WO2016207220A1 - Herstellung elektronischer bauelemente - Google Patents

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WO2016207220A1
WO2016207220A1 PCT/EP2016/064421 EP2016064421W WO2016207220A1 WO 2016207220 A1 WO2016207220 A1 WO 2016207220A1 EP 2016064421 W EP2016064421 W EP 2016064421W WO 2016207220 A1 WO2016207220 A1 WO 2016207220A1
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metal foil
recesses
connection elements
shaped body
semiconductor chips
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Martin Brandl
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Osram Opto Semiconductors GmbH
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    • H10W90/756—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires between a chip and a stacked lead frame, conducting package substrate or heat sink

Definitions

  • the invention relates to a method for producing electronic components.
  • the invention further relates to an electronic component.
  • Electronic components such as optoelectronic ⁇ specific components for generating light radiation may be realized in the form of QFN packages (Quad Flat No Leads).
  • a metallic lead frame is provided which may be formed of copper and provided with a metallic coating and which is overmoulded with a molding compound to form a molding.
  • the ladder ⁇ frame has connecting surfaces and the connecting surfaces connecting connecting webs (so-called tie bars or support bars) on.
  • the molded body is formed with recesses over which the connecting surfaces are exposed on a front side. At these locations, semiconductor chips are arranged on the pads and electrically connected to the pads. The backs of the pads also remain free, making the manufactured devices suitable for surface mounting.
  • Runaway ⁇ leads After placing the semiconductor chip further processes such as filling the recesses with a potting compound and a separating device of the composite produced in this way are Runaway ⁇ leads.
  • separating takes place a severing of the molding and the connecting webs of the lead frame, so a severing of an inhomogeneous combination of materials. This process is carried out by means of a sawing process.
  • the inhomogeneous Material combination limits the possible shegegeschwindig ⁇ speed to produce clean outer edges of the components. Since ⁇ the severing is associated with a high time and Maschinenauf ⁇ wall.
  • connecting webs in the individual components extend to the outsides thereof, and are therefore susceptible to corrosion.
  • the object of the present invention is to provide a solution for an improved production of electronic components.
  • a method for producing electronic components includes providing a metal foil, placing the metal foil on a submount, and
  • the removal of the subcarrier can not be performed after, but before arranging semiconductor chips on connection elements. This will be discussed in more detail below.
  • the separate connecting elements can be held or carried by the auxiliary carrier so that the further processing or the formation of the shaped body can take place.
  • the subcarrier can also provide for a rear-side sealing of the connection elements in forming the molded body, so that Verunrei ⁇ nigen of backs of the connection elements can be avoided.
  • connection elements instead of using a metallic lead frame with Anschlußflä ⁇ chen and connecting webs makes it possible to singulate the component composite only to cut the molding. In this way, this process can be done easily and quickly. As a result, a high manufacturing ⁇ throughput and consequently a cost savings are possible.
  • the composite device may further be verwirk ⁇ light due to the Ausbil ⁇ the separate connection elements, instead of using a lead frame, with a high packing density. This also leads to a cost saving.
  • the components can be corrosion-resistant and insensitive to short-circuits. Also, the components can have a high density, so that penetration of harmful substances into the component interior can be avoided.
  • the cutting of the shaped body for separating the component composite by sawing takes place. This is possible with a high sawing speed of, for example, up to 500mm / s. In a conventional manufacturing ⁇ method sawing by the present here inhomoge ⁇ ne material combination (moldings, connecting webs), however, at a much lower sawing speed, for example, only about 50mm / s performed.
  • the electronic components produced can be so-called QFN packages (Quad Fiat No Leads) which are suitable for surface mounting (SMT, Surface Mounting Technology). are net.
  • the metallic connection elements can be exposed on a rear side of the components.
  • the components can be soldered, for example, to a printed circuit board. Due to the underlying structuring of the metal foil, the connection elements can be realized in the form of sheet-like layer elements or bonding pads.
  • the produced electronic components may be the further single chip components.
  • the Bauele ⁇ elements each have a resulting from the molding body housing body having a recess, a plurality or two separate and rear-exposed connecting elements, and a semiconductor chip.
  • the semiconductor chip may be arranged ⁇ in training perception of the housing body on a connecting element.
  • the removal of the auxiliary carrier can WUR as indicated above ⁇ de, after forming the molded article and prior to placement of semiconductor chips carried on the connecting elements ⁇ . After the formation of the shaped body the Anschlus ⁇ sieri can be held together over the forming body, so that the subcarrier with respect to this function can be dispensed with.
  • the removal of the auxiliary carrier can also be carried out after the arrangement of semiconductor chips on connecting elements and before the cutting of the shaped body.
  • the provided metal foil may have a thickness in a range from Be ⁇ 30ym to 500ym.
  • the provided metal foil on a metallic base layer which is coated with egg ⁇ ner metallic layer.
  • the resulting metallic connecting elements are coated in a corresponding manner with the metallic layer. Due to the coating, the connection elements can be solderable and suitable for connecting bonding wires.
  • the base layer may be, for example, a layer or Act foil of copper.
  • the metallic layer arranged thereon may be formed as a single layer or as a multilayer in the form of a stack of several partial layers.
  • the Be layers may ⁇ be carried out by means of one, or a multi-layered configuration with the aid of a plurality of successive metallization.
  • connection elements with egg ⁇ ner such a solderable coating following training may also come into consideration guide die.
  • the procedure for the formation of the shaped body before the Ausbil ⁇ perform a solderable coating makes it possible to achieve a good adhesion between the shaped body and the connection elements. It is also possible for any gaps between the connection elements and the shaped body to be closed by the coating. As a result, the electronic components can be manufactured in a reliable manner with a high density.
  • the auxiliary carrier can be removed.
  • the willingness asked metal foil which is patterned on the auxiliary carrier in the se ⁇ Paraten metallic connecting elements be egg ⁇ ne uncoated metallic foil of copper, for example. In this way, the presence of good adhesion between the molded body and the connecting elements can be further promoted.
  • Possible examples of the above-mentioned metallization processes used for coating are electroplating electroplating or electroless plating.
  • the auxiliary carrier is a carrier film.
  • the carrier film may be a plastic film which has an adhesive layer on one side.
  • ⁇ ser placing the metal foil on the auxiliary carrier may comprise a laminating the carrier film to the metal foil.
  • the use of a carrier film makes it possible to carry out the process in a simple and cost-effective manner. Also can be achieved with the help of a carrier film, a reliable back sealing of the connection elements.
  • the patterning the metal film in the separate connection elements is performed by using egg ⁇ nes etching process. This can be a wet-chemical etching process. With regard to such a process, an etch-resistant carrier film can be used as auxiliary carrier. Possible is for example the
  • the forming of the shaped body with the recesses comprises performing a Form L. Mold process.
  • a suitable molding compound is applied to the auxiliary carrier and the connecting elements located thereon.
  • the molding material can be a plastic material, for example an epoxy or silicone material ⁇ include.
  • the molding material may comprise a particulate filler as ⁇ rin contained, for example, Si02-Ti02 particles and particles.
  • the SiO 2 Particles may have a small coefficient of thermal expansion of the molded body, and be adapted in this way to the thermal expansion coefficient of the connecting elements. With the help of the Ti02 particles, a white color of the molded body can be achieved.
  • an additional process for removing residues of the molding compound on front sides of the connecting elements may optionally be performed (deflashing).
  • the molding process may be a molding process (transfer mole ⁇ ding). Also possible is a film-supported
  • the shaped body can be designed such that at least two Anschlus ⁇ setti are released at a front partially each recess of the molded body. Within each recess may be present between each two connecting elements a web-shaped part of the molding, which may have a smaller thickness than a surrounding recess of the associated recess of the molding.
  • a corresponding semiconductor chip can be arranged in each recess of the molded body.
  • the semiconductor chips For the semiconductor chips used, different configurations may be considered. For example, it is possible for the semiconductor chips to have a front-side contact and a back-side contact. In this case, a semiconductor chip placed in a recess of the molded body can be electrically and mechanically connected to the rear contact with a connection element. A connection can be over "
  • connection structure for example a bonding wire.
  • a semiconductor chip having, for example, two rear-side contacts, or two front faces ⁇ contacts.
  • a semiconductor chip with the two rear-side contacts can be arranged on two connecting elements and are connected to them via a entspre ⁇ sponding compound layer (for example, a solder layer, a layer of a conductive adhesive or a gesinter ⁇ th layer of, for example silver).
  • a semiconductor chip can be arranged on a connection element, one of the two front-side contacts via a connecting structure and a bonding wire to the same terminal and the other Vorderactedkon ⁇ clock via a further connection structure or another bond wire can be connected to a further connection elements.
  • three connection elements may be provided for one semiconductor chip, of which two connection elements are used for connection to the front side contacts, and a further connection element is used for fastening the semiconductor chip.
  • a potting compound is introduced into the recesses of the shaped body. This step may be carried out in Ranele ⁇ elements in the recesses of the shaped body and before removing the auxiliary carrier after the arrangement of the semiconductor chip. With the help of the potting compound, the semiconductor chips can be encapsulated and thereby protected from external influences.
  • the auxiliary carrier When filling the recesses of the shaped body, the auxiliary carrier can likewise ensure a sealing of the connecting elements on the back, so that, in spite of the fact that gender gaps between the molding and the connection elements contamination of back sides of the connection elements can be avoided.
  • the electronic components produced are optoelectronic components.
  • optoelectronic ⁇ African semiconductor chips are arranged on connection elements in the recesses of the shaped body.
  • opto ⁇ electronic semiconductor chips can be used, which are designed to generate light radiation. These can be light-emitting diode chips.
  • a casting compound Ver ⁇ be introduced into the recesses of the shaped body which has a radiation-transmissive potting or plastic material, for example a silicone material.
  • Potting compound may additionally embedded in the potting ⁇ tete phosphor particles for radiation conversion. In this way, the casting compound can convert at least part of a light radiation generated by the semiconductor chips during operation.
  • the method includes forming recesses in the metal foil prior to placing the metal foil on the submount.
  • the recesses are formed on a first side of the metal foil.
  • material of the metal foil is removed starting from a second side of the metal foil opposite the first side in the region of the depressions. This is done such that the connection elements have an anchoring structure for anchoring ⁇ of the molding at the edge. In this way, a good adhesion or connection between the molding and the connection elements can be achieved because Due to the anchoring structure, a mechanical form closure can occur.
  • the metal foil provided with the depressions can be arranged with the first side on the auxiliary carrier.
  • the first and second sides of the metal foil may be opposite major sides of the metal foil.
  • the depressions may coherently or merge into one another and are as well as the recesses areas of the metal film can be formed which may have the corresponding ⁇ according to the following connection elements formed shapes.
  • the formation of the depressions can be carried out with the aid of an etching process.
  • the patterning of the metal foil in the connecting elements may be such that in this case material is removed in distance ranges which have a smaller width than the previously madebil ⁇ Deten wells.
  • the separate connection elements produced by structuring can have a step shape at the edge, which can serve as anchoring structure.
  • multi-chip components are Herge ⁇ is having a plurality of semiconductor chips.
  • the ⁇ like components may, for example, each have a resulting from the molding body housing body having a plurality of separate recesses, in which semiconductor chips can be arranged on corresponding connection elements.
  • multi-chip components can be manufactured, which each have a ⁇ wells emerged from the molded body housing body having a common recess for a plurality of semiconductor chips.
  • a plurality of semiconductor chips can be arranged on individual or also on one or more common connection elements.
  • a plurality of semiconductor chips placed in a common recess of the molded body can be electrically connected to one another, for example with the aid of bonding wires.
  • auxiliary carrier a carrier film which is disposed on a solid support or to a higher Stability formality to provide.
  • the carrier film may be formed as indicated above.
  • the solid support can be, for example, a metal-based support, a glass support or a plastic-based support.
  • the carrier film can be arranged on the solid support before or after the metal foil is arranged on the carrier film.
  • a Be ⁇ fixing the support film on the solid support may be realized by means of an adhesive.
  • a double-sided adhesive film between the support film and the solid support may further be used.
  • an electronic component which is produced by carrying out the above-mentioned method or one or more embodiments of the method.
  • the component has a housing body which has emerged from the molding by cutting. Furthermore, the component has a circumferential circumferential surface, which is formed exclusively by the housing body, and thus the molding compound. On the lateral surface zoom reaching connecting webs are therefore not available. Therefore, the component can be corrosion-resistant and be sensitive to short circuits.
  • This embodiment is a consequence of the formation of separate connection elements and the severing of only the shaped body.
  • the lateral boundary or edge region of the component falls under the expression lateral surface used here.
  • the cladding ⁇ area which is present between a front and a rear side of the device may be together from all the lateral outer sides or side flanks / Areas of the component mengive.
  • the component produced according to the method may, for example, in plan view, have a rectangular contour or, as a whole, a parallelepiped shape, so that the lateral surface can be composed of four side walls or side surfaces which adjoin one another at right angles.
  • the housing body of the device may have at least one recess.
  • the component can we ⁇ ilias two separate and exposed to a rear side connection elements, and have at least one semiconductor chip on ⁇ .
  • the semiconductor chip can be arranged in or in a recess of the housing body on at least one metallic connection element.
  • the at least one Ausneh ⁇ mung may also be filled with a potting compound.
  • the component may be a single-chip component or else a multi-chip component.
  • the component can be an optoelectronic component.
  • Is 1 to 12 is formed a possible process sequence for manufacturing electronic devices, in which a metal film disposed on a carrier film and at ⁇ circuit elements is structured into separate, a molded article having Ausneh ⁇ rules, semiconductor chips are disposed in the recesses on connection elements Recesses are filled with a potting compound and a singulation is performed;
  • Figures 13 to 19 a further possible process sequence for manufacturing electronic devices in which, in contrast to the process sequence of Figures 1 to 12 arrival circuit elements are metalli ⁇ Siert after forming the shaped body;
  • FIGS. 20 to 28 show a further possible method sequence for the production of electronic components in which, in contrast to the method sequence of FIGS. 1 to 12, recesses are formed in the metal foil prior to the arrangement of the metal foil on the carrier foil;
  • Figures 29 to 36 are another possible procedure for preparation of electronic components, in which in contrast to the process sequence of Figures 20 to 28 An ⁇ circuit elements after the formation of the shaped body metalli ⁇ Siert. Based on the following schematic figures are possible
  • Embodiments of a method for producing electronic components described In this context, semiconductor technology and the production of electronic Elements known processes are performed and come in these areas common materials are used, so that it is only partially discussed. In the same way, the components can be manufactured in addition to components shown and described with other components and structures. It is further noted that the figures are merely schematic in nature and are not to scale. In this sense, components and structures shown in the figures may be exaggerated or oversized for clarity.
  • FIGS. 1 to 12 show a possible method for producing electronic components 100.
  • the components 100 are surface-mountable single-chip components, each of which is realized in the form of a QFN package (Quad Fiat No Leads).
  • Each device 100 has a single semiconductor chip 150.
  • the devices 100 it may be radiation-optoelekt ⁇ tronic components 100th
  • optoelectronic semiconductor chips 150 are used, which are designed for generating radiation.
  • FIGS. 1 to 12 illustrate the method on the basis of lateral representations and top views. It should be noted that instead of the conditions shown in the figures, a much larger bond can be made.
  • the figures can be understood in this sense as a partial representation of the procedural ⁇ rens.
  • a metal foil 110 is provided, which is shown in Figure 1 from the side.
  • a thickness of the metal foil 110 may be in a range of 30ym to 500ym.
  • the metal foil 110 has a metallic base layer 111, which is coated on the front and rear with a metallic layer 112.
  • the layer 111 can, for example, be formed of Cu.
  • Neten metallic layer 112 may be achieved that metallic terminal members 131, 132 which are formed in the process by patterning the metal film 110 (see figs. 3, 4), a solderable and to connect bond wires 151 have suitable surface.
  • the metallic layer 112 may be formed from a single layer of In ⁇ game Ag. Also possible is a multi-layered embodiment, not shown, in the form of a stack of several partial layers, for example of Ni, Ag or Ni, Pd, Au or Ni, Au.
  • the metallic layer 112 can be produced on the layer 111 with the aid of one or more successive metallization methods.
  • An example of a metallization process is electroplating
  • the provided metal foil 110 as ge ⁇ shows in Figure 2 is arranged on a subcarrier serving as carrier sheet 120th This operation is performed by laminating the carrier film 120 to the metal foil 110.
  • the carrier foil 120 ⁇ is a plastic film which has on one side an adhesive layer, not shown, on ⁇ . With this side, the carrier foil 120 is glued onto the metal foil 110.
  • the carrier film 120 is etch resistant.
  • the carrier foil 120 can be, for example, a film of PI (polyimide) or PET (polyethylene terephthalate) provided with an adhesive layer.
  • the on the carrier film 120 is arrange ⁇ te metal foil 110 is, as shown in Figure 3 from the side and in Figure 4 in plan, structured in separate area Anschlus ⁇ simplantation 131, 132 with different lateral dimensions.
  • the metallic connection elements 131, 132 are spatially separated, and not by material the connecting elements 131, 132 and the underlying metal foil 110 connected to each other.
  • connection elements 131, 132 are formed with a right angle type ⁇ and in the form of a grid of rows and columns on the carrier film 120 may.
  • the connection elements 131, 132 have a planar structure, and are therefore referred to below as connection pads (bond pads). Furthermore, the larger connection surfaces 131 are referred to as first connection surfaces 131, and the smaller connection surfaces 132 as second connection surfaces 132. For each of the components 100 produced in the method, a pair of first and second pads 131, 132 is provided.
  • etching process is a wet chemical etch process, which Runaway with a suitable etchant is ⁇ leads. This has the consequence that the metallic connection surfaces 131, 132 at the edge have the isotropic rounded etching edges indicated in FIG.
  • an etching mask for example, a photoresist mask is formed on the metal foil 110 ⁇ and advertising away from this again after etching the.
  • a mechanical masking may alternatively be used (not shown in each case).
  • the formation of the separate pads 131, 132 instead of the conventional use of a ladder frame with pads and connecting webs offers the possibility of forming the pads 131, 132 with small distances to each other. As a result, the component composite can be manufactured with a high packing density.
  • a molding process for example, ⁇ a transfer molding process (transfer molding) is performed, in which a molding compound (Mold Compound) on the carrier film 120 and the pads 131, 132 is applied.
  • the ⁇ ser process is performed using a non-illustrated work ⁇ zeugs.
  • the carrier film 132 may be 120, a back sealing the arrival terminal areas 131, cause, so that the Ranflä ⁇ surfaces 131, 132 at the back is not covered with the molding composition of the ⁇ .
  • the molding compound may comprise a plastic material, for example an epoxy material or silicone material.
  • the molding compound may further be highly filled with a particulate filler (not shown).
  • the filler may be SiO 2 particles and TiO 2 particles.
  • the molded body 140 may have a small coefficient of thermal expansion, and in this way be adapted to the thermal expansion coefficients of the metallic connecting surfaces 131, 132. Due to the TiO 2 particles, the molded body 140 may have a white color. After application, the molding compound can be cured.
  • the molded body 140 is formed with cavities or recesses 141, via which the connection surfaces 131, 132 are exposed on egg ⁇ ner front.
  • Each recess 141 is ei ⁇ nem pair of a first and a second pad 131, 132 associated with so that they are free front side.
  • the recesses 141 are formed corresponding to the grid of the connection surfaces 131, 132.
  • the connection surfaces 131, 132 are partially covered on the front by the molded body 140.
  • the recesses 141 have a widening in a direction away from the connection surfaces 131, 132 form with obliquely to the connection surfaces 131, 132 extending side walls so that the recesses 141 can serve as reflectors in the manufactured components 100.
  • the recesses 141 as shown in Figure 6, have a rectangular contour with rounded corners.
  • the molded body 140 is also located laterally next to or between the connection surfaces 131, 132, and extends to the carrier film 120 at these locations. These include lienssei ⁇ term sections of the recesses 141 surrounding and side walls of the recesses 141 forming part of the molded body 140, and between the pads 131, 132 existing webs 142 of the molded body 140.
  • the webs 142 have a smaller thickness than the recesses 141 surrounding part the shaped body 140. as shown in Figure 5, the webs 142 may have the same thickness as the connection ⁇ surfaces 131, 132nd
  • connection surfaces 131, 132 it is possible for the connection surfaces 131, 132 to have undesired residues of the molding compound on the front side after performing the molding process (not shown).
  • Residues can subsequently be removed in another process (delflashing).
  • unhoused semiconductor chips 150 are arranged within the recesses 141 of the molded body 140 on the first connection surfaces 131 and connected to the second connection surfaces 132 via bonding wires 151.
  • the semiconductor chips may be 150 to radiation-emitting optoelectronic semiconductor chips ⁇ 150 act. It is possible, for example, the use of LED chips.
  • the semiconductor chips 150 each have a front-side contact and a rear-side contact .
  • the semiconductor chips 150 are electrically and mechanically connected to the first connection surfaces 131 via the rear-side contacts and connecting layers (not shown), for example solder layers or layers of an electrically conductive adhesive.
  • the front-side contacts of the semiconductor chips 150 are electrically connected to the second pads 132 via the bonding wires 151.
  • a potting compound 160 is introduced into the recesses 141 of the molded body 140.
  • Each recess 141 can be completely filled with the potting compound 160.
  • the potting compound 160 surrounds the semiconductor chips 150 and the bonding wires 151, and forms an encapsulation protecting these components 150, 151 from external influences.
  • the introduction of the potting compound 160 into the recesses 141 can be done, for example, by casting.
  • the carrier film 120 can effect a backside sealing of the connection surfaces 131, 132, so that contamination of rear surfaces of the connection surfaces 131, 132 with the potting compound 160 is avoided, despite any gaps between the molded body 140 and the connection surfaces 131, 132 can be.
  • a potting compound 160 may be used, which has a radiation-permeable potting material, for example a silicone mate rial.
  • the potting compound 160 can be used not only for encapsulation, but also for radiation conversion in this context.
  • the casting compound 160 additionally embedded in the radiation-permeable potting material embedded phosphor particles for radiation ⁇ conversion (not shown). In this way, the potting compound 160 can convert at least part of a light radiation generated by the semiconductor chips 150 during operation (volume conversion).
  • Radiation conversion are used (surface conversion). Such conversion layers can be arranged, for example, after arranging the semiconductor chips 150 in the recesses 141 or after wire bonding and before filling the potting compound 160 onto the semiconductor chips 150.
  • the potting compound 160 may only have a radiation-permeable potting material.
  • phosphor particles into account 160 in the above described use of a sealing compound to make the phosphor particles absedimentieren by gravity or using a centrifuge, so that the light ⁇ material particles may be located 150 in the form of a layer on the surface of the semiconductor chips (not shown ).
  • the carrier film 120 is removed from the component composite, so that the process state shown in Figure 10 is present. This can be done by peeling off the carrier film 120 from the component composite. In this context, it can be utilized that the carrier film 120 can largely lose its adhesive effect in the molding process previously carried out and associated with a temperature effect.
  • the component composite is separated into separate electronic or opto ⁇ electronic components 100.
  • the molded body 140 is severed, whereby this process can be performed easily and quickly. This procedure is made possible by the embodiment with the separate metallic connection surfaces 131, 132.
  • the severing can take place along dividing lines 190 which are oriented perpendicular to one another in the plan view and in regions of the shaped body
  • the isolated components 100 have a cuboid shape and a rectangular contour in plan view.
  • the severing of the molded body 140 may be done, for example, by sawing. This is possible with a high sawing speed of, for example, up to 500mm / s.
  • the cutting of the molded body 140 can be performed by other processes such as laser cutting or water jet cutting.
  • the individual components 100 are single-chip components.
  • the components 100 each have a housing body 145 which emerges from the molded body 140 and has a recess 141, two separate connection surfaces 131, 132 exposed on a rear side, and a semiconductor chip 150.
  • the semiconductor chip 150 is in the recess
  • the components 100 can be arranged by means of soldering or reflow soldering on a circuit board (not shown).
  • Each component 100 has between the front and the rear side ⁇ a circumferential lateral surface 147, which is ⁇ finally formed by the housing body 145.
  • the lateral surface 147 of the components 100 is composed of four side walls that adjoin one another at right angles. On the lateral surface 147 zoom reaching connecting webs made of copper are not IN ANY ⁇ . Therefore, the devices 100 are corrosion resistant and un ⁇ sensitive to short circuits.
  • FIGS. 13 to 19 based on lateral depicting ⁇ lungs show a further possible method for manufacturing surface mountable (opto) electronic components single chip 100.
  • a metallic layer 112 is excluded in a later stage of the procedure. Accordingly, the method sequence of FIGS. 13 to 19 may be referred to as a post-plating method, whereas the previously explained method sequence of FIGS.
  • 1 to 12 may be referred to as a pre-plating method.
  • a pre-plating method is as shown in Figure 13, an Me ⁇ tallfolie 110 provided and arranged on an etching resistant carrier sheet 120th This can be done by laminating the carrier film 120 onto the metal foil 110.
  • the ready ⁇ asked metal foil 110 is uncoated and therefore has only a metallic layer 111 made of, for example, on Cu.
  • a wet chemical etching process is performed in which the on the carrier film 120 disposed Metallfo ⁇ lie 110, as shown in Figure 14, is patterned into separate flat connecting elements or pads 131, 132nd
  • the etching process may be carried out by means of an etching mask such as a photoresist mask or by using mechanical masking.
  • the connection surfaces 131, 132 can have the structure shown in FIG.
  • connection surfaces 131, 132 After the formation of the connection surfaces 131, 132, as shown in FIG. 15, a coherent molded body 140 is formed on the carrier film 120 and the contact surfaces 131, 132 arranged thereon.
  • the molded body 140 has recesses 141, via which the connection surfaces 131, 132 are exposed on the front side. Each recess 141 is associated with a pair of a first pad 131 and a second pad 132. Between a sol ⁇ chen pair of connection surfaces 131, 132, a web 142 of the molding 140 is provided in each case. Viewed from above, the conditions shown in FIG. 6 can be present.
  • the formation of the shaped body 140 can by means of a molding process, for example a molding process performed ⁇ the.
  • connection surfaces 131, 132 may optionally be carried out.
  • the carrier film 120 is removed from the composite comprising the connection surfaces 131, 132 and the shaped body 140, and the connection surfaces 131, 132 or their layer material 111 are coated with a metallic layer 112, as shown in FIG. 16.
  • the connecting surfaces 131, 132 can be held together by the molded body 140 after the formation of the molded body 140 so that the carrier film 120 is dispensable for this.
  • To remove the carrier film 120 can be removed.
  • the coating is carried out such that only the lands 131, 132 and exposed and not from the Formkör ⁇ per 140 covered surface areas of the lands 131, be provided with the metallic layer 112, 132 as in Figure 16 with reference to the front and rear on the An ⁇ closing surfaces 131, 132 arranged metallic layer 112 becomes clear.
  • the metallic layer 112 may be formed from multiple layers ⁇ part one or more layers in a stack. Due to the metallic layer 112, the connection surfaces 131, 132 may have a solderable surface suitable for connecting bonding wires 151.
  • the coating of the pads 131, 132 with the metallic layer 112 may be performed by means of one or more sequential metallization processes.
  • An example of a metallization process is electroless plating.
  • the shaped body is from 140 ⁇ finally on the layer of material 111 (for example, Cu) of the pads 131, 132 and not located on the subsequently formed metal layer 112th In this way, a good adhesion between the molded body 140 and the pads 131, 132 can be provided. Moreover, by coating optionally present gaps between the molded body 140 and the pads 131, 132 are closed, so that the manufactured devices may distinguished by a high tightness of ⁇ 100th Subsequently, as shown in Figure 17, semiconductor chips ⁇ 150 within the recesses 141 of the molded body 140 disposed on the coated first pads 131 and electrically via bonding wires 151 coated with the second pads 132 connected. This can han ⁇ spindles to radiation-emitting chips and LED chips. Viewed from above, the conditions shown in FIG. 8 can be present.
  • the recesses 141 of the molded body 140 as shown in Figure 18, ver ⁇ filled with a potting compound 160.
  • the potting compound 160 may be a radiation-permeable potting material and optionally embedded therein
  • the component network is separated into separate electronic or optoelectronic components 100.
  • the separation which, viewed from above, can take place in accordance with FIG. 12, only the molded body 140 is severed along dividing lines 190 in regions of the molded body 140 between the recesses 141. This process can be done, for example, by sawing.
  • FIGS. 20 to 28 show a further possible method sequence for producing surface-mountable (opto) electronic single-chip components 100 by means of lateral representations and an overview view.
  • connection elements 131, 132 are formed with an edge-anchoring structure.
  • a metal foil 110 is provided.
  • the metal foil 110 has a metallic base layer 111 of, for example, Cu, which is completely coated with a metallic layer 112.
  • the metallic layer 112 which serves to provide a solderable and overall suitable for connection of bonding wires 151 surface can be formed single-layered or Moschich ⁇ tig.
  • recesses 195 are formed in the metal foil 110 on one side or main side, respectively. This may be an etching process are carried leads using ei ⁇ ner appropriate masking of the metal foil 110th
  • the depressions 195 can be formed with an etching depth that is more than half the thickness of the metal foil 110.
  • the depressions 195 are formed in the form of a coherent grid in the metal foil 110, whereby regions 191, which are enclosed by the depressions 195, 192 of the metal foil 110 are formed. This is shown for the sake of better illustration in addition in the Aufsichtsdar ein of Figure 22.
  • the areas 191, 192 of the metal foil 110 are alsobil ⁇ det with forms that correspond to connecting elements 131, 132 subsequently formed. In this sense, pairs are each formed of a larger area 191 and a smaller area 192, wherein the areas 191, 192 are arranged in a grid of rows and columns.
  • the metal foil 110 is placed on an etch-resistant support film 120 with the recesses 195 having the side. This can be done by laminating the carrier film 120 onto the metal foil 110.
  • connection surfaces 131, 132 can have the structure shown in FIG. In the etching process for forming the lands 131,
  • connection surfaces 131, 132 After the formation of the connection surfaces 131, 132, as shown in FIG. 25, a coherent molded body 140 is formed on the carrier film 120 and the contact surfaces 131, 132 located thereon.
  • the molded body 140 has recesses 141, over which the connection surfaces 131, 132 are exposed on the front side.
  • Each recess 141 is associated with egg ⁇ nem pair of a first pad 131 and a two- ⁇ th pad 132nd Viewed from above, the conditions shown in FIG. 6 can be present.
  • Will form the molded body 140 can by means of a FormPro ⁇ zesses, for example a molding process, Runaway ⁇ leads. Due to the step-shaped edges of the connection surfaces 131, 132, an anchoring between the molded body 140 and the connection surfaces 131, 132, and thereby an improved mechanical connection between these components 131, 132, 140 can be made possible.
  • the stepped shape of the connection surfaces 131, 132 at the edge furthermore leads to components of the molded body 140 located laterally adjacent to or between the connection surfaces 131, 132 such as rear portions of a part of the molded body surrounding the recesses 141 and forming side walls of the recesses 141 140 and webs 142 have a deviating from the previously explained procedures.
  • a process for removing unwanted residue of a molding compound of the molded body 140 (if present) present on the connecting surfaces 131, 132 may be carried out.
  • Semiconductor chips ⁇ are then as shown in Figure 26, 150 disposed within the recesses 141 of the molding 140 to the first pads 131 and wires on bond 151 electrically connected to the second pads 132nd
  • radiation-emitting chips or light-emitting diode chips can be used.
  • the conditions shown in FIG. 8 can be present.
  • the recesses 141 of the molded body 140 as shown in Figure 27, filled with a potting compound 160.
  • the potting compound 160 may include therein a radiation ⁇ permeable potting material and optionally containing ⁇ ne phosphor particles.
  • the composite component, electronic separate in (opto) components as ge ⁇ shows in Figure 28, isolated 100th
  • the singulation which, viewed from above, can take place according to FIG. 12, only the shaped body 140 is severed along separation lines 190 in regions of the shaped body 140 between the recesses 141.
  • the separation can be done by means of sawing.
  • FIGS. 20 to 28 may be modified in the same manner such that a metal ⁇ metallic layer is formed only at a later stage of the procedure 112th
  • Postplating method ⁇ be recorded procedure in which connecting elements 131, 132 are generated with a peripheral anchoring structure, will be described below based on the 29 to 36th
  • the preceding method sequence of FIGS. 20 to 28 may be referred to as a preplating method.
  • the method is as shown in Figure 29, an Me ⁇ tallfolie 110 provided.
  • the Metallfo ⁇ lie 110 provided is uncoated and therefore has only one me ⁇ -metallic layer 111 made of, for example, on Cu.
  • recesses 195 are formed in the metal foil 110 on one side. This can be carried out with the aid of an etching process using a corresponding masking of the metal foil 110.
  • the recesses 195 may be formed with an etch depth more than half the thickness of the metal foil 110.
  • the recesses 195 are formed in the form of a grid in the metal foil 110, which are formed by the Ver ⁇ recesses 195 enclosed areas 191, 192 of the metal foil 110.
  • the areas 191, 192 have shapes corresponding to subsequently formed terminal members 131, 132. There are pairs of a larger area
  • the metal foil 110 with the recesses 195 having the side on an etch-resistant carrier film 120 is arranged and patterned, so that, as shown in Figure 31, separate flat connection elements or pads 131, 132nd be formed.
  • the arrangement can be carried out by laminating the carrier foil 120 onto the metal foil 110.
  • the patterning of the metal foil 110 is by means of a wet chemical etching process Ver ⁇ application of an etching mask, for example, a photoresist mask, o- of a mechanical masking performed.
  • the connection surfaces 131, 132 can have the structure shown in FIG.
  • a continuous molded body 140 is formed on the carrier film 120 and the pads 131, 132 disposed thereon.
  • the molded body 140 has recesses 141, over which the connection surfaces 131, 132 are exposed on the front side.
  • Each recess 141 is associated with a pair of a first pad 131 and a second pad 132.
  • a web 142 of the molded body 140 is in each case.
  • the formation of the shaped body 140 can by means of a molding process, for example a molding process performed ⁇ the.
  • a process for removing unwanted residue of a molding compound of the molded body 140 (if present) present on the connecting surfaces 131, 132 may be carried out.
  • the carrier film 120 is removed or subtracted from the composite umfas ⁇ send the pads 131, 132 and the mold body 140 and the pads 131, 132 and the layer material 111, as shown in Figure 33, with a metallic layer 112 coated.
  • the Be ⁇ layers is such that the metallic layer 112 grislie- only to the pads 131, 132 and on ing and not covered by the molded body 140 surface areas of the pads 131, 132 is formed.
  • the metallic layer 112, which may be generated a single-layered or more ⁇ gives the pads 131, 132 and a solderable suitable for connection of bonding wires 151 surface.
  • the coating is carried out by means of one or more sequential metallization processes.
  • the recesses 141 of the molded body 140 ver ⁇ filled with a potting compound 160.
  • the sealing compound 160 may comprise a radiation-transmissive potting material and, optionally contained therein ⁇ luminescent material particles.
  • the component composite as shown in FIG. 36, is separated into separate (opto) electronic components 100.
  • the separation which viewed from above corresponding to Figure 12, is such Runaway ⁇ resulting in that only the mold body 140 along dividing lines 190 in regions of the shaped body is cut through 140 between the off ⁇ recesses 141st This can by sawing it ⁇ follow.
  • check-locking elements 131, 132 and recesses 141 of a shape ⁇ body 140 can be realized.
  • recesses 141 instead of rectangular recesses 141, round or oval recesses can be formed in the top view.
  • a Sussionfo ⁇ lie used to arrange on a further solid carrier 120 to provide a higher stability. This can take place after or even before the arrangement of a metal foil 110 to be structured on the carrier foil 120 and before the formation of a shaped body 140.
  • the solid support can be, for example, a metal-based support, a glass carrier or also a plastic-based carrier.
  • the arrangement of the carrier film 120 on the solid support can be done for example by means of gluing. In this case, a double-sided adhesive film can be used between the carrier film 120 and the solid carrier. After forming the molded body 140 or after filling a potting compound 160, the carrier film 120 and the solid support can be removed.
  • thermorelease film which can lose its adhesive effect under the action of temperature.
  • a thermorelease film may be used in which a thermorelease process (foaming) occurs at a temperature greater than a temperature present in the molding process. This can be achieved that the thermal release film is its adhesive ⁇ effectively does not lose already in the forming of the molding 140th
  • semiconductor chips 150th semiconductor chips 150 can be used which have two back sides. have ten prestigee.
  • two connection elements 131, 132 may be provided for the semiconductor chips 150 in each case.
  • semiconductor chips 150 with two front-side contacts can be used.
  • two connection elements 131, 132 for the semiconductor chips 150 may likewise be provided in each case.
  • connection element 131 is connected to the same connection element 131.
  • the other front-side contact can be connected via a further bonding wire 151 to a further connection element 132.
  • each semiconductor chip 150 may be disposed on a Anschlus ⁇ selement, and the front side contacts can be connected via bonding wires 151 with two other connecting elements.
  • the method or its different embodiments can not only be used with regard to the production of optoelectronic components, but can also be used for the production of other electronic components. Therefore, other semiconductor chips can be used instead of optoelectronic semiconductor chips.
  • multichip components instead of single-chip components, which have a plurality of semiconductor chips 150.
  • such components may each have a housing body having a plurality of separate recesses 141 emerging from a shaped body 140, in which semiconductor chips 150 may be arranged on corresponding connection elements.
  • the component network depicted in FIGS. 10, 18, 27, 35 can be separated by an appropriate choice of the separation lines 190 into multi-chip components having a plurality of recesses 141, and not into the components 100 shown.
  • the semiconductor chips 150 arranged in the recesses 141 can be operated separately.
  • multichip components which each have a housing body with a common recess, and a plurality of semiconductor chips 150 arranged within the common recess.
  • a plurality of semiconductor chips 150 may be arranged on individual, or on one or more common connection elements.
  • the method can be carried out such that in each case a plurality of connection elements is present in the region of a recess of the molded body 140.
  • semiconductor chip 150 can be mutually electrically connected ver ⁇ , for example by means of bonding wires 151st

Landscapes

  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von elektronischen Bauelementen. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen einer Metallfolie, ein Anordnen der Metallfolie auf einem Hilfsträger, und ein Strukturieren der auf dem Hilfsträger angeordneten Metallfolie in separate Anschlusselemente. Weiter vorgesehen sind ein Ausbilden eines Formkörpers mit Ausnehmungen auf dem Hilfsträger und den Anschlusselementen, ein Anordnen von Halbleiterchips auf Anschlusselementen in den Ausnehmungen des Formkörpers, ein Entfernen des Hilfsträgers und ein Durchtrennen des Formkörpers zum Bilden von vereinzelten elektronischen Bauelementen. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein elektronisches Bauelement.

Description

HERSTELLUNG ELEKTRONISCHER BAUELEMENTE BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von elektronischen Bauelementen. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein elektronisches Bauelement.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2015 109 953.5, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Elektronische Bauelemente wie beispielsweise optoelektroni¬ sche Bauelemente zum Erzeugen von Lichtstrahlung können in Form von QFN Packages (Quad Fiat No Leads) verwirklicht sein. In einem herkömmlichen Verfahren zum Herstellen solcher Bauelemente wird ein metallischer Leiterrahmen bereitgestellt, welcher aus Kupfer ausgebildet und mit einer metallischen Be- schichtung versehen sein kann, und welcher mit einer Formmas- se zum Bilden eines Formkörpers umspritzt wird. Der Leiter¬ rahmen weist Anschlussflächen und die Anschlussflächen verbindende Verbindungsstege (sogenannte Tie Bars oder Support Bars) auf. Der Formkörper wird mit Ausnehmungen ausgebildet, über welche die Anschlussflächen an einer Vorderseite freige- stellt sind. An diesen Stellen werden Halbleiterchips auf den Anschlussflächen angeordnet und mit den Anschlussflächen elektrisch verbunden. Die Rückseiten der Anschlussflächen bleiben ebenfalls frei, wodurch die hergestellten Bauelemente für eine Oberflächenmontage geeignet sind. Nach dem Anordnen der Halbleiterchips werden weitere Prozesse wie ein Verfüllen der Ausnehmungen mit einer Vergussmasse und ein Vereinzeln des auf diese Weise erzeugten Bauelementverbunds durchge¬ führt . Beim Vereinzeln erfolgt ein Durchtrennen des Formkörpers und der Verbindungsstege des Leiterrahmens, also ein Durchtrennen einer inhomogenen Materialkombination. Dieser Vorgang wird mit Hilfe eines Sägeprozesses durchgeführt. Die inhomogene Materialkombination begrenzt die mögliche Sägegeschwindig¬ keit, um saubere Außenkanten der Bauelemente zu erzeugen. Da¬ her ist das Durchtrennen mit einem hohen Zeit- und Kostenauf¬ wand verbunden.
Beim Vereinzeln der Bauelemente kann es gegebenenfalls zu ei¬ nem Verschmieren von Material der Verbindungsstege kommen. Hierdurch besteht die Gefahr von Kurzschlüssen. Des Weiteren reichen die Verbindungsstege bei den vereinzelten Bauelemen- ten bis zu deren Außenseiten, und sind daher anfällig für eine Korrosion.
Von Nachteil ist ferner, dass bei einer thermomechanischen Belastung sowie auch bei einer chemischen Belastung Spalte zwischen den Verbindungsstegen und dem Formkörper entstehen können. Aufgrund der zu den Außenseiten reichenden Verbindungsstege ist es daher möglich, dass schädliche und die Bau¬ elemente beeinträchtigende Substanzen (zum Beispiel Flussmit¬ tel, Lotmittel, usw.) über die Spalte in das Innere der Bau- elemente eindringen können.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Lösung für eine verbesserte Herstellung elektronischer Bauelemente anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Pa¬ tentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen von elektronischen Bauelementen vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen einer Metallfolie, ein Anordnen der Metallfolie auf einem Hilfsträger, und ein
Strukturieren der auf dem Hilfsträger angeordneten Metallfo- lie in separate Anschlusselemente. Weiter vorgesehen sind ein Ausbilden eines Formkörpers mit Ausnehmungen auf dem Hilfs¬ träger und den Anschlusselementen, ein Anordnen von Halbleiterchips auf Anschlusselementen in den Ausnehmungen des Formkörpers, ein Entfernen des Hilfsträgers und ein Durch¬ trennen des Formkörpers zum Bilden von vereinzelten elektronischen Bauelementen. Bei dem Verfahren werden separate metallische Anschlussele¬ mente ausgebildet, indem eine Metallfolie auf einem temporär verwendeten Hilfsträger angeordnet und die Metallfolie nach¬ folgend einer Strukturierung unterzogen wird. Separat bedeutet, dass die Anschlusselemente räumlich voneinander getrennt und nicht durch Material der Anschlusselemente bzw. der zu¬ grunde liegenden Metallfolie miteinander verbunden sind.
Im Anschluss an das Strukturieren der Metallfolie auf dem Hilfsträger werden weitere Schritte, d.h. Ausbilden eines Formkörpers mit Ausnehmungen, Anordnen von Halbleiterchips auf Anschlusselementen in den Ausnehmungen des Formkörpers, Entfernen des Hilfsträgers und Vereinzeln des auf diese Weise erzeugten Bauelementverbunds durchgeführt. Diese Schritte können in der vorgenannten Reihenfolge durchgeführt werden.
Hiervon abweichend kann eine andere Reihenfolge vorgesehen sein. Beispielsweise kann das Entfernen des Hilfsträgers nicht nach, sondern vor dem Anordnen von Halbleiterchips auf Anschlusselementen durchgeführt werden. Hierauf wird weiter unten noch näher eingegangen.
Nach dem Strukturieren der Metallfolie können die separaten Anschlusselemente von dem Hilfsträger gehalten bzw. getragen werden, so dass die weitere Prozessierung bzw. das Ausbilden des Formkörpers erfolgen kann. Der Hilfsträger kann darüber hinaus für ein rückseitiges Abdichten der Anschlusselemente beim Ausbilden des Formkörpers sorgen, so dass ein Verunrei¬ nigen von Rückseiten der Anschlusselemente vermieden werden kann .
Das Ausbilden von separaten Anschlusselementen anstelle der Verwendung eines metallischen Leiterrahmens mit Anschlussflä¬ chen und Verbindungsstegen macht es möglich, zum Vereinzeln des Bauelementverbunds lediglich den Formkörper zu durchtrennen. Auf diese Weise kann dieser Prozess einfach und schnell durchgeführt werden. Hierdurch sind ein hoher Fertigungs¬ durchsatz und infolgedessen eine Kosteneinsparung möglich.
Der Bauelementverbund kann ferner, bedingt durch das Ausbil¬ den der separaten Anschlusselemente anstelle der Verwendung eines Leiterrahmens, mit einer hohen Packungsdichte verwirk¬ licht werden. Dies führt ebenfalls zu einer Kosteneinsparung.
Ein Durchtrennen lediglich des Formkörpers führt des Weiteren dazu, dass die vereinzelten elektronischen Bauelemente keine zur Außenseite reichenden Verbindungsstege aufweisen. Daher können die Bauelemente korrosionsstabil und unempfindlich ge- genüber Kurzschlüssen sein. Auch können die Bauelemente eine hohe Dichtigkeit besitzen, so dass ein Eindringen schädlicher Substanzen in das Bauteilinnere vermieden werden kann.
Im Folgenden werden weitere mögliche Ausführungsformen und Details des Verfahrens und der mit Hilfe des Verfahrens her¬ gestellten elektronischen Bauelemente näher beschrieben.
In einer Ausführungsform erfolgt das Durchtrennen des Formkörpers zur Vereinzelung des Bauelementverbunds durch Sägen. Dies ist mit einer hohen Sägegeschwindigkeit von zum Beispiel bis zu 500mm/s möglich. Bei einem herkömmlichen Herstellungs¬ verfahren wird das Sägen durch die hier vorliegende inhomoge¬ ne Materialkombination (Formkörper, Verbindungsstege) hingegen mit einer weit geringeren Sägegeschwindigkeit, zum Bei- spiel von nur etwa 50mm/s, durchgeführt.
Für das Durchtrennen des Formkörpers können anstelle von Sä¬ gen auch andere Prozesse in Betracht kommen. Möglich sind zum Beispiel ein Laserschneiden oder ein Wasserstrahlschneiden.
Die hergestellten elektronischen Bauelemente können sogenannte QFN Packages (Quad Fiat No Leads) sein, welche für eine Oberflächenmontage (SMT, Surface Mounting Technology) geeig- net sind. Hierbei können die metallischen Anschlusselemente an einer Rückseite der Bauelemente freiliegen. Mit Hilfe der Anschlusselemente können die Bauelemente beispielsweise auf eine Leiterplatte gelötet werden. Die Anschlusselemente kön- nen, bedingt durch das zugrunde liegende Strukturieren der Metallfolie, in Form von flächigen Schichtelementen bzw. Anschlussflächen (Bondpads) verwirklicht sein.
Die hergestellten elektronischen Bauelemente können des Wei- teren Einzelchip-Bauelemente sein. Hierbei können die Bauele¬ mente jeweils einen aus dem Formkörper hervorgegangenen Gehäusekörper mit einer Ausnehmung, mehrere bzw. zwei separate und rückseitig freiliegende Anschlusselemente, und einen Halbleiterchip aufweisen. Der Halbleiterchip kann in der Aus- nehmung des Gehäusekörpers auf einem Anschlusselement ange¬ ordnet sein.
Das Entfernen des Hilfsträgers kann, wie oben angedeutet wur¬ de, nach dem Ausbilden des Formkörpers und vor dem Anordnen von Halbleiterchips auf Anschlusselementen durchgeführt wer¬ den. Nach dem Ausbilden des Formkörpers können die Anschlus¬ selemente über den Formkörper zusammen gehalten werden, so dass der Hilfsträger in Bezug auf diese Funktion entbehrlich sein kann. Das Entfernen des Hilfsträgers kann auch nach dem Anordnen von Halbleiterchips auf Anschlusselementen und vor dem Durchtrennen des Formkörpers durchgeführt werden.
Die bereitgestellte Metallfolie kann eine Dicke in einem Be¬ reich von 30ym bis 500ym aufweisen.
In einer weiteren Ausführungsform weist die bereitgestellte Metallfolie eine metallische Basisschicht auf, welche mit ei¬ ner metallischen Schicht beschichtet ist. Die hieraus hervor¬ gehenden metallischen Anschlusselemente sind in entsprechen- der Weise mit der metallischen Schicht beschichtet. Aufgrund der Beschichtung können die Anschlusselemente lötfähig und geeignet für ein Anschließen von Bonddrähten sein. Bei der Basisschicht kann es sich zum Beispiel um eine Schicht bzw. Folie aus Kupfer handeln. Die hierauf angeordnete metallische Schicht kann einschichtig oder mehrschichtig in Form eines Stapels aus mehreren Teilschichten ausgebildet sein. Das Be¬ schichten kann mit Hilfe von einem, oder bei einer mehr- schichtigen Ausgestaltung mit Hilfe von mehreren aufeinanderfolgenden Metallisierungsverfahren durchgeführt werden.
In Bezug auf eine Ausgestaltung der Anschlusselemente mit ei¬ ner solchen lötfähigen Beschichtung kann ferner folgende Aus- führungsform in Betracht kommen. Hierbei werden die Anschlus¬ selemente nach dem Ausbilden des Formkörpers und vor dem An¬ ordnen von Halbleiterchips mit einer metallischen Schicht be¬ schichtet. Das Beschichten erfolgt derart, dass lediglich die Anschlusselemente mit der metallischen Schicht beschichtet werden. Dies kann mit Hilfe von einem, oder bei einer mehrschichtigen Ausgestaltung mit Hilfe von mehreren aufeinanderfolgenden Metallisierungsverfahren durchgeführt werden. Die Vorgehensweise, das Ausbilden des Formkörpers vor dem Ausbil¬ den einer lötfähigen Beschichtung durchzuführen, macht es möglich, eine gute Haftung zwischen dem Formkörper und den Anschlusselementen zu erzielen. Auch können gegebenenfalls vorliegende Spalte zwischen den Anschlusselementen und dem Formkörper durch das Beschichten geschlossen werden. Hierdurch können die elektronischen Bauelemente auf zuverlässige Weise mit einer hohen Dichtigkeit gefertigt werden. Vor dem Beschichten der Anschlusselemente kann der Hilfsträger entfernt werden.
In Bezug auf die vorgenannte Ausführungsform kann die bereit- gestellte Metallfolie, welche auf dem Hilfsträger in die se¬ paraten metallischen Anschlusselemente strukturiert wird, ei¬ ne unbeschichtete metallische Folie aus zum Beispiel Kupfer sein. Hierdurch kann das Vorliegen einer guten Haftung zwischen dem Formkörper und den Anschlusselementen weiter be- günstigt werden.
Mögliche Beispiele für die oben angegebenen und zum Beschichten eingesetzten Metallisierungsverfahren sind Elektroplat- tieren (Electroplating) oder eine stromlose chemische Ab- scheidung (Electroless Plating) .
In einer weiteren Ausführungsform ist der Hilfsträger eine Trägerfolie. Die Trägerfolie kann eine Kunststofffolie sein, welche an einer Seite eine KlebstoffSchicht aufweist. In die¬ ser Ausgestaltung kann das Anordnen der Metallfolie auf dem Hilfsträger ein Auflaminieren der Trägerfolie auf die Metallfolie umfassen. Die Verwendung einer Trägerfolie macht es möglich, das Verfahren auf einfache und kostengünstige Weise durchzuführen. Auch lässt sich mit Hilfe einer Trägerfolie ein zuverlässiges rückseitiges Abdichten der Anschlusselemente erzielen. In einer weiteren Ausführungsform wird das Strukturieren der Metallfolie in die separaten Anschlusselemente mit Hilfe ei¬ nes Ätzprozesses durchgeführt. Hierbei kann es sich um einen nasschemischen Ätzprozess handeln. Im Hinblick auf einen solchen Prozess kann eine ätzbeständige Trägerfolie als Hilfs- träger zur Anwendung kommen. Möglich ist zum Beispiel die
Verwendung einer Folie aus Polyimid oder Polyethylentereph- thalat, welche an einer Seite eine KlebstoffSchicht aufweist.
Vor dem Strukturieren der Metallfolie mittels Ätzen kann eine Ätzmaske wie zum Beispiel eine Fotolackmaske auf der Metall¬ folie ausgebildet werden. Möglich ist es auch, den Ätzprozess unter Anwendung einer mechanischen Maskierung der Metallfolie durchzuführen . In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Ausbilden des Formkörpers mit den Ausnehmungen ein Durchführen eines Formbzw. Moldprozesses . In diesem Prozess wird eine geeignete Formmasse auf den Hilfsträger und die hierauf befindlichen Anschlusselemente aufgebracht. Die Formmasse kann ein Kunst- Stoffmaterial , zum Beispiel ein Epoxidmaterial oder Silikon¬ material, umfassen. Des Weiteren kann die Formmasse einen da¬ rin enthaltenen partikelförmigen Füllstoff, beispielsweise Si02-Partikel und Ti02-Partikel, umfassen. Durch die Si02- Partikel kann der Formkörper einen kleinen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, und auf diese Weise an den thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Anschlusselemente angepasst sein. Mit Hilfe der Ti02-Partikel kann eine Weiß- färbung des Formkörpers erzielt werden. Nach dem Ausbilden des Formkörpers kann gegebenenfalls ein zusätzlicher Prozess zum Entfernen von Rückständen der Formmasse auf Vorderseiten der Anschlusselemente durchgeführt werden (Deflashing) . Der Formprozess kann ein Spritzpressprozess (Transfer Mol¬ ding) sein. Möglich ist ferner ein folienunterstützter
Spritzpressprozess (Film Assisted Transfer Molding) . Hierbei sind die Formkerne eines Werkzeugteils eines Moldwerkzeugs für eine bessere Abdichtung mit einer Folie ummantelt. Auf diese Weise kann erzielt werden, dass die Anschlusselemente mit einer hohen Zuverlässigkeit vorderseitig nicht mit uner¬ wünschten Rückständen der Formmasse bedeckt werden.
Der Formkörper kann derart ausgebildet werden, dass über jede Ausnehmung des Formkörpers jeweils wenigstens zwei Anschlus¬ selemente an einer Vorderseite teilweise freigestellt sind. Innerhalb jeder Ausnehmung kann jeweils zwischen zwei Anschlusselementen ein stegförmiger Teil des Formkörpers vorhanden sein, welcher eine geringere Dicke besitzen kann als ein die dazugehörige Ausnehmung umgebender Teil des Formkörpers .
In Bezug auf die oben erwähnte Herstellung von Einzelchip- Bauelementen kann in jeder Ausnehmung des Formkörpers ein entsprechender Halbleiterchip angeordnet werden.
Für die verwendeten Halbleiterchips können unterschiedliche Ausgestaltungen in Betracht kommen. Es ist zum Beispiel möglich, dass die Halbleiterchips einen Vorderseitenkontakt und einen Rückseitenkontakt aufweisen. Hierbei kann ein in einer Ausnehmung des Formkörpers platzierter Halbleiterchip mit dem Rückseitenkontakt elektrisch und mechanisch mit einem Anschlusselement verbunden werden. Eine Verbindung kann über „
eine geeignete Verbindungsschicht, zum Beispiel eine Lot¬ schicht, eine Schicht eines elektrisch leitfähigen Klebstoffs oder eine gesinterte Schicht aus zum Beispiel Silber, herge¬ stellt werden. Der Vorderseitenkontakt eines Halbleiterchips kann über eine Verbindungsstruktur, zum Beispiel einen Bonddraht, mit einem weiteren Anschlusselement verbunden werden.
Es können alternativ Halbleiterchips verwendet werden, welche zum Beispiel zwei Rückseitenkontakte oder zwei Vorderseiten¬ kontakte aufweisen. In der ersten Variante kann ein Halbleiterchip mit den zwei Rückseitenkontakten auf zwei Anschlusselementen angeordnet und mit diesen über eine entspre¬ chende Verbindungsschicht (beispielsweise eine Lotschicht, eine Schicht eines leitfähigen Klebstoffs oder eine gesinter¬ te Schicht aus zum Beispiel Silber) verbunden werden. In der zweiten Variante kann ein Halbleiterchip auf einem Anschlusselement angeordnet werden, kann einer der zwei Vorderseitenkontakte über eine Verbindungsstruktur bzw. einen Bonddraht an dasselbe Anschlusselement und der andere Vorderseitenkon¬ takt über eine weitere Verbindungsstruktur bzw. einen weiteren Bonddraht an ein weiteres Anschlusselemente angeschlossen werden. Alternativ können drei Anschlusselemente für einen Halbleiterchip vorgesehen sein, von denen zwei Anschlusselemente zur Verbindung mit den Vorderseitenkontakten, und ein weiteres Anschlusselement zum Befestigen des Halbleiterchips genutzt werden.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine Vergussmasse in die Ausnehmungen des Formkörpers eingebracht. Dieser Schritt kann nach dem Anordnen von Halbleiterchips auf Anschlussele¬ menten in den Ausnehmungen des Formkörpers, sowie vor einem Entfernen des Hilfsträgers durchgeführt werden. Mit Hilfe der Vergussmasse können die Halbleiterchips verkapselt und dadurch vor äußeren Einflüssen geschützt werden.
Bei dem Verfüllen der Ausnehmungen des Formkörpers kann der Hilfsträger ebenfalls für ein rückseitiges Abdichten der Anschlusselemente sorgen, so dass trotz gegebenenfalls vorlie- gender Spalte zwischen dem Formkörper und den Anschlusselementen ein Verunreinigen von Rückseiten der Anschlusselemente vermieden werden kann. In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei den hergestellten elektronischen Bauelementen um optoelektronische Bauelemente. In entsprechender Weise werden optoelektro¬ nische Halbleiterchips auf Anschlusselementen in den Ausnehmungen des Formkörpers angeordnet.
In Bezug auf die vorgenannte Ausführungsform können opto¬ elektronische Halbleiterchips zur Anwendung kommen, welche zum Erzeugen von Lichtstrahlung ausgebildet sind. Hierbei kann es sich um Leuchtdiodenchips handeln.
Bei Verwendung von optoelektronischen Strahlungsemittierenden Halbleiterchips kann es ferner in Betracht kommen, eine Ver¬ gussmasse in die Ausnehmungen des Formkörpers einzubringen, welche ein strahlungsdurchlässiges Verguss- bzw. Kunststoff- material, zum Beispiel ein Silikonmaterial, aufweist. Die
Vergussmasse kann zusätzlich in dem Vergussmaterial eingebet¬ tete Leuchtstoffpartikel zur Strahlungskonversion aufweisen. Auf diese Weise kann die Vergussmasse wenigstens einen Teil einer im Betrieb von den Halbleiterchips erzeugten Licht- Strahlung konvertieren.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren ein Ausbilden von Vertiefungen in der Metallfolie vor dem Anordnen der Metallfolie auf dem Hilfsträger. Die Vertiefungen werden an einer ersten Seite der Metallfolie ausgebildet. Bei dem Strukturieren der Metallfolie in die separaten Anschlusselemente wird Material der Metallfolie ausgehend von einer zu der ersten Seite entgegen gesetzten zweiten Seite der Metallfolie im Bereich der Vertiefungen entfernt. Dies erfolgt derart, dass die Anschlusselemente am Rand eine Verankerungs¬ struktur zur Verankerung des Formkörpers aufweisen. Auch auf diese Weise kann eine gute Haftung bzw. Verbindung zwischen dem Formkörper und den Anschlusselementen erzielt werden, da aufgrund der Verankerungsstruktur ein mechanischer Form- schluss entstehen kann.
Vor dem Strukturieren in die Anschlusselemente kann die mit den Vertiefungen versehene Metallfolie mit der ersten Seite auf dem Hilfsträger angeordnet werden. Bei der ersten und zweiten Seite der Metallfolie kann es sich um entgegen gesetzte Hauptseiten der Metallfolie handeln. Die Vertiefungen können zusammenhängend bzw. ineinander übergehend und in Form eines Gitters in der Metallfolie ausgebil¬ det werden. Hierdurch können von den Vertiefungen umschlossene Bereiche der Metallfolie gebildet werden, welche den nach¬ folgend ausgebildeten Anschlusselementen entsprechende Formen besitzen können.
Das Ausbilden der Vertiefungen kann mit Hilfe eines Ätzprozesses durchgeführt werden. In Bezug auf die Verankerungsstruktur kann das Strukturieren der Metallfolie in die Anschlusselemente derart erfolgen, dass hierbei Material in Entfernungsbereichen entfernt wird, welche eine kleinere Breite aufweisen als die zuvor ausgebil¬ deten Vertiefungen. Auf diese Weise können die durch das Strukturieren erzeugten separaten Anschlusselemente am Rand eine Stufenform aufweisen, welche als Verankerungsstruktur dienen kann.
Für das Verfahren können ferner weitere Merkmale und Details zur Anwendung kommen. Beispielsweise lässt sich das Verfahren auch derart durchführen, dass Multichip-Bauelemente herge¬ stellt werden, welche mehrere Halbleiterchips aufweisen. Der¬ artige Bauelemente können zum Beispiel jeweils einen aus dem Formkörper hervorgegangenen Gehäusekörper mit mehreren sepa- raten Ausnehmungen aufweisen, in welchen Halbleiterchips auf entsprechenden Anschlusselementen angeordnet sein können. Auch lassen sich Multichip-Bauelemente fertigen, welche je¬ weils einen aus dem Formkörper hervorgegangenen Gehäusekörper mit einer gemeinsamen Ausnehmung für mehrere Halbleiterchips aufweisen. Mehrere Halbleiterchips können hierbei auf einzel- nen, oder auch auf einem oder mehreren gemeinsamen Anschlusselementen angeordnet sein. Des Weiteren können mehrere und in einer gemeinsamen Ausnehmung des Formkörpers platzierte Halbleiterchips untereinander elektrisch verbunden sein, zum Beispiel mit Hilfe von Bonddrähten.
In Bezug auf den verwendeten Hilfsträger sind ebenfalls weitere Ausgestaltungen denkbar. Beispielsweise kann als Hilfs¬ träger eine Trägerfolie zum Einsatz kommen, welche auf einem festen Träger angeordnet ist oder wird, um eine höhere Stabi- lität zur Verfügung zu stellen. Die Trägerfolie kann wie oben angegeben ausgebildet sein. Der feste Träger kann zum Beispiel ein metallbasierter Träger, ein Glasträger oder ein kunststoffbasierter Träger sein. Hierbei kann das Anordnen der Trägerfolie auf den festen Träger vor oder nach dem An- ordnen der Metallfolie auf der Trägerfolie erfolgen. Eine Be¬ festigung der Trägerfolie auf dem festen Träger kann mittels eines Klebstoffs verwirklicht sein. In diesem Zusammenhang kann ferner eine beidseitig klebende Klebefolie zwischen der Trägerfolie und dem festen Träger zur Anwendung kommen. Nach dem Ausbilden des Formkörpers bzw. nach dem Verfüllen einer Vergussmasse kann ein Entfernen der Trägerfolie und des fes¬ ten Trägers erfolgen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein elektroni- sches Bauelement vorgeschlagen, welches durch Durchführen des oben angegebenen Verfahrens oder einer oder mehrerer Ausführungsformen des Verfahrens hergestellt ist. Das Bauelement weist einen durch das Durchtrennen aus dem Formkörper hervorgegangenen Gehäusekörper auf. Ferner weist das Bauelement ei- ne umlaufende Mantelfläche auf, welche ausschließlich durch den Gehäusekörper, und damit die Formmasse, gebildet ist. An die Mantelfläche heranreichende Verbindungsstege liegen somit nicht vor. Daher kann das Bauelement korrosionsstabil und un- empfindlich gegenüber Kurzschlüssen sein. Diese Ausgestaltung ist eine Folge des Ausbildens von separaten Anschlusselementen und des Durchtrennens lediglich des Formkörpers. Unter den hier verwendeten Ausdruck Mantelfläche fällt der laterale Rand bzw. Randbereich des Bauelements. Die Mantel¬ fläche, welche zwischen einer Vorder- und einer Rückseite des Bauelements vorliegt, kann sich aus sämtlichen lateralen Außenseiten bzw. Seitenflanken/-flächen des Bauelements zusam- mensetzen. Das gemäß dem Verfahren hergestellte Bauelement kann zum Beispiel in der Aufsicht eine rechteckige Kontur bzw. insgesamt eine Quaderform aufweisen, so dass sich die Mantelfläche aus vier rechtwinklig aneinandergrenzenden Seitenwänden bzw. Seitenflächen zusammensetzen kann.
Es wird darauf hingewiesen, dass oben mit Bezug auf das Her¬ stellungsverfahren genannte Aspekte und Details auch bei dem elektronischen Bauelement zur Anwendung kommen können. In dieser Hinsicht kann der Gehäusekörper des Bauelements we- nigstens eine Ausnehmung aufweisen. Das Bauelement kann we¬ nigstens zwei separate und an einer Rückseite freiliegende Anschlusselemente, und wenigstens einen Halbleiterchip auf¬ weisen. Der Halbleiterchip kann in der bzw. in einer Ausnehmung des Gehäusekörpers auf wenigstens einem metallischen An- Schlusselement angeordnet sein. Die wenigstens eine Ausneh¬ mung kann ferner mit einer Vergussmasse verfüllt sein. Das Bauelement kann ein Einzelchip-Bauelement oder auch ein Mul- tichip-Bauelement sein. Des Weiteren kann das Bauelement ein optoelektronisches Bauelement sein.
Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen der Erfindung können - außer zum Beispiel in Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen - einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen . Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung, sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich in Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbei- spielen, die im Zusammenhang mit den schematischen Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
Figuren 1 bis 12 einen möglichen Verfahrensablauf zur Herstellung elektronischer Bauelemente, in welchem eine Metall- folie auf einer Trägerfolie angeordnet und in separate An¬ schlusselemente strukturiert wird, ein Formkörper mit Ausneh¬ mungen ausgebildet wird, Halbleiterchips in den Ausnehmungen auf Anschlusselementen angeordnet werden, die Ausnehmungen mit einer Vergussmasse verfüllt werden und ein Vereinzeln durchgeführt wird;
Figuren 13 bis 19 einen weiteren möglichen Verfahrensablauf zur Herstellung elektronischer Bauelemente, in welchem im Unterschied zu dem Verfahrensablauf der Figuren 1 bis 12 An- Schlusselemente nach dem Ausbilden des Formkörpers metalli¬ siert werden;
Figuren 20 bis 28 einen weiteren möglichen Verfahrensablauf zur Herstellung elektronischer Bauelemente, in welchem im Un- terschied zu dem Verfahrensablauf der Figuren 1 bis 12 vor dem Anordnen der Metallfolie auf der Trägerfolie Vertiefungen in der Metallfolie ausgebildet werden; und
Figuren 29 bis 36 einen weiteren möglichen Verfahrensablauf zur Herstellung elektronischer Bauelemente, in welchem im Unterschied zu dem Verfahrensablauf der Figuren 20 bis 28 An¬ schlusselemente nach dem Ausbilden des Formkörpers metalli¬ siert werden. Anhand der folgenden schematischen Figuren werden mögliche
Ausführungsformen eines Verfahrens zum Herstellen von elektronischen Bauelementen beschrieben. Hierbei können aus der Halbleitertechnik und aus der Fertigung elektronischer Bau- elemente bekannte Prozesse durchgeführt werden und in diesen Gebieten übliche Materialien zum Einsatz kommen, so dass hierauf nur teilweise eingegangen wird. In gleicher Weise können die Bauelemente zusätzlich zu gezeigten und beschriebenen Komponenten mit weiteren Komponenten und Strukturen gefertigt werden. Es wird ferner darauf hingewiesen, dass die Figuren lediglich schematischer Natur sind und nicht maßstabsgetreu sind. In diesem Sinne können in den Figuren gezeigte Komponenten und Strukturen zum besseren Verständnis übertrieben groß oder verkleinert dargestellt sein.
Die Figuren 1 bis 12 zeigen ein mögliches Verfahren zum Herstellen von elektronischen Bauelementen 100. Bei den Bauelementen 100 handelt es sich um oberflächenmontierbare Einzel- chip-Bauelemente, welche jeweils in Form eines QFN Packages (Quad Fiat No Leads) verwirklicht sind. Jedes Bauelement 100 weist einen einzelnen Halbleiterchip 150 auf. Bei den Bauelementen 100 kann es sich um strahlungsemittierende optoelekt¬ ronische Bauelemente 100 handeln. In dieser Ausgestaltung kommen optoelektronische Halbleiterchips 150 zur Anwendung, welche zur Strahlungserzeugung ausgebildet sind.
In dem Verfahren wird ein Verbund aus zusammenhängenden Bauelementen gefertigt, welcher nachfolgend in die Bauelemente 100 vereinzelt wird. Die Figuren 1 bis 12 veranschaulichen das Verfahren anhand von seitlichen Darstellungen und Aufsichtsdarstellungen. Es wird darauf hingewiesen, dass anstelle der in den Figuren gezeigten Gegebenheiten ein wesentlich größerer Verbund gefertigt werden kann. Die Figuren können in diesem Sinne als ausschnittsweise Darstellungen des Verfah¬ rens aufgefasst werden.
Bei dem Verfahren wird eine Metallfolie 110 bereitgestellt, welche in Figur 1 von der Seite gezeigt ist. Eine Dicke der Metallfolie 110 kann in einem Bereich von 30ym bis 500ym liegen. Die Metallfolie 110 weist eine metallische Basisschicht 111 auf, welche vorder- und rückseitig mit einer metallischen Schicht 112 beschichtet ist. Die Schicht 111 kann zum Bei- spiel aus Cu ausgebildet sein. Mit Hilfe der hierauf angeord¬ neten metallischen Schicht 112 kann erzielt werden, dass metallische Anschlusselemente 131, 132, welche in dem Verfahren durch Strukturieren der Metallfolie 110 gebildet werden (vgl. die Figuren 3, 4), eine lötfähige und zum Anschließen von Bonddrähten 151 geeignete Oberfläche aufweisen.
Die metallische Schicht 112 kann einschichtig aus zum Bei¬ spiel Ag ausgebildet sein. Möglich ist auch eine nicht darge- stellte mehrschichtige Ausgestaltung in Form eines Stapels aus mehreren Teilschichten, zum Beispiel aus Ni, Ag oder Ni, Pd, Au oder Ni, Au. Die metallische Schicht 112 kann mit Hil¬ fe von einem oder mehreren aufeinanderfolgenden Metallisierungsverfahren auf der Schicht 111 erzeugt sein. Ein Beispiel für ein Metallisierungsverfahren ist Elektroplattieren
(Electroplating) .
Die bereitgestellte Metallfolie 110 wird, wie in Figur 2 ge¬ zeigt ist, auf einer als Hilfsträger dienenden Trägerfolie 120 angeordnet. Dieser Vorgang erfolgt durch Auflaminieren der Trägerfolie 120 auf die Metallfolie 110. Bei der Träger¬ folie 120 handelt es sich um eine Kunststofffolie, welche an einer Seite eine nicht dargestellte Klebstoffschicht auf¬ weist. Mit dieser Seite wird die Trägerfolie 120 auf die Me- tallfolie 110 aufgeklebt.
Im Hinblick auf einen nachfolgend durchgeführten Ätzprozess ist die Trägerfolie 120 ätzbeständig ausgeführt. Zu diesem Zweck kann es sich bei der Trägerfolie 120 zum Beispiel um eine mit einer Klebstoffschicht versehene Folie aus PI (Po- lyimid) oder PET (Polyethylenenterephthalat) handeln.
In dem Ätzprozess wird die auf der Trägerfolie 120 angeordne¬ te Metallfolie 110, wie in Figur 3 von der Seite und in Figur 4 in der Aufsicht gezeigt ist, in separate flächige Anschlus¬ selemente 131, 132 mit unterschiedlichen lateralen Abmessungen strukturiert. Die metallischen Anschlusselemente 131, 132 sind räumlich voneinander getrennt, und nicht durch Material der Anschlusselemente 131, 132 bzw. der zugrunde liegenden Metallfolie 110 miteinander verbunden.
Wie in der AufSichtsdarstellung von Figur 4 veranschaulicht ist, können die Anschlusselemente 131, 132 mit einer Recht¬ eckform und in Form eines Rasters aus Zeilen und Spalten auf der Trägerfolie 120 ausgebildet werden. Die Anschlusselemente 131, 132 besitzen eine flächige Struktur, und werden daher im Folgenden als Anschlussflächen (Bondpads) bezeichnet. Des Weiteren werden die größeren Anschlussflächen 131 als erste Anschlussflächen 131, und die kleineren Anschlussflächen 132 als zweite Anschlussflächen 132 bezeichnet. Für jedes der in dem Verfahren hergestellten Bauelemente 100 ist jeweils ein Paar aus einer ersten und einer zweiten Anschlussfläche 131, 132 vorgesehen.
Bei dem Ätzprozess handelt es sich um einen nasschemischen Ätzprozess, welcher mit einem geeigneten Ätzmittel durchge¬ führt wird. Dies hat zur Folge, dass die metallischen An- schlussflächen 131, 132 am Rand die in Figur 3 angedeuteten isotropen verrundeten Ätzflanken aufweisen. Vor dem eigentlichen Strukturieren der Metallfolie 110 kann eine Ätzmaske, zum Beispiel eine Fotolackmaske, auf der Metallfolie 110 aus¬ gebildet und nach dem Ätzen wieder von dieser entfernt wer- den. Zum Schützen von Bereichen der Metallfolie 110, welche nicht von dem Ätzmittel angegriffen werden sollen, kann alternativ auch eine mechanische Maskierung zur Anwendung kommen (jeweils nicht dargestellt). Das Ausbilden der separaten Anschlussflächen 131, 132 anstelle der herkömmlichen Verwendung eines Leiterahmens mit Anschlussflächen und Verbindungsstegen bietet die Möglichkeit, die Anschlussflächen 131, 132 mit kleinen Abständen zueinander auszubilden. Dadurch kann der Bauelementverbund mit einer hohen Packungsdichte gefertigt werden.
Nach dem Ausbilden der Anschlussflächen 131, 132 wird, wie in Figur 5 von der Seite und in Figur 6 in der Aufsicht gezeigt Λ 0
1 o
ist, ein zusammenhängender Formkörper 140 auf der Trägerfolie 120 und den hierauf befindlichen Anschlussflächen 131, 132 ausgebildet. Zu diesem Zweck wird ein Formprozess, beispiels¬ weise ein Spritzpressprozess (Transfer Molding) durchgeführt, in welchem eine Formmasse (Mold Compound) auf die Trägerfolie 120 und die Anschlussflächen 131, 132 aufgebracht wird. Die¬ ser Prozess wird mit Hilfe eines nicht dargestellten Werk¬ zeugs durchgeführt. Bei dem Ausbilden des Formkörpers 140 kann die Trägerfolie 120 ein rückseitiges Abdichten der An- schlussflächen 131, 132 bewirken, so dass die Anschlussflä¬ chen 131, 132 rückseitig nicht mit der Formmasse bedeckt wer¬ den .
Die Formmasse kann ein Kunststoffmaterial , zum Beispiel ein Epoxidmaterial oder Silikonmaterial, umfassen. Die Formmasse kann des Weiteren hochgefüllt sein mit einem partikelförmigen Füllstoff (nicht dargestellt) . Bei dem Füllmaterial kann es sich um Si02-Partikel und Ti02-Partikel handeln. Durch die Si02-Partikel kann der Formkörper 140 einen kleinen thermi- sehen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, und auf diese Weise an den thermischen Ausdehnungskoeffizienten der metallischen Anschlussflächen 131, 132 angepasst sein. Durch die Ti02- Partikel kann der Formkörper 140 eine weiße Farbe aufweisen. Nach dem Aufbringen kann die Formmasse ausgehärtet werden.
Der Formkörper 140 wird mit Kavitäten bzw. Ausnehmungen 141 ausgebildet, über welche die Anschlussflächen 131, 132 an ei¬ ner Vorderseite freigelegt sind. Jede Ausnehmung 141 ist ei¬ nem Paar aus einer ersten und einer zweiten Anschlussfläche 131, 132 zugeordnet, so dass diese vorderseitig freigestellt sind. Hierfür werden die Ausnehmungen 141 entsprechend des Rasters der Anschlussflächen 131, 132 ausgebildet. Am Rand der Ausnehmungen 141 sind die Anschlussflächen 131, 132 vorderseitig zum Teil von dem Formkörper 140 bedeckt.
Die Ausnehmungen 141 weisen eine sich in einer Richtung weg von den Anschlussflächen 131, 132 aufweitende Form mit schräg zu den Anschlussflächen 131, 132 verlaufenden Seitenwänden auf, so dass die Ausnehmungen 141 bei den gefertigten Bauelementen 100 als Reflektoren dienen können. Von oben betrachtet können die Ausnehmungen 141, wie in Figur 6 gezeigt ist, eine rechteckige Kontur mit abgerundeten Ecken aufweisen.
Der Formkörper 140 befindet sich auch seitlich neben bzw. zwischen den Anschlussflächen 131, 132, und reicht an diesen Stellen an die Trägerfolie 120 heran. Hierzu gehören rücksei¬ tige Abschnitte eines die Ausnehmungen 141 umgebenden und Seitenwände der Ausnehmungen 141 bildenden Teil des Formkörpers 140, sowie zwischen den Anschlussflächen 131, 132 vorhandene Stege 142 des Formkörpers 140. Die Stege 142 besitzen eine geringere Dicke als der die Ausnehmungen 141 umgebende Teil des Formkörpers 140. Wie in Figur 5 gezeigt ist, können die Stege 142 die gleiche Dicke aufweisen wie die Anschluss¬ flächen 131, 132.
Es ist möglich, dass die Anschlussflächen 131, 132 nach dem Durchführen des Formprozesses vorderseitig unerwünschte Rück- stände der Formmasse aufweisen (nicht dargestellt) . Solche
Rückstände können nachfolgend in einem weiteren Prozess (De- flashing) entfernt werden.
Dies kann gegebenenfalls vermieden werden, indem das Ausbil- den des Formkörpers 140 mit Hilfe eines folienunterstützten Spritzpressprozesses (Film Assisted Transfer Molding) durch¬ geführt wird. Hierbei sind die Formkerne eines Werkzeugteils des eingesetzten Werkzeugs für eine bessere Abdichtung mit einer Folie ummantelt. Auf diese Weise kann erzielt werden, dass die Anschlussflächen 131, 132 vorderseitig keine uner¬ wünschten Rückstände der Formmasse aufweisen.
Anschließend werden, wie in Figur 7 von der Seite und in Figur 8 in der Aufsicht gezeigt ist, ungehäuste Halbleiterchips 150 innerhalb der Ausnehmungen 141 des Formkörpers 140 auf den ersten Anschlussflächen 131 angeordnet und über Bonddrähte 151 an die zweiten Anschlussflächen 132 angeschlossen. Wie oben angedeutet wurde, kann es sich bei den Halbleiterchips 150 um strahlungsemittierende optoelektronische Halbleiter¬ chips 150 handeln. Möglich ist zum Beispiel die Verwendung von Leuchtdiodenchips. In der in den Figuren angedeuteten Ausgestaltung weisen die Halbleiterchips 150 jeweils einen Vorderseitenkontakt und ei¬ nen Rückseitenkontakt auf. Über die Rückseitenkontakte und nicht gezeigte Verbindungsschichten, zum Beispiel Lotschichten oder Schichten eines elektrisch leitfähigen Klebstoffs, werden die Halbleiterchips 150 elektrisch und mechanisch mit den ersten Anschlussflächen 131 verbunden. Die Vorderseitenkontakte der Halbleiterchips 150 werden über die Bonddrähte 151 elektrisch mit den zweiten Anschlussflächen 132 verbunden .
Nach dem Anordnen und Kontaktieren der Halbleiterchips 150 wird, wie in Figur 9 gezeigt ist, eine Vergussmasse 160 in die Ausnehmungen 141 des Formkörpers 140 eingebracht. Jede Ausnehmung 141 kann vollständig mit der Vergussmasse 160 ver- füllt werden. Die Vergussmasse 160 umgibt die Halbleiterchips 150 und die Bonddrähte 151, und bildet eine diese Komponenten 150, 151 vor äußeren Einflüssen schützende Verkapselung .
Das Einbringen der Vergussmasse 160 in die Ausnehmungen 141 kann zum Beispiel durch Vergießen erfolgen. Auch bei diesem Prozess kann die Trägerfolie 120 ein rückseitiges Abdichten der Anschlussflächen 131, 132 bewirken, so dass trotz gegebenenfalls vorliegender Spalte zwischen dem Formkörper 140 und den Anschlussflächen 131, 132 ein Verunreinigen von Rücksei- ten der Anschlussflächen 131, 132 mit der Vergussmasse 160 vermieden werden kann.
Bei Strahlungsemittierenden Halbleiterchips 150 kann eine Vergussmasse 160 zur Anwendung kommen, welche ein strahlungs- durchlässiges Vergussmaterial, zum Beispiel ein Silikonmate¬ rial, aufweist. Die Vergussmasse 160 kann in diesem Zusammen¬ hang ferner nicht nur zur Verkapselung, sondern auch zur Strahlungskonversion eingesetzt werden. Hierfür kann die Ver- gussmasse 160 zusätzlich in dem strahlungsdurchlässigen Vergussmaterial eingebettete Leuchtstoffpartikel zur Strahlungs¬ konversion aufweisen (nicht dargestellt) . Auf diese Weise kann die Vergussmasse 160 wenigstens einen Teil einer im Be- trieb von den Halbleiterchips 150 erzeugten Lichtstrahlung konvertieren (Volumenkonversion) .
Es ist darüber hinaus möglich, dass bei den Strahlungsemit¬ tierenden Halbleiterchips 150 auf einer Vorderseite nicht ge- zeigte Konversionsschichten bzw. Konversionselemente zur
Strahlungskonversion zum Einsatz kommen (Oberflächenkonversion) . Solche Konversionsschichten können zum Beispiel nach dem Anordnen der Halbleiterchips 150 in den Ausnehmungen 141 bzw. nach dem Drahtbonden und vor dem Verfüllen der Vergussmasse 160 auf den Halbleiterchips 150 angeordnet werden. In dieser Ausgestaltung kann die Vergussmasse 160 lediglich ein strahlungsdurchlässiges Vergussmaterial aufweisen.
Ferner kann es bei der oben beschriebenen Verwendung einer Vergussmasse 160 mit LeuchtstoffPartikeln in Betracht kommen, die Leuchtstoffpartikel durch Gravitation oder Einsatz einer Zentrifuge absedimentieren zu lassen, so dass die Leucht¬ stoffpartikel in Form einer Schicht auf der Oberfläche der Halbleiterchips 150 liegen können (nicht dargestellt) .
Dadurch kann eine bessere Entwärmung erzielt werden, so dass ein Betrieb bei höheren Temperaturen möglich ist.
Im Anschluss hieran bzw. nach einem Aushärten der Vergussmasse 160 wird die Trägerfolie 120 von dem Bauelementverbund entfernt, so dass der in Figur 10 gezeigte Verfahrenszustand vorliegt. Dies kann durch Abziehen der Trägerfolie 120 von dem Bauelementverbund erfolgen. In diesem Zusammenhang kann ausgenutzt werden, dass die Trägerfolie 120 in dem zuvor durchgeführten und mit einer Temperatureinwirkung verbundenen Formprozess ihre Klebewirkung weitgehend verlieren kann.
Nach dem Entfernen der Trägerfolie 120 wird, wie in Figur 11 von der Seite und in Figur 12 in der Aufsicht gezeigt ist, der Bauelementverbund in separate elektronische bzw. opto¬ elektronische Bauelemente 100 vereinzelt. Für das Vereinzeln wird lediglich der Formkörper 140 durchtrennt, wodurch dieser Prozess einfach und schnell durchgeführt werden kann. Diese Vorgehensweise wird durch die Ausgestaltung mit den separaten metallischen Anschlussflächen 131, 132 ermöglicht.
Wie in den Figuren 11, 12 dargestellt ist, kann das Durchtrennen entlang von in der Aufsicht senkrecht zueinander ori- entierten Trennlinien 190 und in Bereichen des Formkörpers
140 zwischen den Ausnehmungen 141 durchgeführt werden.
Dadurch weisen die vereinzelten Bauelemente 100 eine Quaderform und in der Aufsicht eine rechteckige Kontur auf. Das Durchtrennen des Formkörpers 140 kann zum Beispiel durch Sägen erfolgen. Dies ist mit einer hohen Sägegeschwindigkeit von zum Beispiel bis zu 500mm/s möglich. Alternativ lässt sich das Durchtrennen des Formkörpers 140 mittels anderer Prozesse wie zum Beispiel Laserschneiden oder Wasserstrahl- schneiden durchführen.
Bei den vereinzelten Bauelementen 100 handelt es sich um Einzelchip-Bauelemente. Die Bauelemente 100 weisen jeweils einen aus dem Formkörper 140 hervorgegangenen Gehäusekörper 145 mit einer Ausnehmung 141, zwei separate und an einer Rückseite freiliegende Anschlussflächen 131, 132 und einen Halbleiterchip 150 auf. Der Halbleiterchip 150 ist in der Ausnehmung
141 des Gehäusekörpers 145 auf einer ersten Anschlussfläche 131 angeordnet, über einen Bonddraht 151 an eine zweite An- schlussfläche 132 angeschlossen, und von der in die Ausnehmung 141 eingebrachten Vergussmasse 160 umgeben. Die Vergussmasse 160 bildet bei den Bauelementen 100 jeweils einen Teil einer Vorderseite. Mit Hilfe der rückseitig freiliegenden An¬ schlussflächen 131, 132 können die Bauelemente 100 mittels Löten bzw. Wiederaufschmelzlöten auf einer Leiterplatte angeordnet werden (nicht dargestellt) . Jedes Bauelement 100 weist zwischen der Vorder- und der Rück¬ seite eine umlaufende Mantelfläche 147 auf, welche aus¬ schließlich durch den Gehäusekörper 145 gebildet ist. Bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel setzt sich die Mantelflä- che 147 der Bauelemente 100 aus vier rechtwinklig aneinander- grenzenden Seitenwänden zusammen. An die Mantelfläche 147 heranreichende Verbindungsstege aus Kupfer sind nicht vorhan¬ den. Daher sind die Bauelemente 100 korrosionsstabil und un¬ empfindlich gegenüber Kurzschlüssen.
Im Folgenden werden mögliche Varianten und Abwandlungen des anhand der Figuren 1 bis 12 erläuterten Verfahrens beschrie¬ ben. Übereinstimmende Merkmale und Aspekte sowie gleiche und gleich wirkende Komponenten werden im Folgenden nicht erneut detailliert beschrieben. Für Details hierzu wird stattdessen auf die vorstehende Beschreibung Bezug genommen. Des Weiteren wird auf die Möglichkeit hingewiesen, Merkmale von zwei oder mehreren Ausführungsformen miteinander zu kombinieren. Die Figuren 13 bis 19 zeigen anhand von seitlichen Darstel¬ lungen ein weiteres mögliches Verfahren zum Herstellen von oberflächenmontierbaren (opto) elektronischen Einzelchip- Bauelementen 100. Bei diesem Verfahren wird eine metallische Schicht 112 erst in einem späteren Verfahrensstadium ausge- bildet. Dementsprechend kann der Verfahrensablauf der Figuren 13 bis 19 als Postplating-Verfahren bezeichnet werden, wohingegen der zuvor erläuterte Verfahrensablauf der Figuren 1 bis 12 als Preplating-Verfahren bezeichnet werden kann. Bei dem Verfahren wird, wie in Figur 13 gezeigt ist, eine Me¬ tallfolie 110 bereitgestellt und auf einer ätzbeständigen Trägerfolie 120 angeordnet. Dies kann durch Auflaminieren der Trägerfolie 120 auf die Metallfolie 110 erfolgen. Die bereit¬ gestellte Metallfolie 110 ist unbeschichtet und weist daher lediglich eine metallische Schicht 111 aus zum Beispiel Cu auf . Nachfolgend wird ein nasschemischer Ätzprozess durchgeführt, in welchem die auf der Trägerfolie 120 angeordnete Metallfo¬ lie 110, wie in Figur 14 gezeigt ist, in separate flächige Anschlusselemente bzw. Anschlussflächen 131, 132 strukturiert wird. Der Ätzprozess kann mit Hilfe einer Ätzmaske wie zum Beispiel einer Fotolackmaske oder unter Anwendung einer mechanischen Maskierung durchgeführt werden. Von oben betrachtet können die Anschlussflächen 131, 132 die in Figur 4 gezeigte Struktur aufweisen.
Nach dem Ausbilden der Anschlussflächen 131, 132 wird, wie in Figur 15 gezeigt ist, ein zusammenhängender Formkörper 140 auf der Trägerfolie 120 und den hierauf angeordneten An¬ schlussflächen 131, 132 ausgebildet. Der Formkörper 140 weist Ausnehmungen 141 auf, über welche die Anschlussflächen 131, 132 vorderseitig freigestellt sind. Jede Ausnehmung 141 ist einem Paar aus einer ersten Anschlussfläche 131 und einer zweiten Anschlussfläche 132 zugeordnet. Zwischen einem sol¬ chen Paar aus Anschlussflächen 131, 132 ist jeweils ein Steg 142 des Formkörpers 140 vorhanden. Von oben betrachtet können die in Figur 6 gezeigten Gegebenheiten vorliegen. Das Ausbilden des Formkörpers 140 kann mit Hilfe eines Formprozesses, beispielsweise eines Spritzpressprozesses, durchgeführt wer¬ den .
Nachfolgend kann gegebenenfalls ein Prozess zum Entfernen von unerwünschten, auf den Anschlussflächen 131, 132 vorderseitig vorhandenen Rückständen einer Formmasse des Formkörpers 140 (sofern vorhanden) durchgeführt werden.
Im Anschluss hieran wird die Trägerfolie 120 von dem Verbund umfassend die Anschlussflächen 131, 132 und den Formkörper 140 entfernt, und werden die Anschlussflächen 131, 132 bzw. deren Schichtmaterial 111, wie in Figur 16 gezeigt ist, mit einer metallischen Schicht 112 beschichtet. Bei dieser Vorge¬ hensweise wird ausgenutzt, dass die Anschlussflächen 131, 132 nach dem Ausbilden des Formkörpers 140 über den Formkörper 140 zusammengehalten werden können, so dass die Trägerfolie 120 hierfür entbehrlich ist. Zum Entfernen kann die Trägerfolie 120 abgezogen werden.
Das Beschichten erfolgt derart, dass lediglich die Anschluss- flächen 131, 132 bzw. freiliegende und nicht von dem Formkör¬ per 140 bedeckte Oberflächenbereiche der Anschlussflächen 131, 132 mit der metallischen Schicht 112 versehen werden, wie in Figur 16 anhand der vorder- und rückseitig auf den An¬ schlussflächen 131, 132 angeordneten metallischen Schicht 112 deutlich wird. Die metallische Schicht 112 kann einschichtig oder mehrschichtig in Form eines Stapels aus mehreren Teil¬ schichten ausgebildet sein. Aufgrund der metallischen Schicht 112 können die Anschlussflächen 131, 132 eine lötfähige und zum Anschließen von Bonddrähten 151 geeignete Oberfläche auf- weisen.
Das Beschichten der Anschlussflächen 131, 132 mit der metallischen Schicht 112 kann mit Hilfe von einem oder mehreren aufeinanderfolgenden Metallisierungsverfahren durchgeführt werden. Ein Beispiel für ein Metallisierungsverfahren ist eine stromlose chemische Abscheidung (Electroless Plating) .
In dieser Verfahrensvariante wird der Formkörper 140 aus¬ schließlich auf dem Schichtmaterial 111 (zum Beispiel Cu) der Anschlussflächen 131, 132 und nicht auf der nachträglich ausgebildeten metallischen Schicht 112 angeordnet. Auf diese Weise kann eine gute Haftung zwischen dem Formkörper 140 und den Anschlussflächen 131, 132 zur Verfügung gestellt werden. Darüber hinaus können durch das Beschichten gegebenenfalls vorliegende Spalte zwischen dem Formkörper 140 und den Anschlussflächen 131, 132 geschlossen werden, so dass sich die gefertigten Bauelemente 100 durch eine hohe Dichtigkeit aus¬ zeichnen können. Anschließend werden, wie in Figur 17 gezeigt ist, Halbleiter¬ chips 150 innerhalb der Ausnehmungen 141 des Formkörpers 140 auf den beschichteten ersten Anschlussflächen 131 angeordnet und über Bonddrähte 151 elektrisch mit den beschichteten zweiten Anschlussflächen 132 verbunden. Hierbei kann es sich um strahlungsemittierende Chips bzw. Leuchtdiodenchips han¬ deln. Von oben betrachtet können die in Figur 8 gezeigten Gegebenheiten vorliegen.
Nachfolgend werden die Ausnehmungen 141 des Formkörpers 140, wie in Figur 18 gezeigt ist, mit einer Vergussmasse 160 ver¬ füllt. Im Hinblick auf strahlungsemittierende Halbleiterchips 150 kann die Vergussmasse 160 ein strahlungsdurchlässiges Vergussmaterial sowie gegebenenfalls darin eingebettete
Leuchtstoffpartikel umfassen.
Im Anschluss hieran wird der Bauelementverbund, wie in Figur 19 gezeigt ist, in separate elektronische bzw. optoelektroni- sehe Bauelemente 100 vereinzelt. Für das Vereinzeln, welches von oben betrachtet entsprechend Figur 12 erfolgen kann, wird lediglich der Formkörper 140 entlang von Trennlinien 190 in Bereichen des Formkörpers 140 zwischen den Ausnehmungen 141 durchtrennt. Dieser Vorgang kann zum Beispiel durch Sägen er- folgen.
Die Figuren 20 bis 28 zeigen anhand von seitlichen Darstellungen und einer AufSichtsdarstellung einen weiteren möglichen Verfahrensablauf zum Herstellen von oberflächenmontier- baren (opto) elektronischen Einzelchip-Bauelementen 100. Bei diesem Verfahren werden Anschlusselemente 131, 132 mit einer randseitigen Verankerungsstruktur ausgebildet.
Bei dem Verfahren wird, wie in Figur 20 gezeigt ist, eine Me- tallfolie 110 bereitgestellt. Die Metallfolie 110 weist eine metallische Basisschicht 111 aus zum Beispiel Cu auf, welche vollständig mit einer metallischen Schicht 112 beschichtet ist. Die metallische Schicht 112, welche zum Bereitstellen einer lötfähigen und zum Anschließen von Bonddrähten 151 ge- eigneten Oberfläche dient, kann einschichtig oder mehrschich¬ tig ausgebildet sein. Nachfolgend werden, wie in Figur 21 gezeigt ist, an einer Seite bzw. Hauptseite Vertiefungen 195 in der Metallfolie 110 ausgebildet. Hierzu kann ein Ätzprozess unter Verwendung ei¬ ner entsprechenden Maskierung der Metallfolie 110 durchge- führt werden. Die Vertiefungen 195 können mit einer Ätztiefe ausgebildet werden, welche mehr als halb so groß ist wie eine Dicke der Metallfolie 110. Des Weiteren werden die Vertiefungen 195 in Form eines zusammenhängenden Gitters in der Metallfolie 110 ausgebildet, wodurch von den Vertiefungen 195 umschlossene Bereiche 191, 192 der Metallfolie 110 gebildet werden. Dies ist zur besseren Veranschaulichung ergänzend in der AufSichtsdarstellung von Figur 22 dargestellt. Die Bereiche 191, 192 der Metallfolie 110 werden mit Formen ausgebil¬ det, welche nachfolgend ausgebildeten Anschlusselementen 131, 132 entsprechen. In diesem Sinne werden jeweils Paare aus einem größeren Bereich 191 und einem kleineren Bereich 192 ausgebildet, wobei die Bereiche 191, 192 in einem Raster aus Zeilen und Spalten angeordnet sind. Nach dem Ausbilden der halbgeätzten Vertiefungen 195 wird die Metallfolie 110, wie in Figur 23 gezeigt ist, mit der die Vertiefungen 195 aufweisenden Seite auf einer ätzbeständigen Trägerfolie 120 angeordnet. Dies kann durch Auflaminieren der Trägerfolie 120 auf die Metallfolie 110 erfolgen.
Anschließend wird ein nasschemischer Ätzprozess durchgeführt, in welchem die auf der Trägerfolie 120 angeordnete Metallfo¬ lie 110, wie in Figur 24 gezeigt ist, in separate flächige Anschlusselemente bzw. Anschlussflächen 131, 132 strukturiert wird. Hierbei kommt eine Ätzmaske wie zum Beispiel eine Foto¬ lackmaske oder eine mechanische Maskierung zur Anwendung. Von oben betrachtet können die Anschlussflächen 131, 132 die in Figur 4 gezeigte Struktur aufweisen. Bei dem Ätzprozess zum Ausbilden der Anschlussflächen 131,
132 wird Material der Metallfolie 110 im Bereich der Vertie¬ fungen 195 ausgehend von einer Seite der Metallfolie 110 ent¬ fernt, welche entgegen gesetzt ist zu der Seite der Metallfo- lie 110 mit den Vertiefungen 195. Hierdurch wird überschüssi¬ ges Schichtmaterial im Bereich der zuvor erzeugten Vertiefungen 195 entfernt, so dass die separaten Anschlussflächen 131, 132 auf der Trägerfolie 120 gebildet werden. Das Ätzen zum Bilden der Anschlussflächen 131, 132 wird in Ätzbereichen durchgeführt, welche eine kleinere Breite aufweisen als die zuvor ausgebildeten Vertiefungen 195. Dies hat zur Folge, dass die Anschlussflächen 131, 132, wie in Figur 24 gezeigt ist, am Rand eine umlaufende Stufenform besitzen, welche als Verankerungsstruktur dienen kann.
Nach dem Ausbilden der Anschlussflächen 131, 132 wird, wie in Figur 25 gezeigt ist, ein zusammenhängender Formkörper 140 auf der Trägerfolie 120 und den hierauf befindlichen An- schlussflächen 131, 132 ausgebildet. Der Formkörper 140 weist Ausnehmungen 141 auf, über welche die Anschlussflächen 131, 132 vorderseitig freigelegt sind. Jede Ausnehmung 141 ist ei¬ nem Paar aus einer ersten Anschlussfläche 131 und einer zwei¬ ten Anschlussfläche 132 zugeordnet. Von oben betrachtet kön- nen die in Figur 6 gezeigten Gegebenheiten vorliegen. Das
Ausbilden des Formkörpers 140 kann mit Hilfe eines Formpro¬ zesses, beispielsweise eines Spritzpressprozesses, durchge¬ führt werden. Aufgrund der stufenförmigen Ränder der Anschlussflächen 131, 132 kann eine Verankerung zwischen dem Formkörper 140 und den Anschlussflächen 131, 132, und dadurch eine verbesserte mechanische Verbindung zwischen diesen Bestandteilen 131, 132, 140 ermöglicht werden. Die stufenförmige Gestalt der An- schlussflächen 131, 132 am Rand führt des Weiteren dazu, dass seitlich neben bzw. zwischen den Anschlussflächen 131, 132 befindliche Bestandteile des Formkörpers 140 wie rückseitige Abschnitte eines die Ausnehmungen 141 umgebenden und Seitenwände der Ausnehmungen 141 bildenden Teils des Formkörpers 140 und Stege 142 eine von den zuvor erläuterten Verfahrensabläufen abweichende Form besitzen. Nach dem Ausbilden des Formkörpers 140 kann gegebenenfalls ein Prozess zum Entfernen von unerwünschten, auf den Anschlussflächen 131, 132 vorderseitig vorhandenen Rückständen einer Formmasse des Formkörpers 140 (sofern vorhanden) durch- geführt werden.
Anschließend werden, wie in Figur 26 gezeigt ist, Halbleiter¬ chips 150 innerhalb der Ausnehmungen 141 des Formkörpers 140 auf den ersten Anschlussflächen 131 angeordnet und über Bond- drähte 151 elektrisch an die zweiten Anschlussflächen 132 angeschlossen. Hierbei können Strahlungsemittierende Chips bzw. Leuchtdiodenchips zur Anwendung kommen. Von oben betrachtet können die in Figur 8 gezeigten Gegebenheiten vorliegen. Im Anschluss hieran werden die Ausnehmungen 141 des Formkörpers 140, wie in Figur 27 gezeigt ist, mit einer Vergussmasse 160 verfüllt. Die Vergussmasse 160 kann ein strahlungsdurch¬ lässiges Vergussmaterial sowie gegebenenfalls darin enthalte¬ ne Leuchtstoffpartikel umfassen.
Nachfolgend wird der Bauelementverbund, wie in Figur 28 ge¬ zeigt ist, in separate (opto) elektronische Bauelemente 100 vereinzelt. Für das Vereinzeln, welches von oben betrachtet entsprechend Figur 12 erfolgen kann, wird lediglich der Form- körper 140 entlang von Trennlinien 190 in Bereichen des Formkörpers 140 zwischen den Ausnehmungen 141 durchtrennt. Das Vereinzeln kann mittels Sägen erfolgen.
Das zuvor beschriebene Verfahren der Figuren 20 bis 28 kann in gleicher Weise derart abgewandelt werden, dass eine metal¬ lische Schicht 112 erst in einem späteren Verfahrensstadium ausgebildet wird. Ein solches als Postplating-Verfahren be¬ zeichnetes Vorgehen, bei welchem Anschlusselemente 131, 132 mit einer randseitigen Verankerungsstruktur erzeugt werden, wird im Folgenden anhand der Figuren 29 bis 36 beschrieben. In diesem Sinne kann der vorhergehende Verfahrensablauf der Figuren 20 bis 28 als Preplating-Verfahren bezeichnet werden. Bei dem Verfahren wird, wie in Figur 29 gezeigt ist, eine Me¬ tallfolie 110 bereitgestellt. Die bereitgestellten Metallfo¬ lie 110 ist unbeschichtet und weist daher lediglich eine me¬ tallische Schicht 111 aus zum Beispiel Cu auf.
Nachfolgend werden, wie in Figur 30 gezeigt ist, an einer Seite Vertiefungen 195 in der Metallfolie 110 ausgebildet. Dies kann mit Hilfe eines Ätzprozesses unter Einsatz einer entsprechenden Maskierung der Metallfolie 110 durchgeführt werden. Die Vertiefungen 195 können mit einer Ätztiefe mehr als halb so groß wie eine Dicke der Metallfolie 110 erzeugt werden. Ferner werden die Vertiefungen 195 in Form eines Gitters in der Metallfolie 110 ausgebildet, wodurch von den Ver¬ tiefungen 195 umschlossene Bereiche 191, 192 der Metallfolie 110 gebildet werden. Die Bereiche 191, 192 besitzen Formen entsprechend nachfolgend ausgebildeten Anschlusselementen 131, 132. Es werden jeweils Paare aus einem größeren Bereich
191 und einem kleineren Bereich 192 ausgebildet, welche in einem Raster aus Zeilen und Spalten angeordnet sind. Von oben betrachtet können die Vertiefungen 195 und die Bereiche 191,
192 die in Figur 22 gezeigte Struktur aufweisen.
Im Anschluss an das Ausbilden der halbgeätzten Vertiefungen 195 wird die Metallfolie 110 mit der die Vertiefungen 195 aufweisenden Seite auf einer ätzbeständigen Trägerfolie 120 angeordnet und einer Strukturierung unterzogen, so dass, wie in Figur 31 gezeigt ist, separate flächige Anschlusselemente bzw. Anschlussflächen 131, 132 gebildet werden. Das Anordnen kann durch Auflaminieren der Trägerfolie 120 auf die Metall- folie 110 erfolgen. Das Strukturieren der Metallfolie 110 wird mit Hilfe eines nasschemischen Ätzprozesses unter Ver¬ wendung einer Ätzmaske, zum Beispiel einer Fotolackmaske, o- der einer mechanischen Maskierung durchgeführt. Von oben betrachtet können die Anschlussflächen 131, 132 die in Figur 4 gezeigte Struktur aufweisen.
Bei dem Ätzprozess wird Material der Metallfolie 110 im Be¬ reich der Vertiefungen 195 ausgehend von einer Seite der Me- tallfolie 110 entfernt, welche entgegen gesetzt ist zu der Seite der Metallfolie 110 mit den Vertiefungen 195. Auch er¬ folgt in diesem Prozess ein Ätzen mit einer gegenüber den Vertiefungen 195 geringeren Ätzbreite, wodurch die Anschluss- flächen 131, 132 am Rand eine umlaufende und als Veranke¬ rungsstruktur dienende Stufenform aufweisen.
Im Anschluss hieran wird, wie in Figur 32 gezeigt ist, ein zusammenhängender Formkörper 140 auf der Trägerfolie 120 und den darauf angeordneten Anschlussflächen 131, 132 ausgebildet. Hierbei ermöglichen die stufenförmigen Ränder der Anschlussflächen 131, 132 eine Verankerung und dadurch eine verbesserte mechanische Verbindung zwischen dem Formkörper 140 und den Anschlussflächen 131, 132. Der Formkörper 140 weist Ausnehmungen 141 auf, über welche die Anschlussflächen 131, 132 vorderseitig freigestellt sind. Jede Ausnehmung 141 ist einem Paar aus einer ersten Anschlussfläche 131 und einer zweiten Anschlussfläche 132 zugeordnet. Zwischen einem sol¬ chen Paar aus Anschlussflächen 131, 132 befindet sich jeweils ein Steg 142 des Formkörpers 140. Von oben betrachtet können die in Figur 6 gezeigten Gegebenheiten vorliegen. Das Ausbilden des Formkörpers 140 kann mit Hilfe eines Formprozesses, beispielsweise eines Spritzpressprozesses, durchgeführt wer¬ den .
Nach dem Ausbilden des Formkörpers 140 kann gegebenenfalls ein Prozess zum Entfernen von unerwünschten, auf den Anschlussflächen 131, 132 vorderseitig vorhandenen Rückständen einer Formmasse des Formkörpers 140 (sofern vorhanden) durch- geführt werden.
Nachfolgend wird die Trägerfolie 120 von dem Verbund umfas¬ send die Anschlussflächen 131, 132 und den Formkörper 140 entfernt bzw. abgezogen, und werden die Anschlussflächen 131, 132 bzw. deren Schichtmaterial 111, wie in Figur 33 gezeigt ist, mit einer metallischen Schicht 112 beschichtet. Das Be¬ schichten erfolgt derart, dass die metallische Schicht 112 lediglich auf den Anschlussflächen 131, 132 bzw. auf freilie- genden und nicht von dem Formkörper 140 bedeckten Oberflächenbereichen der Anschlussflächen 131, 132 ausgebildet wird. Die metallische Schicht 112, welche einschichtig oder mehr¬ schichtig erzeugt werden kann, verleiht den Anschlussflächen 131, 132 eine lötfähige und zum Anschließen von Bonddrähten 151 geeignete Oberfläche. Das Beschichten wird mit Hilfe von einem oder mehreren aufeinanderfolgenden Metallisierungsverfahren durchgeführt. Anschließend werden, wie in Figur 34 gezeigt ist, Halbleiter¬ chips 150 innerhalb der Ausnehmungen 141 des Formkörpers 140 auf den beschichteten ersten Anschlussflächen 131 angeordnet und über Bonddrähte 151 an die beschichteten zweiten Anschlussflächen 132 angeschlossen. Hierbei können strahlungse- mittierende Chips bzw. Leuchtdiodenchips eingesetzt werden. Von oben betrachtet können die in Figur 8 gezeigten Gegebenheiten vorliegen.
Nachfolgend werden die Ausnehmungen 141 des Formkörpers 140, wie in Figur 35 gezeigt ist, mit einer Vergussmasse 160 ver¬ füllt. Die Vergussmasse 160 kann ein strahlungsdurchlässiges Vergussmaterial sowie gegebenenfalls darin enthaltene Leucht¬ stoffpartikel umfassen. Im Anschluss hieran wird der Bauelementverbund, wie in Figur 36 gezeigt ist, in separate (opto) elektronische Bauelemente 100 vereinzelt. Das Vereinzeln, welches von oben betrachtet entsprechend Figur 12 erfolgen kann, wird derart durchge¬ führt, dass lediglich der Formkörper 140 entlang von Trennli- nien 190 in Bereichen des Formkörpers 140 zwischen den Aus¬ nehmungen 141 durchtrennt wird. Dies kann mittels Sägen er¬ folgen .
Die anhand der Figuren erläuterten Ausführungsformen stellen bevorzugte bzw. beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung dar. Neben den beschriebenen und abgebildeten Ausführungsformen sind weitere Ausführungsformen vorstellbar, welche weitere Abwandlungen und/oder Kombinationen von Merkmale umfassen können. Es ist zum Beispiel möglich, anstelle der oben ange¬ gebenen Materialien andere Materialien zu verwenden.
Auch können Komponenten und Strukturen, zum Beispiel An- Schlusselemente 131, 132 sowie Ausnehmungen 141 eines Form¬ körpers 140, mit anderen Formen und Geometrien verwirklicht werden. Beispielsweise können anstelle von rechteckförmigen Ausnehmungen 141 in der Aufsicht runde bzw. ovale Ausnehmungen ausgebildet werden.
Es kann ferner in Betracht kommen, eine verwendete Trägerfo¬ lie 120 auf einem weiteren festen Träger anzuordnen, um eine höhere Stabilität zur Verfügung zu stellen. Dies kann nach oder auch vor dem Anordnen einer zu strukturierenden Metall- folie 110 auf der Trägerfolie 120 und vor dem Ausbilden eines Formkörpers 140 erfolgen. Der feste Träger kann zum Beispiel ein metallbasierter Träger, ein Glasträger oder auch ein kunststoffbasierter Träger sein. Das Anordnen der Trägerfolie 120 auf dem festen Träger kann zum Beispiel mittels Kleben erfolgen. Hierbei kann eine beidseitig klebende Klebefolie zwischen der Trägerfolie 120 und dem festen Träger zur Anwendung kommen. Nach dem Ausbilden des Formkörpers 140 bzw. nach dem Verfüllen einer Vergussmasse 160 können die Trägerfolie 120 und der feste Träger entfernt werden. Das Ablösen dieser Bestandteile lässt sich begünstigen, wenn als Klebefolie eine sogenannte Thermorelease-Folie eingesetzt wird, welche ihre Haftwirkung unter Temperatureinwirkung verlieren kann. In diesem Zusammenhang kann eine Thermorelease-Folie verwendet werden, bei welcher ein Thermorelease-Prozess (Aufschäumen) bei einer Temperatur erfolgt, welche größer ist als eine bei dem Form- bzw. Moldprozess vorhandene Temperatur. Dadurch kann erreicht werden, dass die Thermorelease-Folie ihre Haft¬ wirkung nicht bereits bei dem Ausbilden des Formkörpers 140 verliert .
Weitere mögliche Abwandlungen sind in Bezug auf die verwend¬ baren Halbleiterchips 150 möglich. Es können zum Beispiel Halbleiterchips 150 zum Einsatz kommen, welche zwei Rücksei- tenkontakte aufweisen. In einer solchen Ausgestaltung können für die Halbleiterchips 150 jeweils zwei Anschlusselemente 131, 132 vorgesehen sein. Hierbei kann jeder Halbleiterchip
150 mit den zwei Rückseitenkontakten auf zwei Anschlussele- menten 131, 132 angeordnet und mit diesen verbunden werden.
Ferner können Halbleiterchips 150 mit zwei Vorderseitenkontakten eingesetzt werden. In einer solchen Ausgestaltung können ebenfalls jeweils zwei Anschlusselemente 131, 132 für die Halbleiterchips 150 vorgesehen sein. Hierbei kann jeder Halb¬ leiterchip 150 auf einem Anschlusselement 131 angeordnet, und kann einer der zwei Vorderseitenkontakte über einen Bonddraht
151 an dasselbe Anschlusselement 131 angeschlossen werden. Der andere Vorderseitenkontakt kann über einen weiteren Bond- draht 151 mit einem weiteren Anschlusselement 132 verbunden werden .
Für Halbleiterchips 150 mit zwei Vorderseitenkontakten können auch jeweils drei Anschlusselemente vorgesehen sein. Auf die- se Weise kann jeder Halbleiterchips 150 auf einem Anschlus¬ selement angeordnet werden, und können die Vorderseitenkontakte über Bonddrähte 151 mit zwei weiteren Anschlusselementen verbunden werden. Das Verfahren bzw. dessen unterschiedliche Ausführungsformen können nicht nur in Bezug auf eine Herstellung optoelektronischer Bauelemente zur Anwendung kommen, sondern lassen sich auch zur Fertigung anderer elektronischer Bauelemente verwenden. Daher können anstelle von optoelektronischen Halbleiter- chips andere Halbleiterchips eingesetzt werden.
Eine weitere mögliche Abwandlung besteht darin, anstelle von Einzelchip-Bauelementen Multichip-Bauelemente zu fertigen, welche mehrere Halbleiterchips 150 aufweisen. Solche Bauele- mente können zum Beispiel jeweils einen aus einem Formkörper 140 hervorgegangenen Gehäusekörper mit mehreren separaten Ausnehmungen 141 aufweisen, in welchen Halbleiterchips 150 auf entsprechenden Anschlusselementen angeordnet sein können. Hierfür kann zum Beispiel der in den Figuren 10, 18, 27, 35 abgebildete Bauelementverbund durch eine entsprechende Wahl der Trennlinien 190 in Multichip-Bauelemente mit mehreren Ausnehmungen 141, und nicht in die gezeigten Bauelemente 100, vereinzelt werden. Bei solchen Multichip-Bauelementen können die in den Ausnehmungen 141 angeordneten Halbleiterchips 150 separat betrieben werden. Möglich ist des Weiteren die Herstellung von Multichip- Bauelementen, welche jeweils einen Gehäusekörper mit einer gemeinsamen Ausnehmung, und mehrere innerhalb der gemeinsamen Ausnehmung angeordnete Halbleiterchips 150 aufweisen. Mehrere Halbleiterchips 150 können auf einzelnen, oder auch auf einem oder mehreren gemeinsamen Anschlusselementen angeordnet sein. Das Verfahren kann hierfür derart durchgeführt werden, dass im Bereich einer Ausnehmung des Formkörpers 140 jeweils eine Mehrzahl an Anschlusselementen vorhanden ist. Auch können mehrere in einer gemeinsamen Ausnehmung des Formkörpers 140 angeordnete Halbleiterchips 150 untereinander elektrisch ver¬ bunden werden, zum Beispiel mit Hilfe von Bonddrähten 151.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungs¬ beispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
BEZUGSZEICHENLISTE
100 Bauelement
110 Metallfolie
111 Schicht, Schichtmater 112 Schicht
115 Vertiefung
120 Trägerfolie
131, 132 Anschlussfläche
140 Formkörper
141 Ausnehmung
142 Steg
145 Gehäusekörper
147 Mantelfläche
150 Halbleiterchip
151 Bonddraht
160 Vergussmasse
190 Trennlinie
191, 192 Bereich
195 Vertiefung

Claims

PATENTA S PRÜCHE
1. Verfahren zum Herstellen von elektronischen Bauelementen (100), umfassend:
Bereitstellen einer Metallfolie (110);
Anordnen der Metallfolie (110) auf einem Hilfsträger (120) ;
Strukturieren der auf dem Hilfsträger (120) angeordneten Metallfolie (110) in separate Anschlusselemente (131, 132) ;
Ausbilden eines Formkörpers (140) mit Ausnehmungen (141) auf dem Hilfsträger (120) und den Anschlusselementen (131, 132);
Anordnen von Halbleiterchips (150) auf Anschlusselementen (131) in den Ausnehmungen (141) des Formkörpers (140) ;
Entfernen des Hilfsträgers (120); und
Durchtrennen des Formkörpers (140) zum Bilden von vereinzelten elektronischen Bauelementen (100).
2. Verfahren nach Anspruch 1,
wobei die bereitgestellte Metallfolie (110) eine metal¬ lische Basisschicht (111) aufweist, welche mit einer me¬ tallischen Schicht (112) beschichtet ist.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Anschlusselemente (131, 132) nach dem Ausbil¬ den des Formkörpers (140) und vor dem Anordnen von Halb¬ leiterchips (150) mit einer metallischen Schicht (112) beschichtet werden. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Hilfsträger (120) eine Trägerfolie ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Strukturieren der Metallfolie (110) in die se¬ paraten Anschlusselemente (131, 132) mit Hilfe eines Ätzprozesses durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend Einbringen einer Vergussmasse (160) in die Ausnehmungen (141) des Formkörpers (140) .
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend Ausbilden von Vertiefungen (195) in der Metallfolie (110) vor dem Anordnen der Metallfolie (110) auf dem Hilfsträger (120), wobei die Vertiefungen (195) an einer ersten Seite der Metallfolie (110) ausgebildet werden, und wobei bei dem Strukturieren der Metallfolie (110) in die separaten Anschlusselemente (131, 132) Ma¬ terial der Metallfolie (110) ausgehend von einer zu der ersten Seite entgegen gesetzten zweiten Seite der Metallfolie (110) im Bereich der Vertiefungen (195) entfernt wird, so dass die Anschlusselemente (131, 132) am Rand eine Verankerungsstruktur zur Verankerung des Formkörpers (140) aufweisen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die elektronischen Bauelemente (100) optoelektro¬ nische Bauelemente sind, und wobei optoelektronische Halbleiterchips (150) auf Anschlusselementen (131) in den Ausnehmungen (141) des Formkörpers (140) angeordnet werden .
Elektronisches Bauelement (100), hergestellt durch
Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das elektronische Bauelement (100) einen durch das Durchtrennen aus dem Formkörper (140) hervorgegangenen Gehäusekörper (145) aufweist, und wobei das elektronische Bauelement (100) eine umlaufende Man¬ telfläche (147) aufweist, welche ausschließlich durch den Gehäusekörper (145) gebildet ist.
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