト構造(116,138)を設けるステップに続いて、電磁ビームを空間的に混合する混合素子(154)を設けるステップを実施する、請求項13乃至17のいずれか一項に記載の方法。
- −複数の半導体チップ(104)を前記接着フィルム(132)に被着させ、
−前記複数の半導体チップ(104)を前記接着フィルム(132)に複数の行(501)及び複数の列(502)を成すように配置し、
−前記第1及び/又は第2のコンタクト構造(114,116,138)を設けた後に、複数の半導体チップ(104)及びフレーム(103)から成る配置構成を前記行(501)及び/又は前記列(502)の間で切断して小さくされた複数のモジュール(217)を形成し、
−小さくされた隣り合う異なるモジュール(217)の、隣り合う半導体チップ(104)間の距離(159)が、前記切断前の隣り合う半導体チップ(104)間の距離(159)よりも大きくなるように、小さくされた複数のモジュール(217)を補助支持体に相互に並べて配置し、オプトエレクトロニクスモジュールを形成する、
請求項13乃至18のいずれか一項に記載の方法。
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