WO2013139493A1 - Deckplatte, optoelektronisches halbleiterbauteil und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterbauteils - Google Patents

Deckplatte, optoelektronisches halbleiterbauteil und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen halbleiterbauteils Download PDF

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housing body
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Osram Opto Semiconductors GmbH
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Definitions

  • An object to be solved is to specify an optoelectronic semiconductor component with a high mechanical stability and a high radiation coupling efficiency.
  • the cover plate for application to a radiation exit side of a
  • the cover plate then has suitable geometric dimensions and sufficient radiation stability and thermal stability.
  • the cover plate comprises a radiation-transmissive main body.
  • the main body includes a matrix material and in the Matrix material embedded substances, such as particles to a light scattering or to a wavelength filtering.
  • the cover plate has a reflection layer.
  • the reflection layer is for reflection of one generated by the semiconductor chip
  • the reflection layer is
  • a material of the reflective layer is applied to the side surfaces of the main body.
  • Reflective layer the main body on the side surfaces all around.
  • the reflective layer completely and completely covers all side surfaces of the main body.
  • the cover plate is for application to a radiation exit side of a
  • Cover plate comprises a radiation-transmissive main body and a reflective layer.
  • the reflective layer is integrally formed on side surfaces of the main body and surrounds the main body on the side surfaces all around.
  • the main body has two mutually opposite main sides, wherein the main sides through the side surfaces
  • the reflection layer completely or partially covers one or exactly one of the main sides.
  • the not covered by the reflective layer is
  • the semiconductor device comprises a
  • Features of the cover plate are therefore also for the semiconductor device
  • this comprises one or more
  • the semiconductor chips are preferably designed to operate during operation of the
  • a wavelength of the radiation is preferably partially or completely in the ultraviolet, in the visible and / or in the near-infrared spectral range.
  • white light is generated by the semiconductor chip during operation.
  • the semiconductor chip is, for example, a light-emitting diode, in short LED, or a laser diode.
  • the semiconductor component can have further semiconductor chips, in particular in the form of radiation detectors, temperature sensors and / or protective diodes against damage from electrostatic discharges. According to at least one embodiment, the
  • Semiconductor device on a carrier with a carrier top On the carrier top of at least one semiconductor chip is attached. In particular, all semiconductor chips are mounted on the carrier top.
  • the carrier is preferably set up for an electrical contacting of the
  • the carrier has electrical lines for supplying current to the semiconductor chip or it is the carrier for electrical supply lines structured.
  • the carrier is a lead frame, a metal core board, a
  • this includes
  • Semiconductor device one or more cover plates.
  • At least one cover plate is located, in a direction away from the carrier, above the radiation exit side.
  • the radiation exit side in
  • the housing upper side is preferably oriented parallel or substantially parallel to the carrier top side.
  • the housing top forms a major side of the housing body farthest from the housing body
  • the housing body is formed of a radiopaque material. Furthermore, it is possible that the housing body is formed of a material that is not stable to blue or ultraviolet radiation, such as emitted by the semiconductor chip during operation.
  • the housing body is molded from a thermosetting plastic or an epoxy.
  • Housing body in a lateral direction parallel to the radiation exit side, the semiconductor chip and the
  • Cover plate are completely covered by the housing body.
  • the upper side of the cover plate and the upper side of the housing lie in a common plane.
  • the top of the cover plate and the top of the housing can thus be flush with each other and smooth
  • the latter has a carrier with a carrier top side. At least one optoelectronic semiconductor chip with a radiation exit side is on the carrier top side
  • At least one cover plate is located, in the direction away from the carrier, over the
  • Housing top surrounds the semiconductor chip and the
  • Radiation exit side facing away from the upper side of the cover plate is free of a material of the housing body and lies with the upper side of the housing in a plane.
  • Materials, in particular for the housing body, are usually not independently adjustable. specially have transparent, radiation-transparent materials with high resistance to blue or ultraviolet radiation often only a low mechanical hardness or
  • Housing body primarily to consider the mechanical properties. As a result, relatively mechanically stable housing body can be used cost-effectively. Furthermore, it is possible for the housing body materials
  • the reflection layer projects beyond the reflection layer in plan view
  • the reflection layer seen in plan view, is not located above the radiation exit side, but preferably completely next to the radiation exit side.
  • the reflection layer can be the radiation exit side, in
  • the conversion element is set up for a wavelength conversion of a radiation generated by the semiconductor chip.
  • the conversion element thus converts at least a portion of the radiation generated by the semiconductor chip into a radiation of another,
  • Radiation exit side seen in plan view, completely covered by the cover plate. Further preferably, the conversion element completely covers the radiation exit side. It is possible that a connection area of the
  • Connecting means such as a bonding wire, is uncovered by the conversion element and / or from the cover plate.
  • the cover plate and the conversion element are formed from different materials. If, for example, the cover plate and the conversion element have a matrix material into which optionally further particles of a further material are embedded, then the matrix materials of the cover plate and of the conversion element differ from one another.
  • matrix materials can be the same
  • Material class for example, the material class of
  • Silicones or silicone-epoxy hybrid materials belong.
  • the cover plate is a conversion element or comprises the cover plate
  • Conversion element It can cover the top and the
  • Conversion element so be integrally formed and connected.
  • particles of a conversion agent are embedded in the matrix material of the cover plate.
  • Conversion means may vary in this case and is then preferably less at the top of the cover plate than at a semiconductor chip side facing.
  • the cover plate and the conversion element and / or the semiconductor component flush with each other side surfaces.
  • Extension extend to each other and smoothly merge.
  • the cover plate has an average thickness of at least 5 ⁇ m or at least 10 ⁇ m or at least 20 ⁇ m.
  • the average thickness of the cover plate is at most 250 ⁇ or at most 50 ⁇ or
  • Direction parallel to the top of the cover plate is preferably at least 10 ym or at least 30 ym and / or at most 500 ym or at most 150 ym.
  • the semiconductor device is a thickness of the housing body and / or the
  • Semiconductor device at least 150 ym or at least 200 ym or at least 250 ⁇ .
  • the thickness of the housing body and / or the semiconductor device is at most 1000 ym or at most 800 ym or at most 600 ym or at most 500 ⁇ .
  • the cover plate is formed by a grindable silicone, epoxy or silicone-epoxy hybrid material or comprises such a material, for example as a matrix material.
  • Abrasive means that a material of the cover plate by a
  • Sanding process is removable.
  • the Sanding process is removable.
  • Sacrificial layer is a dimethoxysiloxane or a diphenylsiloxane or consists of it.
  • the sacrificial layer preferably has a hardness of at least Shore A 80 at room temperature.
  • the cover plate is directly on the
  • Radiation exit side of the semiconductor chip attached may mean that there is only a connecting means such as an adhesive between the cover plate and the radiation exit side. Furthermore, it is possible that the
  • Cover plate for example by means of printing, is generated directly on the radiation exit side.
  • the side surfaces of the semiconductor chip are free of the reflection layer.
  • the reflective layer is then preferably on the side surfaces of the conversion element and / or the
  • the carrier is a leadframe.
  • the carrier has at least two lead frame parts.
  • the semiconductor chip is mechanically and electrically directly connected to one of the lead frame parts, for example by means of soldering or gluing, and is connected to another of the lead frame parts with an electrical lead
  • Connecting means for example in the form of a bonding wire, only electrically connected directly.
  • the semiconductor chip is in particular a so-called flip-chip, in which electrical connection points are located on a single main side.
  • the electrical connection means is partially or completely embedded in the housing body. In other words, the housing body is connected to the connecting means
  • the connecting means is surrounded all around by a material of the housing body in a form-fitting manner, along a partial area or completely along a straight or curved longitudinal axis of the housing
  • the housing body is the part of the semiconductor device mechanically
  • a base area or a mean size of the cover plate is smaller than a chip carrier substrate of the semiconductor chip, seen in plan view.
  • a chip carrier substrate of the semiconductor chip seen in plan view.
  • Semiconductor layer sequence does not extend over the entire chip carrier substrate, seen in plan view.
  • the upper side of the cover plate and the upper side of the housing have continuous machining tracks.
  • Processing marks may for example result from grinding, etching, milling or scraping. at the machining marks can be, in particular, grooves that are continuous and uninterrupted from the
  • Processing marks can also be a structuring of
  • this comprises at least one protective layer.
  • Protective layer is in the lateral direction around the
  • the protective layer is then in direct contact with the semiconductor chip and / or with the cover plate.
  • the semiconductor chip and / or the cover plate is completely covered by the protective layer.
  • the radiation exit side is preferably free of the protective layer.
  • the upper side of the cover plate and the upper side of the housing are preferably free of the protective layer.
  • the protective layer is preferably processable by the same methods, such as grinding, as the cover plate.
  • the housing body is in the lateral direction around and positively to the
  • Housing body directly and positively locking either the protective layer or the semiconductor chip and / or the
  • the cover plate is spaced from the semiconductor chip
  • the cover plate and / or the protective layer comprises a
  • Filtering agent a scattering agent and / or a reflection agent.
  • the filter medium, the scattering agent and / or the reflection agent is formed by particles which are mixed into a matrix material.
  • the cover plate may also contain a conversion agent. In particular, it is possible that the cover plate does not or not significantly influence a spectral composition of the radiation emitted by the semiconductor component.
  • the cover plate can be clear.
  • Radiation exit side is thus, seen in plan view, free of a material of the housing body.
  • Semiconductor component is formed, in particular as in
  • the method comprises at least the following steps:
  • Housing body surrounding the semiconductor chip and the cover plate in the lateral direction and wherein the housing body
  • the cover plate is thus produced independently of the semiconductor chip and then attached to the semiconductor chip. Only subsequently is the housing body created and in particular molded onto the cover plate. As a result, materials can be used for the housing body, the radiopaque or not are stable with respect to the radiation emitted by the semiconductor chip.
  • the material of the housing body is also partly or completely over the upper side facing away from the semiconductor chip
  • the material of the housing body which is located on the upper side of the cover plate, is removed in a further method step. It is possible that also the cover plate is partially removed, together with the material of
  • both a part of the reflection layer and a part of the main body are preferably removed from the cover plate.
  • the housing body in a lateral direction and positively to the reflective layer of the cover plate and to the
  • Figure 1 is a schematic representation of a
  • FIGS 3 to 5 are schematic representations of
  • FIGS 6 to 8 are schematic representations of
  • FIG. 1 shows a method for producing a
  • main bodies 51 of the cover plate 5 are provided in a first method step.
  • the main bodies 51 are mounted on an intermediate carrier 12 and formed of a silicone.
  • the main bodies 51 are surrounded by a reflection layer 55.
  • the reflection layer 55 is formed both on side surfaces 54 of the main body 51 and on a main side 57 facing away from the intermediate carrier 12 attached to the main body.
  • the reflection layer 55 may be a metallic layer.
  • the reflection layer 55 is formed for example by a silicone, in the reflective particles, such as from
  • Titanium dioxide embedded.
  • the reflection layer 55 then preferably appears white.
  • the method step according to FIG. 1B is optional. It is also possible that the reflection layer 55 directly on the main body 51 as shown in Figure IC
  • the main body 51 is surrounded by the reflection layer 55 all around.
  • Reflection layer 55 on the upper main side 57 in FIG. 1D may in this case have a different thickness than the one shown in FIG
  • FIG. 2 illustrates in a sectional representation a further exemplary embodiment of the cover plate 5.
  • FIG. 2 illustrates in a sectional representation a further exemplary embodiment of the cover plate 5.
  • only the side surfaces 54 are covered by the reflection layer 55, both main sides 57 are free of the
  • the cover plate 5 according to FIG. 2 can be produced analogously to the cover plate 5 according to FIG.
  • the reflection layer 55 can also be removed from the main side 57 facing away from the intermediate carrier 12, or the reflection layer 55 is applied only to the side surfaces 54.
  • FIG. 3A Illustrated sectional views.
  • a support 2 in the form of a lead frame with the
  • Lead frame part 21 is an optoelectronic semiconductor chip 3, for example a light-emitting diode, applied to an upper side 20.
  • the semiconductor chip 3 comprises a chip substrate 32, on which a semiconductor layer sequence 33 is applied.
  • a radiation exit side 30 of the semiconductor chip 3 faces away from the upper side 20 of the carrier 2.
  • An electrical contacting of the semiconductor chip 3 takes place via the two lead frame parts 21, 22.
  • a connection between the chip substrate 32 and the lead frame part 22 is made via an electrical connection means 7, for example a bonding wire.
  • an electrical connection means 7 for example a bonding wire.
  • the radiation exit side 30 of the semiconductor layer sequence 33 is contacted. It may also be present more of the connecting means 7.
  • the manufacturing process the
  • the cover plate 5 is attached, for example adhesively bonded, to the radiation exit side 30.
  • the cover plate 5 may be designed as indicated in connection with FIG. In particular, the reflective layer 55 covers the
  • the semiconductor chip 3, the carrier 2 and the cover plate 5 are completely enclosed by the intermediate carrier 12 and the housing body 6. It is the semiconductor chip 3, seen in plan view, completely covered by the housing body 6.
  • the connecting means 7 is completely embedded in the housing body 6.
  • Top 50 of the cover plate 5 is formed and exposed. In this case, both material of the reflection layer 55 and the main body 51 is partially removed. Unlike in FIG. 3D, it is also possible for the reflection layer 55 to be in contact with the connection means 7. Preferably, however, the connecting means 7 and the cover plate 5 are spaced apart from each other, as shown in Figure 3D.
  • FIG. 3E the finished semiconductor device 1 is shown. It is the intermediate carrier 12 away. Another manufacturing method of the semiconductor device 1 is illustrated in FIG. According to FIG. 4A, the carrier 2 and the semiconductor chip 3 are provided, compare also FIG. 3A.
  • the cover plate 5 is applied to the radiation exit side 30.
  • the radiation exit side 30 facing away from the main side 57 of the main body 51 is not covered by the reflective layer 55.
  • the cover plate 5 is preferably formed as indicated in connection with FIG.
  • the housing body 6 is produced in the method step according to FIG. 4C. Unlike in accordance with FIG. 3C, according to FIG. 4C, the top side 50 of the cover plate 5 is not made of a material of FIG. 4C
  • the housing body can also be shaped analogously to FIG. 3C and subsequently partially removed.
  • the protective layer 9 in the lateral direction around and optionally also on the top 50 of the cover plate 5 surrounded.
  • the protective layer 9 is, in particular, a layer which protects the housing body 6 to be produced later from blue or ultraviolet radiation from the semiconductor chip 3.
  • the protective layer 9 is for example by a silicone matrix formed, are embedded in the particles of titanium dioxide or carbon black.
  • the protective layer 9 is integrally formed on the semiconductor chip 3 and on the cover plate 5 and can embed the connecting means 7 in regions. Unlike in FIG. 5A, it is not necessary for side walls of the protective layer 9 to be perpendicular to the
  • Carrier top 20 are oriented.
  • the protective layer 9 over the upper side 50 of the cover plate 5 is preferably completely removed, see FIG. 5B.
  • Cover plate 5 the protective layer 9 and the housing body 6 terminate flush with each other in a direction away from the support 2 and form a flat continuous surface.
  • the lead frame parts 21, 22 according to FIG. 5 are
  • the carrier 2 is formed, for example, by a ceramic which has electrical plated-through holes 8. Electrical contact surfaces are not specifically shown in FIG. A lateral
  • Expansion of the housing body 6 corresponds to a lateral extent of the carrier 2.
  • Conversion element 4 may be attached.
  • the conversion element 4 covers substantially the entire
  • Conversion element 4 in turn is substantially completely and flush covered by the main body 51 of the cover plate 5.
  • the semiconductor chip 3 is a so-called thin-film chip which has no chip substrate 32.
  • a thickness of the cover plate 5 then exceeds a thickness of the semiconductor layer sequence 33. In one corner region is, as preferred in all other
  • a recess 59 provided in the cover plate 5 see also the top view of Figure 8.
  • processing traces 65 for example, grinding marks, extending from the housing body 6 continuously over the cover plate 5.
  • Processing traces 65 can be packed significantly denser than schematically illustrated in FIG. 8 and shaped like a groove. Likewise, the machining tracks 65 may also run along straight lines, unlike illustrated in FIG.

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Abstract

In mindestens einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils (1) weist dieses einen Träger (2) auf. Mindestens ein optoelektronischer Halbleiterchip (3) mit einer Strahlungsaustrittsseite (30) ist an einer Trägeroberseite (20) angebracht. Mindestens eine Deckplatte (5) befindet sich, in Richtung weg von dem Träger (2), über der Strahlungsaustrittsseite (30). Ein Gehäusekörper (6) mit einer Gehäuseoberseite (60) umgibt den Halbleiterchip (3) sowie die Deckplatte (5) ringsum, gesehen in einer lateralen Richtung parallel zu der Strahlungsaustrittsseite (30). Eine der Strahlungsaustrittsseite (30) abgewandte Oberseite (50) der Deckplatte (5) ist frei von einem Material des Gehäusekörpers (6) und liegt mit der Gehäuseoberseite (60) in einer Ebene.

Description

Beschreibung
Deckplatte, optoelektronisches Halbleiterbauteil und
Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen
Halbleiterbauteils
Es wird eine Deckplatte für ein optoelektronisches
Halbleiterbauteil sowie ein Halbleiterbauteil mit einer solchen Deckplatte angegeben. Darüber hinaus wird ein
Verfahren zur Herstellung eines solchen Halbleiterbauteils angegeben .
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein optoelektronisches Halbleiterbauteil mit einer hohen mechanischen Stabilität und einer hohen Strahlungsauskoppeleffizienz anzugeben.
Diese Aufgabe wird unter anderem durch die Deckplatte, durch das Halbleiterbauteil sowie durch das Verfahren gemäß der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte
Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen
Patentansprüche .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Deckplatte zum Aufbringen an einer Strahlungsaustrittsseite eines
optoelektronischen Halbleiterchips eingerichtet. Insbesondere weist die Deckplatte dann geeignete geometrische Abmessungen sowie eine hinreichende Strahlungsstabilität und thermische Stabilität auf. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Deckplatte einen strahlungsdurchlässigen Hauptkörper. Beispielsweise beinhaltet der Hauptkörper ein Matrixmaterial und in dem Matrixmaterial eingebettete Stoffe, etwa Partikel zu einer Lichtstreuung oder zu einer Wellenlängenfilterung.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Deckplatte eine Reflexionsschicht auf. Die Reflexionsschicht ist zu einer Reflexion einer von dem Halbleiterchip erzeugten
Strahlung eingerichtet. Die Reflexionsschicht ist
formschlüssig an Seitenflächen des Hauptkörpers angeformt. Beispielsweise ist ein Material der Reflexionsschicht auf die Seitenflächen des Hauptkörpers aufgebracht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umgibt die
Reflexionsschicht den Hauptkörper an den Seitenflächen ringsum. Insbesondere bedeckt die Reflexionsschicht alle Seitenflächen des Hauptkörpers vollständig und lückenlos.
In mindestens einer Ausführungsform ist die Deckplatte zum Aufbringen an einer Strahlungsaustrittsseite eines
optoelektronischen Halbleiterchips eingerichtet. Die
Deckplatte umfasst einen strahlungsdurchlässigen Hauptkörper sowie eine Reflexionsschicht. Die Reflexionsschicht ist formschlüssig an Seitenflächen des Hauptkörpers angeformt und umgibt den Hauptkörper an den Seitenflächen ringsum. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Deckplatte weist der Hauptkörper zwei einander gegenüberliegende Hauptseiten auf, wobei die Hauptseiten durch die Seitenflächen
miteinander verbunden sind. Die Reflexionsschicht bedeckt hierbei eine oder genau eine der Hauptseiten vollständig oder teilweise. Die nicht von der Reflexionsschicht bedeckte
Hauptseite ist dazu eingerichtet, an der
Strahlungsaustrittsseite des Halbleiterchips angebracht zu werden . Darüber hinaus wird ein optoelektronisches Halbleiterbauteil angegeben. Bevorzugt umfasst das Halbleiterbauteil eine
Deckplatte, wie in Verbindung mit einer oder mehreren der oben genannten Ausführungsformen angegeben. Merkmale der Deckplatte sind daher auch für das Halbleiterbauteil
offenbart und umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils umfasst dieses einen oder mehrere
optoelektronische Halbleiterchips. Die Halbleiterchips sind bevorzugt dazu eingerichtet, im Betrieb des
Halbleiterbauteils eine elektromagnetische Strahlung zu emittieren. Eine Wellenlänge der Strahlung liegt bevorzugt teilweise oder vollständig im ultravioletten, im sichtbaren und/oder im nah-infraroten Spektralbereich. Insbesondere wird von dem Halbleiterchip im Betrieb weißes Licht erzeugt. Bei dem Halbleiterchip handelt es sich beispielsweise um eine Leuchtdiode, kurz LED, oder um eine Laserdiode. Ferner kann das Halbleiterbauteil weitere Halbleiterchips, insbesondere in Form von Strahlungsdetektoren, Temperatursensoren und/oder Schutzdioden gegen Schäden vor elektrostatischen Entladungen aufweisen . Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das
Halbleiterbauteil einen Träger mit einer Trägeroberseite auf. An der Trägeroberseite ist der mindestens eine Halbleiterchip angebracht. Insbesondere sind alle Halbleiterchips an der Trägeroberseite montiert. Der Träger ist bevorzugt dazu eingerichtet, zu einer elektrischen Kontaktierung des
Halbleiterchips zu dienen. Insbesondere weist der Träger elektrische Leitungen zur Bestromung des Halbleiterchips auf oder es ist der Träger zu elektrischen Zuleitungen strukturiert. Zum Beispiel handelt es sich bei dem Träger um einen Leiterrahmen , eine Metallkernplatine, eine
Keramikplatine mit oder ohne elektrischen
Durchkontaktierungen oder um eine bedruckte Leiterplatte.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das
Halbleiterbauteil eine oder mehrere Deckplatten. Die
mindestens eine Deckplatte befindet sich, in einer Richtung weg von dem Träger, über der Strahlungsaustrittsseite. Mit anderen Worten ist die Strahlungsaustrittsseite, in
Draufsicht gesehen, vollständig oder teilweise von der
Deckplatte überdeckt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das
Halbleiterbauteil einen Gehäusekörper mit einer
Gehäuseoberseite auf. Die Gehäuseoberseite ist bevorzugt parallel oder im Wesentlichen parallel zu der Trägeroberseite orientiert. Insbesondere bildet die Gehäuseoberseite eine Hauptseite des Gehäusekörpers, die am weitesten von dem
Träger entfernt ist. Es ist möglich, dass der Gehäusekörper aus einem strahlungsundurchlässigen Material geformt ist. Weiterhin ist es möglich, dass der Gehäusekörper aus einem Material geformt ist, das nicht stabil ist für blaue oder ultraviolette Strahlung, wie etwa von dem Halbleiterchip im Betrieb emittiert. Beispielsweise ist der Gehäusekörper aus einem duroplastischen Kunststoff oder aus einem Epoxid geformt .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umgibt der
Gehäusekörper, in einer lateralen Richtung parallel zur Strahlungsaustrittsseite, den Halbleiterchip und die
Deckplatte ringsum. Mit anderen Worten ist es möglich, dass in jeder Seitenansicht, parallel zur Strahlungsaustrittsseite, der Halbleiterchip und die
Deckplatte vollständig von dem Gehäusekörper überdeckt sind.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist eine der
Strahlungsaustrittsseite abgewandte Oberseite der Deckplatte frei von einem Material des Gehäusekörpers. In Draufsicht gesehen befindet sich also kein Material des Gehäusekörpers über der Oberseite der Deckplatte und bevorzugt auch nicht über der Strahlungsaustrittsseite des Halbleiterchips.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegen die Oberseite der Deckplatte und die Gehäuseoberseite in einer gemeinsamen Ebene. Die Oberseite der Deckplatte und die Gehäuseoberseite können also bündig miteinander abschließen und glatt
ineinander übergehen.
In mindestens einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils weist dieses einen Träger mit einer Trägeroberseite auf. Mindestens ein optoelektronischer Halbleiterchip mit einer Strahlungsaustrittsseite ist an der Trägeroberseite
angebracht. Mindestens eine Deckplatte befindet sich, in Richtung weg von dem Träger, über der
Strahlungsaustrittsseite. Ein Gehäusekörper mit einer
Gehäuseoberseite umgibt den Halbleiterchip sowie die
Deckplatte ringsum, gesehen in einer lateralen Richtung parallel zu der Strahlungsaustrittsseite. Eine der
Strahlungsaustrittsseite abgewandte Oberseite der Deckplatte ist frei von einem Material des Gehäusekörpers und liegt mit der Gehäuseoberseite in einer Ebene.
Die optischen und die mechanischen Eigenschaften von
Materialien, insbesondere für den Gehäusekörper, sind in der Regel nicht unabhängig voneinander einstellbar. Speziell weisen transparente, strahlungsdurchlässige Materialien mit einer hohen Beständigkeit gegen blaue oder ultraviolette Strahlung oft nur eine geringe mechanische Härte oder
Steifigkeit auf. Durch die Verwendung der Deckplatte ist es möglich, bei der Auswahl von Materialien für den
Gehäusekörper primär die mechanischen Eigenschaften zu berücksichtigen. Hierdurch sind vergleichsweise mechanisch stabile Gehäusekörper kosteneffizient einsetzbar. Weiterhin ist es möglich, für den Gehäusekörper Materialien
einzusetzen, die eine vergleichsweise große thermische
Leitfähigkeit aufweisen und zu einer besseren Entwärmung des Halbleiterbauteils führen können.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils überragt die Reflexionsschicht, in Draufsicht auf die
Strahlungsaustrittsseite gesehen, den Halbleiterchip.
Insbesondere liegt die Reflexionsschicht, in Draufsicht gesehen, nicht über der Strahlungsaustrittsseite, sondern bevorzugt vollständig neben der Strahlungsaustrittsseite. Die Reflexionsschicht kann die Strahlungsaustrittsseite, in
Draufsicht gesehen, ringsum in Form einer geschlossenen Bahn umgeben .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform befindet sich zwischen der Strahlungsaustrittsseite des Halbleiterchips und der
Deckplatte ein Konversionselement. Das Konversionselement ist zu einer Wellenlängenkonversion einer von dem Halbleiterchip erzeugten Strahlung eingerichtet. Das Konversionselement wandelt also zumindest einen Teil der vom Halbleiterchip erzeugten Strahlung in eine Strahlung einer anderen,
insbesondere größeren Wellenlänge um. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die
Strahlungsaustrittsseite, in Draufsicht gesehen, vollständig von der Deckplatte bedeckt. Ferner bevorzugt bedeckt das Konversionselement die Strahlungsaustrittsseite vollständig. Hierbei ist es möglich, dass ein Anschlussbereich der
Strahlungsaustrittsseite für ein elektrisches
Verbindungsmittel, beispielsweise einen Bonddraht, von dem Konversionselement und/oder von der Deckplatte unbedeckt ist. Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Deckplatte und das Konversionselement aus unterschiedlichen Materialien geformt. Weisen die Deckplatte und das Konversionselement beispielsweise ein Matrixmaterial auf, in das optional weitere Partikel eines weiteren Materials eingebettet sind, so unterscheiden sich die Matrixmaterialien der Deckplatte und des Konversionselements voneinander. Die
Matrixmaterialien können allerdings der gleichen
Materialklasse, beispielsweise der Materialklasse der
Silikone oder Silikon-Epoxid-Hybridmaterialien, angehören.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Deckplatte ein Konversionselement oder umfasst die Deckplatte ein
Konversionselement. Es können die Deckplatte und das
Konversionselement also einstückig und zusammenhängend ausgebildet sein. Insbesondere ist es möglich, dass Partikel eines Konversionsmittels in das Matrixmaterial der Deckplatte eingebettet sind. Eine Konzentration der Partikel des
Konversionsmittels kann hierbei variieren und ist an der Oberseite der Deckplatte dann bevorzugt geringer als an einer dem Halbleiterchip zugewandten Seite.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die Deckplatte und das Konversionselement und/oder das Halbleiterbauteil bündig miteinander abschließende Seitenflächen auf. Mit anderen Worten können die Seitenflächen der Deckplatte, insbesondere des Hauptkörpers der Deckplatte, sowie des Konversionselements und/oder des Halbleiterchips in
Verlängerung zueinander verlaufen und glatt ineinander übergehen .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils weist die Deckplatte eine mittlere Dicke von mindestens 5 μιη oder von mindestens 10 μιη oder von mindestens 20 μιη auf.
Alternativ oder zusätzlich beträgt die mittlere Dicke der Deckplatte höchstens 250 μιη oder höchstens 50 μιη oder
höchstens 30 μιη. Eine Dicke der Reflexionsschicht, in
Richtung parallel zur Oberseite der Deckplatte, beträgt bevorzugt mindestens 10 ym oder mindestens 30 ym und/oder höchstens 500 ym oder höchstens 150 ym.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils beträgt eine Dicke des Gehäusekörpers und/oder des
Halbleiterbauteils mindestens 150 ym oder mindestens 200 ym oder mindestens 250 μιη. Alternativ oder zusätzlich beträgt die Dicke des Gehäusekörpers und/oder des Halbleiterbauteils höchstens 1000 ym oder höchstens 800 ym oder höchstens 600 ym oder höchstens 500 μιη.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils ist die Deckplatte durch ein schleifbares Silikon, Epoxid oder Silikon-Epoxid-Hybridmaterial gebildet oder umfasst ein solches Material, zum Beispiel als Matrixmaterial. Schleifbar bedeutet, dass ein Material der Deckplatte durch einen
Schleifprozess entfernbar ist. Zum Beispiel umfasst die
Opferschicht ein Dimethoxysiloxan oder ein Diphenylsiloxan oder besteht hieraus. Bevorzugt weist die Opferschicht bei Raumtemperatur eine Härte von mindestens Shore A 80 auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils ist die Deckplatte unmittelbar an der
Strahlungsaustrittsseite des Halbleiterchips angebracht. Das kann bedeuten, dass sich zwischen der Deckplatte und der Strahlungsaustrittsseite lediglich ein Verbindungsmittel wie ein Klebstoff befindet. Ferner ist es möglich, dass die
Deckplatte, beispielsweise mittels eines Druckens, direkt auf der Strahlungsaustrittsseite erzeugt ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Seitenflächen des Halbleiterchips frei von der Reflexionsschicht. Mit anderen Worten ist dann die Reflexionsschicht bevorzugt auf die Seitenflächen des Konversionselements und/oder des
Hauptkörpers der Deckplatte beschränkt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils handelt es sich bei dem Träger um einen Leiterrahmen. Der Träger weist mindestens zwei Leiterrahmenteile auf.
Beispielsweise ist der Halbleiterchip genau mit einem der Leiterrahmenteile mechanisch und elektrisch unmittelbar verbunden, etwa mittels Löten oder Kleben, und ist mit einem weiteren der Leiterrahmenteile mit einem elektrischen
Verbindungsmittel, beispielsweise in Form eines Bonddrahts, lediglich elektrisch unmittelbar verbunden. Alternativ hierzu ist es möglich, dass der Halbleiterchip mit zwei der
Leiterrahmenteile mechanisch und elektrisch unmittelbar verbunden ist. In letztgenanntem Fall handelt es sich bei dem Halbleiterchip insbesondere um einen sogenannten Flip-Chip, bei dem sich elektrische Anschlussstellen an einer einzigen Hauptseite befinden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils ist das elektrische Verbindungsmittel bereichsweise oder vollständig in den Gehäusekörper eingebettet. Mit anderen Worten ist der Gehäusekörper an das Verbindungsmittel
angeformt. Im Querschnitt gesehen ist das Verbindungsmittel ringsum von einem Material des Gehäusekörpers formschlüssig umgeben, entlang eines Teilbereichs oder vollständig entlang einer geraden oder gekrümmten Längsachse des
Verbindungsmittels.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die
Leiterrahmenteile über den Gehäusekörper mechanisch
miteinander verbunden. Insbesondere handelt es sich bei dem Gehäusekörper um das das Halbleiterbauteil mechanisch
stützende und tragende Element. Insbesondere sind die
Leiterrahmenteile nur oder im Wesentlichen nur über den
Gehäusekörper mechanisch tragfähig verbunden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils ist eine Grundfläche oder eine mittlere Größe der Deckplatte kleiner als ein Chip-Trägersubstrat des Halbleiterchips, in Draufsicht gesehen. Auf dem Chip-Trägersubstrat des
Halbleiterchips ist hierbei eine Halbleiterschichtenfolge aufgebracht. Es ist möglich, dass sich die
Halbleiterschichtenfolge nicht über das gesamte Chip- Trägersubstrat erstreckt, in Draufsicht gesehen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils weisen die Oberseite der Deckplatte und die Gehäuseoberseite durchgehende Bearbeitungsspuren auf. Solche
Bearbeitungsspuren können beispielsweise von einem Schleifen, einem Ätzen, einem Fräsen oder einem Abkratzen herrühren. Bei den Bearbeitungsspuren kann es sich insbesondere um Rillen handeln, die durchgehend und ununterbrochen von dem
Gehäusekörper auf die Deckplatte reichen. Durch solche
Bearbeitungsspuren kann auch eine Strukturierung der
Gehäuseoberseite und der Oberseite der Deckplatte realisiert sein, beispielsweise zu einer verbesserten
Strahlungsauskopplung von Strahlung aus dem Halbleiterbauteil heraus . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils umfasst dieses mindestens eine Schutzschicht. Die
Schutzschicht ist in lateraler Richtung ringsum an den
Halbleiterchip und/oder an die Deckplatte angeformt. Mit anderen Worten befindet sich die Schutzschicht dann in unmittelbarem Kontakt zu dem Halbleiterchip und/oder zu der Deckplatte. Insbesondere in jeder Seitenansicht, entlang einer Richtung parallel zur Strahlungsaustrittsseite, ist der Halbleiterchip und/oder die Deckplatte vollständig von der Schutzschicht bedeckt. Die Strahlungsaustrittsseite ist bevorzugt frei von der Schutzschicht. Ferner ist bevorzugt die Oberseite der Deckplatte sowie die Gehäuseoberseite frei von der Schutzschicht. Ferner ist die Schutzschicht bevorzugt mit denselben Verfahren, etwa Schleifen, bearbeitbar wie die Deckplatte .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Gehäusekörper in lateraler Richtung ringsum und formschlüssig an die
Schutzschicht oder an den Halbleiterchip und/oder an die Deckplatte angeformt. Mit anderen Worten umgibt der
Gehäusekörper unmittelbar und formschlüssig entweder die Schutzschicht oder den Halbleiterchip und/oder die
Deckplatte . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils ist die Deckplatte beabstandet von dem Halbleiterchip
angeordnet. Beispielsweise befindet sich zwischen dem
Halbleiterchip und der Deckplatte das Konversionselement. Die Deckplatte und der Halbleiterchip berühren sich dann nicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauteils umfasst die Deckplatte und/oder die Schutzschicht ein
Filtermittel, ein Streumittel und/oder ein Reflexionsmittel. Zum Beispiel ist das Filtermittel, das Streumittel und/oder das Reflexionsmittel durch Partikel gebildet, die in ein Matrixmaterial eingemischt sind. Die Deckplatte kann auch ein Konversionsmittel enthalten. Insbesondere ist es möglich, dass die Deckplatte eine spektrale Zusammensetzung der vom Halbleiterbauteil emittierten Strahlung nicht oder nicht signifikant beeinflusst. Die Deckplatte kann klarsichtig sein .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform überdeckt der
Gehäusekörper, in Draufsicht gesehen, die
Strahlungsaustrittsseite des Halbleiterchips und/oder eine dem Halbleiterchip abgewandte Seite des Konversionselements und/oder die Oberseite der Deckplatte nicht. Die
Strahlungsaustrittsseite ist also, in Draufsicht gesehen, frei von einem Material des Gehäusekörpers. Entsprechendes gilt bevorzugt auch hinsichtlich der Schutzschicht, sofern eine solche vorhanden ist.
Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils angegeben. Das
Halbleiterbauteil ist ausgeformt, insbesondere wie in
Verbindung mit einer oder mehrerer der oben genannten
Ausführungsformen angegeben. Merkmale des Verfahrens sind daher auch für das optoelektronische Halbleiterbauteil sowie für die Deckplatte offenbart und umgekehrt.
In mindestens einer Ausführungsform umfasst das Verfahren mindestens die folgenden Schritte:
- Bereitstellen mindestens eines optoelektronischen
Halbleiterchips mit einer Strahlungsaustrittsseite,
- separates Fertigen und Bereitstellen mindestens einer
Deckplatte,
- Anbringen des Halbleiterchips auf einer Trägeroberseite eines Trägers,
- Aufbringen der Deckplatte an der Strahlungsaustrittsseite, und
- Erstellen eines Gehäusekörpers des Halbleiterbauteils mittels Gießen oder Pressen, wobei ein Material des
Gehäusekörpers den Halbleiterchip und die Deckplatte in lateraler Richtung umgibt und wobei der Gehäusekörper
erstellt wird, nachdem der Halbleiterchip auf dem Träger angebracht ist und außerdem nachdem die Deckplatte über der Strahlungsaustrittsseite aufgebracht ist.
Die Verfahrensschritte werden bevorzugt in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt, jedoch kann eine abweichende
Reihenfolge, sofern technisch möglich, ebenfalls realisiert sein.
Bei dem genannten Verfahren wird also unabhängig von dem Halbleiterchip die Deckplatte hergestellt und anschließend an dem Halbleiterchip angebracht. Erst nachfolgend wird der Gehäusekörper erstellt und insbesondere an die Deckplatte angeformt. Hierdurch können Materialien für den Gehäusekörper verwendet werden, die strahlungsundurchlässig oder nicht stabil gegenüber der vom Halbleiterchip emittierten Strahlung sind .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Material des Gehäusekörpers auch teilweise oder vollständig über der dem Halbleiterchip abgewandten Oberseite der
Deckplatte aufgebracht. Mit anderen Worten ist die Oberseite der Deckplatte dann zumindest zeitweise nicht frei von dem Material des Gehäusekörpers.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Material des Gehäusekörpers, das sich an der Oberseite der Deckplatte befindet, in einem weiteren Verfahrensschritt abgetragen. Hierbei ist es möglich, dass auch die Deckplatte zum Teil abgetragen wird, zusammen mit dem Material des
Gehäusekörpers. Bevorzugt wird von der Deckplatte hierbei sowohl ein Teil der Reflexionsschicht als auch ein Teil des Hauptkörpers entfernt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Gehäusekörper in lateraler Richtung ringsum und formschlüssig an die Reflexionsschicht der Deckplatte und an die
Seitenflächen des Halbleiterchips angeformt. Der
Halbleiterchip als auch die Deckplatte stehen dann in
unmittelbarem, physischem Kontakt zu dem Gehäusekörper.
Nachfolgend wird eine hier beschriebene Deckplatte, ein hier beschriebenes optoelektronisches Halbleiterbauteil sowie ein hier beschriebenes Verfahren unter Bezugnahme auf die
Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine
maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines
Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Herstellung einer hier beschriebenen Deckplatte, Figur 2 ein Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen
Deckplatte,
Figuren 3 bis 5 schematische Darstellungen von
Ausführungsbeispielen von Verfahren zur Herstellung von hier beschriebenen optoelektronischen
Halbleiterbauteilen, und
Figuren 6 bis 8 schematische Darstellungen von
Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauteilen.
In Figur 1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines
Ausführungsbeispiels einer Deckplatte 5 in schematischen Schnittdarstellungen illustriert. Gemäß Figur 1A werden in einem ersten Verfahrensschritt Hauptkörper 51 der Deckplatte 5 bereitgestellt. Die Hauptkörper 51 sind beispielsweise auf einem Zwischenträger 12 angebracht und aus einem Silikon geformt . Im Verfahrensschritt gemäß Figur 1B werden die Hauptkörper 51 mit einer Reflexionsschicht 55 umgeben. Die Reflexionsschicht 55 wird sowohl an Seitenflächen 54 des Hauptkörpers 51 als auch an einer dem Zwischenträger 12 abgewandten Hauptseite 57 des Hauptkörpers angebracht. Bei der Reflexionsschicht 55 kann es sich um eine metallische Schicht handeln. Bevorzugt ist die Reflexionsschicht 55 beispielsweise durch ein Silikon gebildet, in das reflektierende Partikel, etwa aus
Titandioxid, eingebettet sind. Die Reflexionsschicht 55 erscheint dann bevorzugt weiß.
Im Verfahrensschritt gemäß Figur IC wird die
Reflexionsschicht 55 zwischen den benachbarten Hauptkörpern 51 zum Teil entfernt, sodass keine durchgehende
Materialverbindung zwischen benachbarten Hauptkörpern 51 mehr vorhanden ist.
Der Verfahrensschritt gemäß Figur 1B ist optional. Es ist ebenso möglich, dass die Reflexionsschicht 55 unmittelbar so wie in Figur IC dargestellt auf die Hauptkörper 51
abgeschieden wird.
In Figur 1D ist die fertige Deckplatte 5 gezeigt. Mit
Ausnahme einer der Hauptseiten 57 ist der Hauptkörper 51 ringsum von der Reflexionsschicht 55 umgeben. Die
Reflexionsschicht 55 an der in Figur 1D oberen Hauptseite 57 kann hierbei eine andere Dicke aufweisen als die
Reflexionsschicht 55 an den Seitenflächen 54.
In Figur 2 ist in einer Schnittdarstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel der Deckplatte 5 illustriert. In Figur 2 sind nur die Seitenflächen 54 von der Reflexionsschicht 55 bedeckt, beide Hauptseiten 57 sind frei von der
Reflexionsschicht 55.
Die Deckplatte 5 gemäß Figur 2 kann analog zu der Deckplatte 5 gemäß Figur 1 hergestellt sein. In Abwandlung zum Verfahrensschritt gemäß Figur IC kann die Reflexionsschicht 55 auch von der dem Zwischenträger 12 abgewandten Hauptseite 57 entfernt werden oder es wird die Reflexionsschicht 55 nur an den Seitenflächen 54 aufgebracht.
Ein Herstellungsverfahren für ein optoelektronisches
Halbleiterbauteil 1 ist in Figur 3 in schematischen
Schnittdarstellungen illustriert. Gemäß Figur 3A wird ein Träger 2 in Form eines Leiterrahmens mit den
Leiterrahmenteilen 21, 22 bereitgestellt. Auf dem
Leiterrahmenteil 21 ist ein optoelektronischer Halbleiterchip 3, beispielsweise eine Leuchtdiode, an einer Oberseite 20 aufgebracht. Der Halbleiterchip 3 umfasst ein Chipsubstrat 32, auf dem eine Halbleiterschichtenfolge 33 aufgebracht ist. Eine Strahlungsaustrittsseite 30 des Halbleiterchips 3 ist der Oberseite 20 des Trägers 2 abgewandt.
Eine elektrische Kontaktierung des Halbleiterchips 3 erfolgt über die beiden Leiterrahmenteile 21, 22. Eine Verbindung zwischen dem Chipsubstrat 32 und dem Leiterrahmenteil 22 ist über ein elektrisches Verbindungsmittel 7, beispielsweise ein Bonddraht, hergestellt. Anders als dargestellt ist es
möglich, dass über das elektrische Verbindungsmittel 7 die Strahlungsaustrittsseite 30 der Halbleiterschichtenfolge 33 kontaktiert ist. Es können auch mehrere der Verbindungsmittel 7 vorhanden sein.
Optional sind während des Herstellungsverfahrens die
Leiterrahmenteile 21, 22 zu einer mechanischen Fixierung auf dem Zwischenträger 12 angebracht. Auf dem Zwischenträger 12 können, anders als dargestellt, eine Vielzahl der Träger 2 und der Halbleiterchips 3 zum Beispiel matrixartig angeordnet sein . Im Verfahrensschritt gemäß Figur 3B wird auf der Strahlungsaustrittsseite 30 die Deckplatte 5 angebracht, beispielsweise aufgeklebt. Die Deckplatte 5 kann gestaltet sein, wie in Verbindung mit Figur 1 angegeben. Insbesondere überdeckt die Reflexionsschicht 55 die
Strahlungsaustrittsseite 30 im Verfahrensschritt gemäß Figur 3B vollständig. Gemäß Figur 3C wird der Gehäusekörper 6 erzeugt,
beispielsweise mittels Spritzen oder Pressen oder Gießen. Der Halbleiterchip 3, der Träger 2 sowie die Deckplatte 5 sind von dem Zwischenträger 12 und dem Gehäusekörper 6 vollständig umschlossen. Es ist der Halbleiterchip 3, in Draufsicht gesehen, vollständig von dem Gehäusekörper 6 überdeckt. Das Verbindungsmittel 7 wird vollständig in den Gehäusekörper 6 eingebettet .
Im Verfahrensschritt gemäß Figur 3D werden der Gehäusekörper 6 sowie die Deckplatte 5 zum Teil entfernt, sodass die
Oberseite 50 der Deckplatte 5 entsteht und freigelegt wird. Hierbei wird sowohl Material der Reflexionsschicht 55 als auch des Hauptkörpers 51 teilweise entfernt. Anders als in Figur 3D dargestellt, ist es auch möglich, dass die Reflexionsschicht 55 in Kontakt mit dem Verbindungsmittel 7 steht. Bevorzugt sind jedoch das Verbindungsmittel 7 sowie die Deckplatte 5 voneinander beabstandet, wie in Figur 3D gezeigt .
In Figur 3E ist das fertige Halbleiterbauteil 1 gezeigt. Es ist der Zwischenträger 12 entfernt. Ein weiteres Herstellungsverfahren des Halbleiterbauteils 1 ist in Figur 4 veranschaulicht. Gemäß Figur 4A werden der Träger 2 und der Halbleiterchip 3 bereitgestellt, vergleiche auch Figur 3A.
Beim Verfahrensschritt, wie in Figur 4B dargestellt, wird die Deckplatte 5 auf der Strahlungsaustrittsseite 30 aufgebracht. Die der Strahlungsaustrittsseite 30 abgewandte Hauptseite 57 des Hauptkörpers 51 ist von der Reflexionsschicht 55 nicht bedeckt. Die Deckplatte 5 ist bevorzugt ausgeformt, wie in Verbindung mit Figur 2 angegeben.
Der Gehäusekörper 6 wird im Verfahrensschritt gemäß Figur 4C erzeugt. Anders als gemäß Figur 3C wird gemäß Figur 4C die Oberseite 50 der Deckplatte 5 nicht von einem Material des
Gehäusekörpers 6 überzogen. Ein Entfernen eines Materials des Gehäusekörpers 6 sowie der Deckplatte 5, nachträglich nach dem Erzeugen des Gehäusekörpers 6, ist dann nicht
erforderlich. Alternativ zu dem Verfahrensschritt, wie in Figur 4C gezeigt, kann der Gehäusekörper auch analog zu Figur 3C geformt und nachträglich teilweise entfernt werden.
Das Entfernen des Zwischenträgers 12 von dem fertigen
Halbleiterbauteil 1 ist in Figur 4 nicht illustriert.
Beim Herstellungsverfahren gemäß Figur 5A werden der
Halbleiterchip 3 sowie die Deckplatte 5 von einer
Schutzschicht 9 in lateraler Richtung ringsum und optional auch an der Oberseite 50 der Deckplatte 5 umgeben. Bei der Schutzschicht 9 handelt es sich insbesondere um eine Schicht, die den später zu erzeugenden Gehäusekörper 6 vor blauer oder ultravioletter Strahlung vom Halbleiterchip 3 schützt. Die Schutzschicht 9 ist beispielsweise durch eine Silikon-Matrix gebildet, in die Partikel aus Titandioxid oder aus Ruß eingebettet sind. Die Schutzschicht 9 ist formschlüssig an den Halbleiterchip 3 sowie an die Deckplatte 5 angeformt und kann das Verbindungsmittel 7 bereichsweise einbetten. Anders als in Figur 5A dargestellt, ist es nicht erforderlich, dass Seitenwände der Schutzschicht 9 senkrecht zu der
Trägeroberseite 20 orientiert sind.
Nach dem Erzeugen des Gehäusekörpers 6, beispielsweise wie in Verbindung mit Figur 3C oder Figur 4C angegeben, wird die Schutzschicht 9 über der Oberseite 50 der Deckplatte 5 bevorzugt vollständig entfernt, siehe Figur 5B. Die
Deckplatte 5, die Schutzschicht 9 sowie der Gehäusekörper 6 schließen in eine Richtung weg von dem Träger 2 bündig miteinander ab und bilden eine ebene zusammenhängende Fläche. Die Leiterrahmenteile 21, 22 gemäß Figur 5 sind
unterschiedlich groß ausgebildet, wie dies auch in allen anderen Ausführungsbeispielen der Fall sein kann. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 ist der Träger 2 beispielsweise durch eine Keramik gebildet, die elektrische Durchkontaktierungen 8 aufweist. Elektrische Kontaktflächen sind in Figur 6 nicht eigens dargestellt. Eine laterale
Ausdehnung des Gehäusekörpers 6 entspricht einer lateralen Ausdehnung des Trägers 2.
Wie in allen anderen Ausführungsbeispielen auch, kann
zwischen dem Halbleiterchip 3 und der Deckplatte 5 ein
Konversionselement 4 angebracht sein. Das Konversionselement 4 bedeckt im Wesentlichen die gesamte
Strahlungsaustrittsseite 30 des Halbleiterchips 3. Das
Konversionselement 4 wiederum ist im Wesentlichen vollständig und bündig von dem Hauptkörper 51 der Deckplatte 5 überdeckt. Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 ist der Halbleiterchip 3 ein so genannter Dünnfilm-Chip, der kein Chipsubstrat 32 aufweist. Eine Dicke der Deckplatte 5 übersteigt dann eine Dicke der Halbleiterschichtenfolge 33. In einem Eckbereich ist, wie bevorzugt auch in allen anderen
Ausführungsbeispielen, eine Aussparung 59 in der Deckplatte 5 vorgesehen, vergleiche auch die Draufsicht gemäß Figur 8. In Figur 8 ist ferner zu sehen, dass Bearbeitungsspuren 65, beispielsweise Schleifspuren, von dem Gehäusekörper 6 durchgehend über die Deckplatte 5 verlaufen. Die
Bearbeitungsspuren 65 können deutlich dichter gepackt sein als in Figur 8 schematisch illustriert und rillenartig geformt sein. Ebenso können die Bearbeitungsspuren 65 auch entlang gerader Linien verlaufen, anders als in Figur 8 illustriert .
Die hier beschriebene Erfindung ist nicht durch die
Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele 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 .
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2012 102 421.9, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Claims

Patentansprüche
Deckplatte (5) zum Aufbringen an einer
Strahlungsaustrittsseite (30) eines optoelektronischen Halbleiterchips (3) ,
wobei die Deckplatte (5) einen strahlungsdurchlässigen Hauptkörper (51) und eine Reflektionsschicht (55) aufweist,
wobei die Reflexionsschicht (55) formschlüssig an
Seitenflächen (54) des Hauptkörpers (51) angeformt ist und den Hauptkörper (51) an den Seitenflächen (51) ringsum umgibt.
2. Deckplatte (5) nach dem vorhergehenden Anspruch,
bei dem der Hauptkörper (51) zwei einander
gegenüberliegende Hauptseiten (57) aufweist, die durch die Seitenflächen (54) miteinander verbunden sind, wobei die Reflektionsschicht (55) genau eine der
Hauptseiten (57) bedeckt, und
wobei die nicht von der Reflexionsschicht (55) bedeckte Hauptseite (50, 57) dazu eingerichtet ist, an der
Strahlungsaustrittsseite (30) angebracht zu werden.
3. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) mit
- einem Träger (2) mit einer Trägeroberseite (20),
- mindestens einem optoelektronischen Halbleiterchip (3) mit einer Strahlungsaustrittsseite (30), der an der
Trägeroberseite (20) angebracht ist,
- mindestens einer Deckplatte (5) nach Anspruch 1, die sich, in Richtung weg von dem Träger (2), über der Strahlungsaustrittsseite (30) befindet, und
- einem Gehäusekörper (6) mit einer Gehäuseoberseite
(60) , wobei der Gehäusekörper (6) in lateraler Richtung, parallel zu der Strahlungsaustrittsseite (30), den Halbleiterchip (3) und die Deckplatte (5) ringsum umgibt, und
wobei eine der Strahlungsaustrittsseite (30) abgewandte Oberseite (50, 57) der Deckplatte (5) frei von einem Material des Gehäusekörpers (6) ist und mit der
Gehäuseoberseite (60) in einer Ebene liegt.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach dem vorhergehenden Anspruch,
bei dem die Reflexionsschicht (55) , in Draufsicht auf die Strahlungsaustrittsseite (30) gesehen, den
Halbleiterchip (3) überragt.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach Anspruch 3 oder 4,
bei dem sich zwischen der Strahlungsaustrittsseite (30) und der Deckplatte (5) ein Konversionselement (4) zu einer Wellenlängenkonversion der von dem Halbleiterchip
(2) erzeugten Strahlung befindet, wobei das
Konversionselement (4), in Draufsicht auf die
Strahlungsaustrittsseite (30) gesehen, vollständig von der Deckplatte (5) bedeckt ist und wobei die Deckplatte
(5) und das Konversionselement (4) aus
unterschiedlichen Materialien geformt sind, oder bei dem die Deckplatte (5) ein Konversionselement (4) ist oder ein Konversionselement (4) umfasst.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
bei dem eine mittlere Dicke der Deckplatte (5) zwischen einschließlich 5 ym und 50 ym oder zwischen
einschließlich 10 ym und 250 ym beträgt, wobei die Deckplatte (5) ein schleifbares Silikon, Epoxid oder Silikon-Epoxid-Hybridmaterial umfasst oder hieraus besteht.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
bei dem die Deckplatte (5) unmittelbar an der
Strahlungsaustrittsseite (30) angebracht ist,
wobei Seitenflächen (35) des Halbleiterchips (3) frei von der Reflexionsschicht (55) sind.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 7,
bei dem der Träger (2) durch mindestens zwei
Leiterrahmenteile (21, 22) eines Leiterrahmens gebildet ist, wobei der Halbleiterchip (3) auf einem der
Leiterrahmenteile (21) befestigt ist und über ein elektrisches Verbindungsmittel (7) mit einem anderen der Leiterrahmenteile (22) elektrisch verbunden ist, wobei das Verbindungsmittel (7) mindestens
bereichsweise in den Gehäusekörper (6) eingebettet ist, und
wobei die Leiterrahmenteile (21, 22) über den
Gehäusekörper (6) mechanisch miteinander verbunden sind .
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 8,
bei dem, in Draufsicht auf die Strahlungsaustrittsseite (30) gesehen, eine Fläche der Deckplatte (5) um
höchstens 50 % größer ist als eine Grundfläche des Halbleiterchips (3) . Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 9,
bei dem die Oberseite (50, 57) der Deckplatte (5) und die Gehäuseoberseite (60) durchgehende
Bearbeitungsspuren (65) aufweisen.
Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 10,
bei dem an den Halbleiterchip (3) und/oder an die
Deckplatte (5) in lateraler Richtung ringsum und formschlüssig eine Schutzschicht (9) angeformt ist, wobei der Gehäusekörper (6) in lateraler Richtung ringsum und formschlüssig an die Schutzschicht (9) angeformt ist.
Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils (1) mit den Schritten:
- Bereitstellen mindestens eines optoelektronischen Halbleiterchips (3) mit einer Strahlungsaustrittsseite (30) ,
- separates Fertigen und Bereitstellen mindestens einer Deckplatte (5) nach Anspruch 1 oder 2,
- Anbringen des Halbleiterchips (3) auf einer
Trägeroberseite (20) eines Trägers (2),
- Aufbringen der Deckplatte (5) an der
Strahlungsaustrittsseite (30), und
- Erstellen eines Gehäusekörpers (6) des
Halbleiterbauteils (1) mittels Gießen oder Pressen, wobei ein Material des Gehäusekörpers (6) den
Halbleiterchip (3) und die Deckplatte (5) in lateraler Richtung ringsum umgibt,
wobei der Gehäusekörper (5) erstellt wird, nachdem der Halbleiterchip (3) auf dem Träger (2) angebracht wird und außerdem nachdem die Deckplatte (5) über der
Strahlungsaustrittsseite (30) aufgebracht wird.
13. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,
bei dem das Material des Gehäusekörpers (6) über einer dem Halbleiterchip (3) abgewandten Oberseite (50, 57) der Deckplatte (5) aufgebracht wird, und
wobei das Material des Gehäusekörpers (6), das sich über der Oberseite (50, 57) der Deckplatte (5)
befindet, nachfolgend abgetragen wird und ebenso ein Material der Deckplatte (5) entfernt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13,
bei dem der Gehäusekörper (6) in lateraler Richtung ringsum und formschlüssig an die Reflexionsschicht (55) der Deckplatte (5) und an Seitenflächen (35) des
Halbleiterchips (3) angeformt wird.
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