DE102016105868A1

DE102016105868A1 - Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements und optoelektronisches Bauelement

Info

Publication number: DE102016105868A1
Application number: DE102016105868.8A
Authority: DE
Inventors: David Racz; Matthias Sperl
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2017-10-05
Also published as: WO2017167981A1; TW201739071A

Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements umfasst Schritte zum Bereitstellen eines Trägers mit einer Oberseite, zum Anordnen einer Portion eines ersten Materials über der Oberseite des Trägers, zum Eindrücken eines optoelektronischen Halbleiterchips in die Portion des ersten Materials derart, dass eine Vorderseite des optoelektronischen Halbleiterchips der Oberseite des Trägers zugewandt ist, zum Anordnen eines zweiten Materials über der Oberseite des Trägers derart, dass die Portion des ersten Materials und der optoelektronische Halbleiterchip zumindest teilweise in das zweite Material eingebettet werden, wodurch ein Verbundkörper mit einer der Oberseite des Trägers zugewandten Vorderseite gebildet wird, und zum Ablösen des Verbundkörpers von dem Träger.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements sowie ein optoelektronisches Bauelement.
Es ist bekannt, optoelektronische Bauelemente, beispielsweise Leuchtdioden-Bauelemente, mit Gehäusen auszubilden, deren Abmessungen die Abmessungen des optoelektronischen Halbleiterchips des optoelektronischen Bauelements nicht wesentlich überschreiten. Die US 2014/0027804 A1 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen solcher optoelektronischer Bauelemente, bei dem optoelektronische Halbleiterchips in ein reflektierendes Material eingebettet werden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements anzugeben. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein optoelektronisches Bauelement bereitzustellen. Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements und durch ein optoelektronisches Bauelement mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind verschiedene Weiterbildungen angegeben.
Ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements umfasst Schritte zum Bereitstellen eines Trägers mit einer Oberseite, zum Anordnen einer Portion eines ersten Materials über der Oberseite des Trägers, zum Eindrücken eines optoelektronischen Halbleiterchips in die Portion des ersten Materials derart, dass eine Vorderseite des optoelektronischen Halbleiterchips der Oberseite des Trägers zugewandt ist, zum Anordnen eines zweiten Materials über der Oberseite des Trägers derart, dass die Portion des ersten Materials und der optoelektronische Halbleiterchip zumindest teilweise in das zweite Material eingebettet werden, wodurch ein Verbundkörper mit einer der Oberseite des Trägers zugewandten Vorderseite gebildet wird, und zum Ablösen des Verbundkörpers von dem Träger.
Der durch dieses Verfahren hergestellte Verbundkörper des optoelektronischen Bauelements weist zwei unterschiedliche Materialien auf, in die der optoelektronische Halbleiterchip eingebettet ist. Die beiden Materialien können dabei unterschiedliche Reflexionseigenschaften aufweisen, wodurch das durch dieses Verfahren hergestellte optoelektronische Bauelement vorteilhafterweise eine optimierte Auskoppeleffizienz aufweisen kann. Bei dem durch dieses Verfahren hergestellten optoelektronischen Bauelement koppelt durch den optoelektronischen Halbleiterchip in eine seitliche Richtung emittiertes Licht im Wesentlichen in das unmittelbar an den optoelektronischen Halbleiterchip angrenzende erste Material ein und kann an einer Grenzfläche zwischen dem ersten Material und dem zweiten Material reflektiert werden, um aus dem Verbundkörper des optoelektronischen Bauelements ausgekoppelt zu werden. Ein besonderer Vorteil dieses Herstellungsverfahrens besteht darin, dass das durch das Verfahren erhältliche optoelektronische Bauelement sehr kompakte äußere Abmessungen aufweisen kann, die im Wesentlichen in derselben Größenordnung liegen wie die Abmessungen des optoelektronischen Halbleiterchips des optoelektronischen Bauelements. Außerdem ist das Verfahren vorteilhafterweise kostengünstig durchführbar und eignet sich für eine Massenproduktion.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist der optoelektronische Halbleiterchip als Saphir-Flip-Chip ausgebildet. Vorteilhafterweise wird bei dem durch das Verfahren erhältlichen optoelektronischen Bauelement erreicht, dass auch Licht, das durch den Saphir-Flip-Chip in seitliche Richtung abgestrahlt wird, mit hoher Effizienz aus dem optoelektronischen Bauelement ausgekoppelt und damit einer Nutzung zugänglich gemacht werden kann.
In einer Ausführungsform des Verfahrens werden beim Eindrücken des optoelektronischen Halbleiterchips in die Portion des ersten Materials die Vorderseite des optoelektronischen Halbleiterchips und senkrecht zur Vorderseite des optoelektronischen Halbleiterchips orientierte Seitenflächen des optoelektronischen Halbleiterchips durch das erste Material benetzt. Eine der Vorderseite des optoelektronischen Halbleiterchips gegenüberliegende Rückseite des optoelektronischen Halbleiterchips wird dabei jedoch nicht durch das erste Material benetzt. Durch die Benetzung der Vorderseite und der Seitenflächen des optoelektronischen Halbleiterchips durch das erste Material wird vorteilhafterweise erreicht, dass durch den optoelektronischen Halbleiterchip emittiertes Licht im Wesentlichen vollständig in das erste Material eingekoppelt wird. Dadurch kann bei dem durch das Verfahren erhältlichen optoelektronischen Bauelement eine hohe Auskoppeleffizienz erzielt werden. Dadurch, dass die Rückseite des optoelektronischen Halbleiterchips nicht durch das erste Material benetzt wird, wird vorteilhafterweise eine elektrische Kontaktierung des optoelektronischen Halbleiterchips über die Rückseite des optoelektronischen Halbleiterchips ermöglicht.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist das erste Material transparent für durch den optoelektronischen Halbleiterchip emittierbares Licht. Vorteilhafterweise wird dadurch bei dem durch das Verfahren erhältlichen optoelektronischen Bauelement eine besonders wirksame Einkopplung von durch den optoelektronischen Halbleiterchip emittiertem Licht in das erste Material ermöglicht. Dabei wird das in das erste Material eingekoppelte Licht in dem ersten Material nur in geringem Maße absorbiert.
In einer Ausführungsform des Verfahrens weist das erste Material Silikon auf. Dabei kann das erste Material einen hohen oder einen niedrigen Brechungsindex aufweisen. Vorteilhafterweise ist das erste Material in diesem Fall kostengünstig erhältlich.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist das zweite Material ausgebildet, durch den optoelektronischen Halbleiterchip emittierbares Licht zu reflektieren. Das zweite Material kann dabei beispielsweise mit einem Füllstoff, beispielsweise TiO₂, gefülltes Silikon oder ein Formmaterial aufweisen, beispielsweise ein Formmaterial auf Basis von Silikon oder Epoxid oder einem Hybridmaterial. Vorteilhafterweise wird dadurch bei dem durch das Verfahren erhältlichen optoelektronischen Bauelement durch den optoelektronisch Halbleiterchip emittiertes und in das erste Material eingekoppeltes Licht an dem zweiten Material reflektiert, wodurch eine effiziente und gerichtete Auskopplung des durch den optoelektronischen Halbleiterchip emittierten Lichts aus dem Verbundkörper des durch das Verfahren erhältlichen optoelektronischen Bauelements ermöglicht wird.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird das zweite Material so über der Oberseite des Trägers angeordnet, dass eine Rückseitenmetallisierung des optoelektronischen Halbleiterchips, die an einer der Vorderseite des optoelektronischen Halbleiterchips gegenüberliegenden Rückseite des optoelektronischen Halbleiterchips angeordnet ist, unbedeckt durch das zweite Material bleibt. Vorteilhafterweise wird dadurch auf einfache Weise erreicht, dass der optoelektronische Halbleiterchip des durch das Verfahren erhältlichen optoelektronischen Bauelements an seiner Rückseite elektrisch kontaktiert werden kann.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird das zweite Material durch Vergießen über der Oberseite des Trägers angeordnet. Vorteilhafterweise kann dadurch auf einfache Weise erreicht werden, dass die Rückseite des optoelektronischen Halbleiterchips unbedeckt durch das zweite Material bleibt.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird das zweite Material so über der Oberseite des Trägers angeordnet, dass eine der Vorderseite des optoelektronischen Halbleiterchips gegenüberliegende Rückseite des optoelektronischen Halbleiterchips durch das zweite Material bedeckt wird. Vorteilhafterweise ermöglicht dies eine besonders einfache, schnelle und kostengünstige Anordnung des zweiten Materials über der Oberseite des Trägers.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird das zweite Material durch ein Formverfahren über der Oberseite des Trägers angeordnet. Vorteilhafterweise ermöglicht das Verfahren dadurch eine Herstellung eines Verbundkörpers mit besonders robusten mechanischen Eigenschaften.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird nach dem Anordnen des zweiten Materials ein weiterer Schritt durchgeführt zum Entfernen eines Teils des zweiten Materials, um eine an der Rückseite des optoelektronischen Halbleiterchips angeordnete Rückseitenmetallisierung des optoelektronischen Halbleiterchips freizulegen. Vorteilhafterweise wird dadurch eine elektrische Kontaktierung des optoelektronischen Halbleiterchips des durch das Verfahren erhältlichen optoelektronischen Bauelements über die Rückseite des optoelektronischen Halbleiterchips ermöglicht.
In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Entfernen des Teils des zweiten Materials durch Schleifen. Vorteilhafterweise ist das Verfahren dadurch besonders einfach, schnell und kostengünstig durchführbar.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird nach dem Freilegen der Rückseitenmetallisierung ein weiterer Schritt durchgeführt zum Anlegen von mit der Rückseitenmetallisierung elektrisch leitend verbundenen elektrischen Rückseitenkontakten. Vorteilhafterweise ermöglichen die durch dieses Verfahren angelegten Rückseitenkontakte eine elektrische Kontaktierung des durch das Verfahren erhältlichen Bauelements, beispielsweise eine elektrische Kontaktierung nach einem Verfahren zur Oberflächenmontage, insbesondere beispielsweise eine elektrische Kontaktierung durch Wiederaufschmelzlöten (Reflow-Löten).
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird nach dem Ablösen des Verbundkörpers von dem Träger ein weiterer Schritt durchgeführt zum Anordnen eines wellenlängenkonvertierenden Materials an der Vorderseite des Verbundkörpers. Das an der Vorderseite des Verbundkörpers angeordnete wellenlängenkonvertierende Material kann bei dem durch das Verfahren erhältlichen optoelektronischen Bauelement dazu dienen, zumindest einen Teil des durch den optoelektronischen Halbleiterchip des optoelektronischen Bauelements emittierten Lichts in Licht einer anderen Wellenlänge zu konvertieren. Dadurch kann das durch das Verfahren erhältliche optoelektronische Bauelement beispielsweise eine Erzeugung von weißem Licht ermöglichen.
In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Anordnen des wellenlängenkonvertierenden Materials durch Laminieren einer Folie, die ein wellenlängenkonvertierendes Material aufweist, durch Aufsprühen eines wellenlängenkonvertierenden Materials oder durch Aufbringen eines wellenlängenkonvertierenden Materials mittels eines Formverfahrens. Vorteilhafterweise ermöglicht das Verfahren dadurch eine einfache und kostengünstige Anordnung des wellenlängenkonvertierenden Materials an der Vorderseite des Verbundkörpers.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Träger mit einer über seiner Oberseite angeordneten Lage eines wellenlängenkonvertierenden Materials bereitgestellt. Dabei wird die Portion des ersten Materials auf der Lage des wellenlängenkonvertierenden Materials angeordnet. Die Lage des wellenlängenkonvertierenden Materials verbleibt nach dem Ablösen des Verbundkörpers von dem Träger an der Vorderseite des Verbundkörpers. Vorteilhafterweise wird der Verbundkörper des optoelektronischen Bauelements bei diesem Verfahren bereits auf der Lage des wellenlängenkonvertierenden Elements aufgebaut, wodurch das durch Verfahren erhältliche optoelektronische Bauelement ein wellenlängenkonvertierendes Element aufweist. Dieses wellenlängenkonvertierende Element kann bei dem durch das Verfahren erhältlichen optoelektronischen Bauelement dazu dienen, zumindest einen Teil des durch den optoelektronischen Halbleiterchip des optoelektronischen Bauelements emittierten Lichts in Licht einer anderen Wellenlänge zu konvertieren.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Träger mit einer an seiner Oberseite angeordneten lösbaren Klebefolie bereitgestellt. Zum Ablösen des Verbundkörpers von dem Träger wird die Klebefolie von dem Träger abgelöst. Vorteilhafterweise ermöglicht dies eine einfache und beschädigungsfreie Ablösung des Verbundkörpers von dem Träger. Die Klebefolie kann beispielsweise eine thermisch lösbare Klebefolie oder eine durch Bestrahlung mit UV-Licht lösbare Klebefolie sein.
In einer Ausführungsform des Verfahrens werden mehrere Portionen des ersten Materials über der Oberseite des Trägers angeordnet. Dabei wird in jede Portion des ersten Materials jeweils ein optoelektronischer Halbleiterchip eingedrückt. Der Verbundkörper wird so gebildet, dass er die mehreren optoelektronischen Halbleiterchips umfasst. Nach dem Ablösen des Verbundkörpers von dem Träger wird ein weiterer Schritt durchgeführt zum Zerteilen des Verbundkörpers derart, dass jeder Teil einen optoelektronischen Halbleiterchip umfasst. Vorteilhafterweise ermöglicht das Verfahren dadurch eine parallele Herstellung einer Mehrzahl optoelektronischer Bauelemente in gemeinsamen Bearbeitungsschritten. Dadurch sinken die zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements erforderliche Bearbeitungszeit und die Kosten zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements.
Ein optoelektronisches Bauelement weist einen Verbundkörper auf, der einen optoelektronischen Halbleiterchip, ein erstes Material und ein zweites Material umfasst. Eine zu einer Vorderseite des Verbundkörpers orientierte Vorderseite des optoelektronischen Halbleiterchips und senkrecht zur Vorderseite des optoelektronischen Halbleiterchips orientierte Seitenflächen des optoelektronischen Halbleiterchips sind zumindest teilweise durch das erste Material bedeckt. Der optoelektronische Halbleiterchip und das erste Material sind zumindest teilweise in das zweite Material eingebettet. Dabei ist das zweite Material nicht über der Vorderseite des optoelektronischen Halbleiterchips angeordnet. Eine der Vorderseite des Verbundkörpers gegenüberliegende Rückseite des Verbundkörpers weist elektrische Rückseitenkontakte auf.
Vorteilhafterweise bildet die Grenzfläche zwischen dem ersten Material und dem zweiten Material des Verbundkörpers dieses optoelektronischen Bauelements einen Reflektor für durch den optoelektronischen Halbleiterchip dieses optoelektronischen Bauelements emittiertes Licht. Durch den optoelektronischen Halbleiterchip emittiertes Licht wird zumindest teilweise in das erste Material des Verbundkörpers eingekoppelt und an der Grenzfläche zwischen dem ersten Material und dem zweiten Material reflektiert, wodurch es aus dem Verbundkörper des optoelektronischen Bauelements ausgeleitet wird. Dadurch wird eine hohe Auskoppeleffizienz für durch den optoelektronischen Halbleiterchip emittiertes Licht erreicht. Dies gilt vorteilhafterweise auch in dem Fall, dass durch den optoelektronischen Halbleiterchip emittiertes Licht von dem optoelektronischen Halbleiterchip zumindest teilweise in seitliche Richtung abgestrahlt wird. Die an der Rückseite des Verbundkörpers dieses optoelektronischen Bauelements angeordneten elektrischen Rückseitenkontakte ermöglichen eine elektrische Kontaktierung des optoelektronischen Bauelements. Das optoelektronische Bauelement kann sich dadurch beispielsweise als SMD-Bauelement für eine Oberflächenmontage eignen, beispielsweise für eine Oberflächenmontage durch Wiederaufschmelzlöten (Reflow-Löten).
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements ist an der Vorderseite des Verbundkörpers ein wellenlängenkonvertierendes Material angeordnet. Das wellenlängenkonvertierende Material ist dazu vorgesehen, von dem optoelektronischen Halbleiterchip dieses optoelektronischen Bauelements emittiertes Licht zumindest zum Teil in Licht einer anderen Wellenlänge zu konvertieren. Dadurch kann das optoelektronische Bauelement beispielsweise eine Erzeugung von weißem Licht ermöglichen.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen in jeweils schematisierter Darstellung
1 eine geschnittene Seitenansicht eines bei einer ersten Ausführungsform eines Herstellungsverfahrens verwendeten Trägers;
2 den Träger mit einer darüber angeordneten Lage eines wellenlängenkonvertierenden Materials;
3 den Träger mit darüber angeordneten Tropfen eines ersten Materials;
4 den Träger mit in die Tropfen eingedrückten optoelektronischen Halbleiterchips;
5 ein erstes Benetzungsverhalten des ersten Materials;
6 ein zweites Benetzungsverhalten des ersten Materials;
7 den Träger mit einem durch Anordnen eines zweiten Materials über der Oberseite des Trägers gebildeten Verbundkörper;
8 den Verbundkörper nach dem Ablösen von dem Träger;
9 den Träger nach dem Anordnen auf einer Sägefolie;
10 ein durch Zerteilen des Trägers gebildetes optoelektronisches Bauelement gemäß einer ersten Ausführungsform;
11 eine geschnittene Seitenansicht eines bei einem Verfahren gemäß einer zweiten Ausführungsform verwendeten Trägers;
12 den Träger mit darüber angeordneten Tropfen eines ersten Materials;
13 den Träger mit in das erste Material eingedrückten optoelektronischen Halbleiterchips;
14 den Träger mit einem durch Anordnen eines zweiten Materials über dem Träger gebildeten Verbundkörper;
15 den Verbundkörper nach dem Ablösen von dem Träger;
16 den an einem weiteren Träger befestigten Verbundkörper mit über seiner Vorderseite angeordnetem wellenlängenkonvertierendem Material;
17 den Verbundkörper nach einem Zerteilen;
18 ein aus einem Teil des Verbundkörpers gebildetes optoelektronisches Bauelement gemäß einer zweiten Ausführungsform;
19 eine geschnittene Seitenansicht eines bei einem Verfahren gemäß einer dritten Ausführungsform verwendeten Trägers;
20 den Träger mit darüber angeordneten Tropfen eines ersten Materials;
21 den Träger mit in die Tropfen eingedrückten optoelektronischen Halbleiterchips;
22 den Träger mit einem durch Anordnen eines zweiten Materials über dem Träger gebildeten Verbundkörper;
23 den Träger mit dem Verbundkörper nach einem Entfernen eines Teils des zweiten Materials;
24 den Träger und den Verbundkörper mit einer an einer Rückseite des Verbundkörpers angeordneten äußeren Metallisierung;
25 den auf einem weiteren Träger angeordneten Verbundkörper mit an einer Vorderseite des Verbundkörpers angeordnetem wellenlängenkonvertierenden Material;
26 den Verbundkörper nach einem Zerteilen; und
27 ein aus einem Teil des Verbundkörpers gebildetes optoelektronisches Bauelement gemäß einer dritten Ausführungsform.
1 zeigt in schematischer Darstellung eine geschnittene Seitenansicht eines Trägers 100, der bei einer ersten Variante eines Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements verwendet werden kann. Der Träger 100 weist eine flache Oberseite 101 auf.
An der Oberseite 101 des Trägers 100 ist eine lösbare Klebefolie 200 angeordnet. Die Klebeverbindung zwischen der Klebefolie 200 und der Oberseite 101 des Trägers 100 kann gelöst werden, beispielsweise durch ein thermisches Verfahren oder durch Bestrahlung mit UV-Licht.
2 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des Trägers 100 und der lösbaren Klebefolie 200 in einem der Darstellung der 1 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand.
Auf der lösbaren Klebefolie 200 ist ein wellenlängenkonvertierender Bogen 300 angeordnet worden. Der wellenlängenkonvertierende Bogen 300 weist ein wellenlängenkonvertierendes Material auf, das dazu ausgebildet ist, Licht mit einer Wellenlänge aus einem ersten Spektralbereich zumindest teilweise in Licht mit einer Wellenlänge aus einem zweiten Spektralbereich zu konvertieren. Das wellenlängenkonvertierende Material des wellenlängenkonvertierenden Bogens 300 kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, Licht mit einer Wellenlänge aus dem blauen oder ultravioletten Spektralbereich in Licht mit einer Wellenlänge aus dem gelben oder orangen Spektralbereich zu konvertieren.
Der wellenlängenkonvertierende Bogen 300 weist eine flache, blattförmige Gestalt auf und ist beidseitig mit je einer schützenden Abdecklage versehen. Eine erste Abdecklage 301 ist auf der dem Träger 100 abgewandten Seite des wellenlängenkonvertierenden Bogens 300 angeordnet. Eine zweite Abdecklage 302 ist auf der dem Träger 100 zugewandten Seite des wellenlängenkonvertierenden Bogens 300 angeordnet und steht mit der lösbaren Klebefolie 200 in Kontakt.
3 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des Trägers 100, der lösbaren Klebefolie 200 und des wellenlängenkonvertierenden Bogens 300 in einem der Darstellung der 2 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand.
Die erste Abdecklage 301 des wellenlängenkonvertierenden Bogens 300 ist entfernt worden, beispielsweise durch Abziehen, um das wellenlängenkonvertierende Material des wellenlängenkonvertierenden Bogens 300 freizulegen.
Anschließend sind mehrere Portionen 410 eines ersten Materials 400 auf dem wellenlängenkonvertierenden Bogen 300 angeordnet worden. In der schematischen Darstellung der 3 sind vier Portionen 410 des ersten Materials 400 gezeigt. Es kann jedoch eine wesentlich größere Zahl von Portionen 410 des ersten Materials 400 auf dem wellenlängenkonvertierenden Bogen 300 angeordnet worden sein. Die Portionen 410 können beispielsweise in einem regelmäßigen zweidimensionalen Muster auf der Oberseite des wellenlängenkonvertierenden Bogens 300 angeordnet worden sein, beispielsweise in Form eines Rechteckgitters.
Die einzelnen Portionen 410 des ersten Materials 400 sind voneinander beabstandet. Die Portionen 410 können beispielsweise als kleine Tröpfchen ausgebildet sein. Die Portionen 410 des ersten Materials 400 können beispielsweise durch Nadeldosieren (Dispensen) auf dem wellenlängenkonvertierenden Bogen 300 angeordnet worden sein.
4 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des Trägers 100 und der über der Oberseite 101 des Trägers 100 angeordneten Komponenten in einem der Darstellung der 3 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand.
In jede auf dem wellenlängenkonvertierenden Bogen 300 angeordnete Portion 410 des ersten Materials 400 ist jeweils ein optoelektronischer Halbleiterchip 500 eingedrückt worden. Die optoelektronischen Halbleiterchips 500 sind dazu ausgebildet, Licht zu emittieren, beispielsweise Licht mit einer Wellenlänge aus dem ultravioletten oder aus dem blauen Spektralbereich. Die optoelektronischen Halbleiterchips 500 können beispielsweise Leuchtdiodenchips sein.
Jeder optoelektronische Halbleiterchip 500 weist eine Vorderseite 501 und eine der Vorderseite 501 gegenüberliegende Rückseite 502 auf. Zwischen den Vorderseiten 501 und den Rückseiten 502 erstrecken sich Seitenflächen 503, die im Wesentlichen senkrecht zu den Vorderseiten 501 und den Rückseiten 502 orientiert sind. Die optoelektronischen Halbleiterchips 500 sind als Flip-Chips ausgebildet und können an ihren Rückseiten 502 elektrisch kontaktiert werden. Hierzu weist die Rückseite 502 jedes optoelektronischen Halbleiterchips 500 eine Rückseitenmetallisierung 510 auf, die jeweils sowohl Anoden- als auch Kathodenkontakte bereitstellt. Die optoelektronischen Halbleiterchips 500 können beispielsweise als Saphir-Flip-Chips ausgebildet sein. In diesem Fall bildet die Saphirseite bei jedem optoelektronischen Halbleiterchip 500 die Vorderseite 501 des jeweiligen optoelektronischen Halbleiterchips 500. Im Betrieb der optoelektronischen Halbleiterchips 500 wird Licht in diesem Fall an den Vorderseiten 501 und an den Seitenflächen 503 der optoelektronischen Halbleiterchips 500 abgestrahlt.
Die optoelektronischen Halbleiterchips 500 sind so in die Portionen 410 des ersten Materials 400 eingedrückt worden, dass die Vorderseiten 501 der optoelektronischen Halbleiterchips 500 der Oberseite 101 des Trägers 100 zugewandt sind. Die Größe der Portionen 410 des ersten Materials 400, die Materialeigenschaften des ersten Materials 400 und die zum Eindrücken der optoelektronischen Halbleiterchips 500 in die Portionen 410 des ersten Materials 400 aufgewendete Kraft sind so bemessen worden, dass beim Eindrücken der optoelektronischen Halbleiterchips 500 in die Portionen 410 des ersten Materials 400 bei jedem optoelektronischen Halbleiterchip 500 die Vorderseite 501 und die Seitenflächen 503 durch das erste Material 400 benetzt worden sind. Die Rückseiten 502 der optoelektronischen Halbleiterchips 500 sind dagegen nicht durch das erste Material 400 benetzt worden.
Das genaue Benetzungsverhalten zwischen dem ersten Material 400 und den optoelektronischen Halbleiterchips 500 hängt von der Größe der Portionen 410 des ersten Materials 400, der Kraft, mit der die optoelektronischen Halbleiterchips 500 in die Portionen 410 des ersten Materials 400 eingedrückt werden, von der Thixotropie des ersten Materials 400 und von der Oberflächenenergie ab. Durch Veränderung dieser Parameter kann das Benetzungsverhalten beeinflusst werden. 5 zeigt in schematischer vergrößerter Darstellung ein Beispiel eines ersten Benetzungsverhaltens. 6 zeigt in schematischer vergrößerter Darstellung ein Beispiel eines zweiten Benetzungsverhaltens. 5 und 6 zeigen jeweils in schematischer geschnittener Seitenansicht einen in eine Portion 410 des ersten Materials 400 eingedrückten optoelektronischen Halbleiterchip 500.
Im Beispiel der 5 und im Beispiel der 6 benetzt das erste Material 400 jeweils die Vorderseite 501 des optoelektronischen Halbleiterchips 500. Zwischen der Vorderseite 501 des optoelektronischen Halbleiterchips 500 und dem wellenlängenkonvertierenden Bogen 300 verbleibt in beiden Fällen eine dünne vorderseitige Schicht 420 des ersten Materials 400. Die Dicke dieser vorderseitigen Schicht 420 hängt ab von den Eigenschaften des ersten Materials 400 und von der Kraft, mit der der optoelektronische Halbleiterchip 500 in die Portion 410 des ersten Materials 400 eingedrückt wurde.
Das erste Material 400 benetzt in den Beispielen der 5 und 6 außerdem jeweils zumindest Teile der Seitenflächen 503 des optoelektronischen Halbleiterchips 500. Es ist günstig, wenn das erste Material 400 die Seitenflächen 503 des optoelektronischen Halbleiterchips 500 fast vollständig, also fast bis zur Rückseite 502 des optoelektronischen Halbleiterchips 500, benetzt.
Die Portion 410 des ersten Materials 400 weist nach dem Eindrücken des optoelektronischen Halbleiterchips 500 eine Außenkontur 430 auf. Die Form der Außenkontur 430 kann, wie im Beispiel der 5, konvex oder, wie im Beispiel der 6, konkav sein. Die in 6 gezeigte Form der Außenkontur 430 kann bei dem hier beschriebenen Verfahren den Vorteil bieten, dass bei dem durch das Verfahren erhältlichen Bauelement der Winkel der an der Außenkontur 430 gebildeten Grenzfläche in Richtung zur Vorderseite 501 des optoelektronischen Halbleiterchips 500 flacher wird.
Das erste Material 400 ist transparent für durch die optoelektronischen Halbleiterchips 500 emittierbares Licht. Das erste Material 400 kann beispielsweise Silikon aufweisen. Dabei kann das erste Material 400 Silikon mit einem hohen Brechungsindex oder mit einem niedrigen Brechungsindex sein.
7 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des Trägers 100 und der darüber angeordneten Komponenten in einem der Darstellung der 4 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand.
Über dem wellenlängenkonvertierenden Bogen 300 ist ein zweites Material 600 angeordnet worden. Die Portionen 410 des ersten Materials 400 und die optoelektronischen Halbleiterchips 500 sind dabei in das zweite Material 600 eingebettet worden. Dadurch ist ein Verbundkörper 700 gebildet worden, der die optoelektronischen Halbleiterchips 500, die Portionen 410 des ersten Materials 400 und das zweite Material 600 umfasst.
Das zweite Material 600 ist so über dem wellenlängenkonvertierenden Bogen 300 angeordnet worden, dass die Rückseiten 502 der optoelektronischen Halbleiterchips 500 und die an den Rückseiten 502 angeordneten Rückseitenmetallisierungen 510 der optoelektronischen Halbleiterchips 500 unbedeckt durch das zweite Material 600 geblieben sind. Das zweite Material 600 kann beispielsweise durch Vergießen (Casting) über dem wellenlängenkonvertierenden Bogen 300 angeordnet worden sein.
Das zweite Material 600 ist ausgebildet, durch die optoelektronischen Halbleiterchips 500 emittierbares Licht zu reflektieren. Das zweite Material 600 kann beispielsweise eine weiße Farbe aufweisen. Das zweite Material 600 kann beispielsweise Silikon und in das Silikon eingebettete reflektierende Partikel aufweisen. Die reflektierenden Partikel können beispielsweise TiO₂ aufweisen. Das zweite Material 600 kann auch ein Hybridmaterial sein, das Silikon und ein weiteres Material, beispielsweise ein Epoxid, aufweist.
Nach dem Anordnen des zweiten Materials 600 über dem wellenlängenkonvertierenden Bogen 300 kann ein weiterer Bearbeitungsschritt zum Aushärten des zweiten Materials 600 erfolgt sein.
Der aus dem zweiten Material 600, den Portionen 410 des ersten Materials 400 und den optoelektronischen Halbleiterchips 500 gebildete Verbundkörper 700 weist eine Vorderseite 701 und eine der Vorderseite 701 gegenüberliegende Rückseite 702 auf. Die Vorderseite 701 des Verbundkörpers 700 ist in Richtung zur Oberseite 101 des Trägers 100 orientiert und liegt an dem wellenlängenkonvertierenden Bogen 300 an. Dabei ist der wellenlängenkonvertierende Bogen 300 mit der Vorderseite 701 des Verbundkörpers 700 verbunden. Die Vorderseiten 501 der optoelektronischen Halbleiterchips 500 sind zu der Vorderseite 701 des Verbundkörpers 700 orientiert. Die über den Vorderseiten 501 der optoelektronischen Halbleiterchips 500 angeordneten vorderseitigen Schichten 420 des ersten Materials 400 grenzen an die Vorderseite 701 des Verbundkörpers 700 an.
An der Rückseite 702 des Verbundkörpers 700 liegen die Rückseiten 502 der optoelektronischen Halbleiterchips 500 und die an den Rückseiten 502 der optoelektronischen Halbleiterchips 500 angeordneten Rückseitenmetallisierungen 510 der optoelektronischen Halbleiterchips 500 frei.
In dem Verbundkörper 700 grenzt das zweite Material 600 an die Portionen 410 des ersten Materials 400 an. Dadurch sind an den Außenkonturen 430 der Portionen 410 des ersten Materials 400 Grenzflächen 710 gebildet, die die Form der Außenkonturen 430 aufweisen.
8 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des Verbundkörpers 700 und des an der Vorderseite 701 des Verbundkörpers 700 angeordneten wellenlängenkonvertierenden Bogens 300 in einem der Darstellung der 7 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand.
Ausgehend von dem in 7 gezeigten Bearbeitungsstand ist der Verbundkörper 700 von dem Träger 100 abgelöst worden, indem die lösbare Klebefolie 200 von der Oberseite 101 des Trägers 100 abgelöst wurde. Das Ablösen der lösbaren Klebefolie 200 von dem Träger 100 kann beispielsweise durch eine thermische Behandlung oder durch Bestrahlung mit UV-Licht erfolgt sein. Anschließend wurden die lösbare Klebefolie 200 und die zweite Abdecklage 302 von dem wellenlängenkonvertierenden Bogen 300 und dem Verbundkörper 700 entfernt, beispielsweise durch Abziehen.
9 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des Verbundkörpers 700 und des an der Vorderseite 701 des Verbundkörpers 700 angeordneten wellenlängenkonvertierenden Bogens 300 in einem der Darstellung der 8 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand.
Der Verbundkörper 700 und der an dem Verbundkörper 700 befestigte wellenlängenkonvertierende Bogen 300 sind auf einer Sägefolie 110 angeordnet worden. Dabei sind der Verbundkörper 700 und der wellenlängenkonvertierende Bogen 300 so auf der Sägefolie 110 angeordnet worden, dass die Vorderseite 701 des Verbundkörpers 700 zu der Sägefolie 110 orientiert ist und der wellenlängenkonvertierende Bogen 300 an der Sägefolie 110 anliegt.
Anschließend ist der Verbundkörper 700 in eine Mehrzahl einzelner Teile 720 zerteilt worden. Das Zerteilen des Verbundkörpers 700 ist so erfolgt, dass jeder Teil 720 des Verbundkörpers 700 einen eingebetteten optoelektronischen Halbleiterchip 500 umfasst. Der wellenlängenkonvertierende Bogen 300 ist gemeinsam mit dem Verbundkörper 700 zerteilt worden, so dass an jedem Teil 720 des Verbundkörpers 700 ein Teil des wellenlängenkonvertierenden Bogens 300 befestigt ist. Das Zerteilen des Verbundkörpers 700 und des wellenlängenkonvertierenden Bogens 300 kann beispielsweise durch Sägen erfolgt sein.
10 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht eines optoelektronischen Bauelements 10 gemäß einer ersten Ausführungsform. Das optoelektronische Bauelement 10 ist durch einen Teil 720 des Verbundkörpers 700 und den daran befestigten Teil des wellenlängenkonvertierenden Bogens 300 gebildet und von der Sägefolie 110 abgelöst worden.
Die an der Rückseite 702 des Teils 720 des Verbundkörpers 700 freiliegende Rückseitenmetallisierung 510 des optoelektronischen Halbleiterchips 500 bildet elektrische Rückseitenkontakte 730 des optoelektronischen Bauelements 10. Das optoelektronische Bauelement 10 kann über die elektrischen Rückseitenkontakte 730 elektrisch kontaktiert werden. Das optoelektronische Bauelement 10 kann beispielsweise als SMD-Bauelement für eine Oberflächenmontage vorgesehen sein, beispielsweise für eine Oberflächenmontage durch Wiederaufschmelzlöten (Reflow-Löten).
Im Betrieb des optoelektronischen Bauelements 10 von dem optoelektronischen Halbleiterchips 500 an der Vorderseite 501 und an den Seitenflächen 503 des optoelektronischen Halbleiterchips 500 emittiertes Licht wird in das transparente erste Material 400 eingekoppelt. Das in das erste Material 400 eingekoppelte Licht wird an der Grenzfläche 710 zwischen dem ersten Material 400 und dem zweiten Material 600 reflektiert und dabei durch die Form der Grenzfläche 710 mit hoher Wahrscheinlichkeit in Richtung der Vorderseite 701 des Verbundkörpers 700 abgelenkt. Die Wahrscheinlichkeit, dass an der Grenzfläche 710 reflektiertes Licht in den optoelektronischen Halbleiterchip 500 zurückreflektiert wird und dort absorbiert wird, ist dagegen gering. An der Vorderseite 501 des optoelektronischen Halbleiterchips 500 emittiertes Licht kann auch direkt zur Vorderseite 701 des Verbundkörpers 700 gelangen. An der Vorderseite 701 des Verbundkörpers 700 gelangt das Licht in den wellenlängenkonvertierenden Bogen 300, der zumindest einen Teil des durch den optoelektronischen Halbleiterchip 500 emittierten Lichts in Licht einer anderen Wellenlänge konvertiert. Eine Mischung des unkonvertierten und des konvertierten Lichts wird durch das optoelektronische Bauelement 10 abgestrahlt und kann beispielsweise eine weiße Lichtfarbe aufweisen.
Anhand der 11 bis 18 wird nachfolgend eine zweite Variante eines Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements beschrieben. Die zweite Variante des Herstellungsverfahrens und das durch die zweite Variante des Herstellungsverfahrens erhältliche optoelektronische Bauelement weisen große Übereinstimmungen mit der anhand der 1 bis 10 beschriebenen ersten Variante des Herstellungsverfahrens und dem durch die erste Variante des Herstellungsverfahrens erhältlichen optoelektronischen Bauelement 10 auf. Entsprechende Komponenten sind in 11 bis 18 mit denselben Bezugszeichen versehen wie in 1 bis 10. Abgesehen von den nachfolgend beschriebenen Unterschieden trifft die vorstehende Beschreibung auch auf die zweite Variante des Herstellungsverfahrens und das durch die zweite Variante des Herstellungsverfahrens erhältliche optoelektronische Bauelement zu.
11 zeigt in schematischer geschnittener Seitenansicht den bereits anhand der 1 beschriebenen Träger 100 mit der an der Oberseite 101 des Trägers 100 angeordneten lösbaren Klebefolie 200.
12 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des Trägers 100 in einem der Darstellung der 11 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand.
Auf der lösbaren Klebefolie 200 sind Portionen 410 des ersten Materials 400 angeordnet worden, wie dies anhand der 3 beschrieben worden ist. Abweichend von 3 sind die Portionen 410 des ersten Materials 400 allerdings unmittelbar auf der lösbaren Klebefolie 200 angeordnet worden.
13 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des Trägers 100 und der über der Oberseite 101 des Trägers 100 angeordneten Komponenten in einem der Darstellung der 12 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand.
In die Portionen 410 des ersten Materials 400 sind optoelektronische Halbleiterchips 500 eingedrückt worden, wie dies anhand der 4 bis 6 beschrieben wurde.
14 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des Trägers 100 und der über der Oberseite 101 des Trägers 100 angeordneten Komponenten in einem der Darstellung der 13 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand.
Über der lösbaren Klebefolie 200 ist ein zweites Material 600 derart angeordnet worden, dass, wie anhand der 7 beschrieben, ein Verbundkörper 700 gebildet worden ist, der die Portionen 410 des ersten Materials 400, die optoelektronischen Halbleiterchips 500 und das zweite Material 600 umfasst. Im Unterschied zu der in 7 gezeigten Situation liegt die Vorderseite 701 des Verbundkörpers 700 im in 14 gezeigten Bearbeitungsstand an der lösbaren Klebefolie 200 an.
15 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des Verbundkörpers 700 nach dem Ablösen des Verbundkörpers 700 von dem Träger 100. Zum Ablösen des Verbundkörpers 700 von dem Träger 100 wurde zunächst die lösbare Klebefolie 200 gemeinsam mit dem an der lösbaren Klebefolie 200 befestigten Verbundkörper 700 von der Oberseite 101 des Trägers 100 abgelöst, beispielsweise durch ein thermisches Verfahren oder durch Bestrahlung mit UV-Licht. Anschließend wurde die lösbare Klebefolie 200 von der Vorderseite 701 des Verbundkörpers 700 abgelöst, beispielsweise durch Abziehen.
16 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des Verbundkörpers 700 in einem der Darstellung der 15 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand.
Der Verbundkörper 700 ist mittels einer weiteren Klebefolie 210 an einem weiteren Träger 120 befestigt worden. Dabei ist der Verbundkörper 700 so an dem weiteren Träger 120 befestigt worden, dass die Rückseite 702 des Verbundkörpers 700 in Richtung zu dem weiteren Träger 120 orientiert ist und über die weitere Klebefolie 210 mit dem weiteren Träger 120 verbunden ist.
Anschließend ist ein wellenlängenkonvertierendes Material 310 an der Vorderseite 701 des Verbundkörpers 700 angeordnet worden. Das wellenlängenkonvertierende Material 310 ist dazu vorgesehen, von den optoelektronischen Halbleiterchips 500 emittiertes Licht zumindest teilweise in Licht einer anderen Wellenlänge zu konvertieren.
Das wellenlängenkonvertierende Material 310 kann beispielsweise als Folie auf die Vorderseite 701 des Verbundkörpers 700 laminiert worden sein. Das wellenlängenkonvertierende Material 310 kann auch durch Aufsprühen auf die Vorderseite 701 des Verbundkörpers 700 aufgebracht worden sein. Das wellenlängenkonvertierende Material 310 kann auch durch ein Formverfahren (Moldverfahren) auf die Vorderseite 701 des Verbundkörpers 700 aufgebracht worden sein.
17 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des auf dem weiteren Träger 120 befestigten Verbundkörpers 700 und des an der Vorderseite 701 des Verbundkörpers 700 angeordneten wellenlängenkonvertierenden Materials 310 in einem der Darstellung der 16 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand.
Der Verbundkörper 700 und das an der Vorderseite 701 des Verbundkörpers 700 angeordnete wellenlängenkonvertierende Material 310 sind derart zerteilt worden, dass jeder Teil 720 des Verbundkörpers 700 einen der optoelektronischen Halbleiterchips 500 umfasst. Das Zerteilen kann beispielsweise durch Sägen erfolgt sein.
18 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht eines optoelektronischen Bauelements 20 gemäß einer zweiten Ausführungsform, das durch einen der in 17 gezeigten Teile 720 des Verbundkörpers 700 und des zugehörigen Teils des wellenlängenkonvertierenden Materials 310 gebildet und von dem weiteren Träger 120 und der weiteren Klebefolie 210 abgelöst worden ist. Die Teile des optoelektronischen Bauelements 20 und ihre Funktionsweise entsprechen denen des optoelektronischen Bauelements 10 der 10.
Anhand der 19 bis 27 wird nachfolgend eine dritte Variante eines Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements beschrieben. Die dritte Variante des Herstellungsverfahrens und das durch die dritte Variante des Herstellungsverfahrens erhältliche optoelektronische Bauelement weisen Übereinstimmungen mit der oben beschriebenen ersten Variante des Herstellungsverfahrens und der oben beschriebenen zweiten Variante des Herstellungsverfahrens sowie den durch die erste und die zweite Variante des Herstellungsverfahrens erhältlichen optoelektronischen Bauelementen 10, 20 auf. Für entsprechende Komponenten sind in 19 bis 27 dieselben Bezugszeichen verwendet wie in 1 bis 18. Die vorstehende Beschreibung trifft, bis auf die nachfolgend beschriebenen Abweichungen, auch auf die dritte Variante des Herstellungsverfahrens und das durch die dritte Variante des Herstellungsverfahrens erhältliche optoelektronische Bauelement zu.
19 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des Trägers 100 mit der an der Oberseite 101 des Trägers 100 angeordneten lösbaren Klebefolie 200, wie sie bereits anhand der 1 und 11 beschrieben wurden.
20 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des Trägers 100 und der lösbaren Klebefolie 200 in einem der Darstellung der 19 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand.
Auf der lösbaren Klebefolie 200 sind Portionen 410 des ersten Materials 400 angeordnet worden, wie dies anhand der 12 beschrieben wurde.
21 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des Trägers 100 und der über der Oberseite 101 des Trägers 100 angeordneten Komponente in einem der Darstellung der 20 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand.
In die Portionen 410 des ersten Materials 400 sind optoelektronische Halbleiterchips 500 eingedrückt worden, wie dies anhand der 4 und 13 beschrieben wurde.
Die in 21 gezeigten optoelektronischen Halbleiterchips 500 unterscheiden sich von den in 13 gezeigten optoelektronischen Halbleiterchips 500 allerdings dadurch, dass ihre Rückseitenmetallisierung 510 eine größere Dicke aufweist. Die in Richtung senkrecht zu den Rückseiten 502 der optoelektronischen Halbleiterchips 500 bemessene Dicke der Rückseitenmetallisierungen 510 der optoelektronischen Halbleiterchips 500 kann beispielsweise größer als 10 µm sein. Hierzu kann die Rückseitenmetallisierung 510 der optoelektronischen Halbleiterchips 500 beispielsweise galvanisch aufgebrachtes Kupfer oder Pfosten aus Nickel aufweisen.
22 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des Trägers 100 und der über der Oberseite 101 des Trägers 100 angeordneten Komponenten in einem der Darstellung der 21 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand.
Über der lösbaren Klebefolie 200 ist ein zweites Material 600 angeordnet worden, so dass die Portionen 410 des ersten Materials 400 und die optoelektronischen Halbleiterchips 500 zumindest teilweise in das zweite Material 600 eingebettet worden sind. Dadurch ist, wie bei den in 7 und 14 dargestellten Bearbeitungsständen, ein Verbundkörper 700 gebildet worden, der das zweite Material 600, die Portionen 410 des ersten Materials 400 und die optoelektronischen Halbleiterchips 500 umfasst. Die Vorderseite 701 des so gebildeten Verbundkörpers 700 liegt an der lösbaren Klebefolie 200 an.
In dem der Darstellung der 22 vorausgegangenen Bearbeitungsschritt ist das zweite Material 600 allerdings so über der lösbaren Klebefolie 200 angeordnet worden, dass die Rückseiten 502 der optoelektronischen Halbleiterchips 500 und die an den Rückseiten 502 der optoelektronischen Halbleiterchips 500 angeordneten Rückseitenmetallisierungen 510 der optoelektronischen Halbleiterchips 500 durch das zweite Material 600 bedeckt worden sind. Ein Teil 610 des zweiten Materials 600 ist dadurch über den Rückseitenmetallisierungen 510 an den Rückseiten 502 der optoelektronischen Halbleiterchips 500 angeordnet.
Das Anordnen des zweiten Materials 600 kann beispielsweise durch ein Formverfahren (Moldverfahren) erfolgt sein, insbesondere beispielsweise durch Formpressen (compression molding) oder durch folienunterstütztes Spritzpressen (foil assisted transfer molding).
Das zweite Material 600 kann bei dem anhand der 19 bis 27 beschriebenen Verfahren beispielsweise als Formmaterial (mold compound) ausgebildet sein, beispielsweise als Silikon-Formmaterial oder als Epoxid-Formmaterial. Wie bei den oben beschriebenen Varianten des Herstellungsverfahrens ist das zweite Material 600 reflektierend für durch die optoelektronischen Halbleiterchips 500 emittiertes Licht und kann beispielsweise eine weiße Farbe aufweisen.
23 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des Trägers 100, der lösbaren Klebefolie 200 und des Verbundkörpers 700 in einem der Darstellung der 22 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand.
An der Rückseite 702 des Verbundkörpers 700 ist der über den Rückseitenmetallisierungen 510 der optoelektronischen Halbleiterchips 500 angeordnete Teil 610 des zweiten Materials 600 entfernt worden, um die Rückseitenmetallisierungen 510 der optoelektronischen Halbleiterchips 500 an der Rückseite 702 des Verbundkörpers 700 freizulegen. Das Entfernen des Teils 610 des zweiten Material 600 kann beispielsweise durch Schleifen oder durch abtragendes Bestrahlen mit einem Medium erfolgt sein.
24 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des Trägers 100, der lösbaren Klebefolie 200 und des Verbundkörpers 700 in einem der Darstellung der 23 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand.
An der Rückseite 702 des Verbundkörpers 700 ist eine äußere Metallisierung 740 angelegt worden, deren Abschnitte elektrisch leitend mit den Rückseitenmetallisierungen 510 der optoelektronischen Halbleiterchips 500 verbunden sind. Das Anordnen der äußeren Metallisierung 740 kann beispielsweise durch ein lithographisches Verfahren in Kombination mit Sputtern, Aufdampfen oder einem anderen Abscheideverfahren erfolgt sein. Die äußere Metallisierung 740 kann auch durch ein galvanisches Verfahren aufgedickt worden sein.
25 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des Verbundkörpers 700 in einem der Darstellung der 24 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand.
Ausgehend von dem in 24 gezeigten Bearbeitungsstand wurde der Verbundkörper 700 zunächst von dem Träger 100 abgelöst, indem zunächst die lösbare Klebefolie 200 von der Oberseite 101 des Trägers 100 abgelöst und anschließend die lösbare Klebefolie 200 von der Vorderseite 701 des Verbundkörpers 700 entfernt wurde. Anschließend wurde der Verbundkörper 700 mittels einer weiteren Klebefolie 210 an einem weiteren Träger 120 befestigt. Dabei wurde der Verbundkörper 700 so angeordnet, dass die Rückseite 702 des Verbundkörpers 700 zu dem weiteren Träger 120 orientiert ist und an der weiteren Klebefolie 210 anliegt. Anschließend wurde auf die anhand der 16 beschriebene Weise ein wellenlängenkonvertierendes Material 310 an der Vorderseite 701 des Verbundkörpers 700 angeordnet.
26 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des an dem weiteren Träger 120 befestigten Verbundkörpers 700 und des wellenlängenkonvertierenden Materials 310 in einem der Darstellung der 25 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand.
Der Verbundkörper 700 und das wellenlängenkonvertierende Material 310 wurden derart zerteilt, dass jeder Teil 720 des Verbundkörpers 700 einen optoelektronischen Halbleiterchip 500 umfasst. Das Zerteilen des Verbundkörpers 700 und des wellenlängenkonvertierenden Materials 310 kann beispielsweise durch Sägen erfolgt sein.
27 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht eines optoelektronischen Bauelements 30 gemäß einer dritten Ausführungsform. Das optoelektronische Bauelement 30 ist durch einen der in 26 dargestellten Teile 720 des Verbundkörpers 700 und den mit diesem Teil 720 des Verbundkörpers 700 verbundenen Teil des wellenlängenkonvertierenden Materials 310 gebildet und ist von dem weiteren Träger 120 und der weiteren Klebefolie 210 abgelöst worden.
Die an der Rückseite 702 des Teils 720 des Verbundkörpers 700 angeordnete äußere Metallisierung 740 bildet elektrische Rückseitenkontakte 730 des optoelektronischen Bauelements 30, die eine elektrische Kontaktierung des optoelektronischen Bauelements 30 ermöglichen. Das optoelektronische Bauelement 30 kann beispielsweise als SMD-Bauelement für eine Oberflächenmontage vorgesehen sein, beispielsweise für eine Oberflächenmontage durch Wiederaufschmelzlöten (Reflow-Löten).
Das vorstehend anhand der 19 bis 27 beschriebene Verfahren sieht vor, das wellenlängenkonvertierende Material 310, wie bei dem anhand der 11 bis 18 beschriebenen Verfahren, erst nach dem Ausbilden des Verbundkörpers 700 an der Vorderseite 701 des Verbundkörpers 700 anzuordnen. Es ist allerdings auch möglich, die anhand der 1 bis 10 und anhand der 19 bis 27 beschriebenen Verfahren derart miteinander zu kombinieren, dass der Verbundkörper 700, wie in 1 bis 10, direkt auf einem wellenlängenkonvertierenden Bogen 300 ausgebildet wird, jedoch durch das in 19 bis 27 beschriebene Verfahren, bei dem die Rückseitenmetallisierungen 510 der optoelektronischen Halbleiterchips 500 zunächst durch das zweite Material 600 bedeckt und erst anschließend wieder freigelegt werden.
Die Erfindung wurde anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben. Dennoch ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Vielmehr können hieraus andere Variationen vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

10: optoelektronisches Bauelement
20: optoelektronisches Bauelement
30: optoelektronisches Bauelement
100: Träger
101: Oberseite
110: Sägefolie
120: weiterer Träger
200: lösbare Klebefolie
210: weitere Klebefolie
300: wellenlängenkonvertierender Bogen
301: erste Abdecklage
302: zweite Abdecklage
310: wellenlängenkonvertierendes Material
400: erstes Material
410: Portion
420: vorderseitige Schicht
430: Außenkontur
500: optoelektronischer Halbleiterchip
501: Vorderseite
502: Rückseite
503: Seitenfläche
510: Rückseitenmetallisierung
600: zweites Material
610: Teil des zweiten Materials
700: Verbundkörper
701: Vorderseite
702: Rückseite
710: Grenzfläche
720: Teil des Verbundkörpers
730: elektrischer Rückseitenkontakt
740: äußere Metallisierung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2014/0027804 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements (10, 20, 30) mit den folgenden Schritten: – Bereitstellen eines Trägers (100) mit einer Oberseite (101); – Anordnen einer Portion (410) eines ersten Materials (400) über der Oberseite (101) des Trägers (100); – Eindrücken eines optoelektronischen Halbleiterchips (500) in die Portion (410) des ersten Materials (400) derart, dass eine Vorderseite (501) des optoelektronischen Halbleiterchips (500) der Oberseite (101) des Trägers (100) zugewandt ist; – Anordnen eines zweiten Materials (600) über der Oberseite (101) des Trägers (100) derart, dass die Portion (410) des ersten Materials (400) und der optoelektronische Halbleiterchip (500) zumindest teilweise in das zweite Material (600) eingebettet werden, wodurch ein Verbundkörper (700) mit einer der Oberseite (101) des Trägers (100) zugewandten Vorderseite (701) gebildet wird; – Ablösen des Verbundkörpers (700) von dem Träger (100).
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der optoelektronische Halbleiterchip (500) als Saphir-Flip-Chip ausgebildet ist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei beim Eindrücken des optoelektronischen Halbleiterchips (500) in die Portion (410) des ersten Materials (400) die Vorderseite (501) des optoelektronischen Halbleiterchips (500) und senkrecht zur Vorderseite (501) des optoelektronischen Halbleiterchips (500) orientierte Seitenflächen (503) des optoelektronischen Halbleiterchips (500) durch das erste Material (400) benetzt werden, wobei eine der Vorderseite (501) des optoelektronischen Halbleiterchips (500) gegenüberliegende Rückseite (502) des optoelektronischen Halbleiterchips (500) nicht durch das erste Material (400) benetzt wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Material (400) transparent für durch den optoelektronischen Halbleiterchip (500) emittierbares Licht ist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Material (400) Silikon aufweist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Material (600) ausgebildet ist, durch den optoelektronischen Halbleiterchip (500) emittierbares Licht zu reflektieren.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Material (600) so über der Oberseite (101) des Trägers (100) angeordnet wird, dass eine Rückseitenmetallisierung (510) des optoelektronischen Halbleiterchips (500), die an einer der Vorderseite (501) des optoelektronischen Halbleiterchips (500) gegenüberliegenden Rückseite (502) des optoelektronischen Halbleiterchips (500) angeordnet ist, unbedeckt durch das zweite Material (600) bleibt.
Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei das zweite Material (600) durch Vergießen über der Oberseite (101) des Trägers (100) angeordnet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das zweite Material (600) so über der Oberseite (101) des Trägers (100) angeordnet wird, dass eine der Vorderseite (501) des optoelektronischen Halbleiterchips (500) gegenüberliegende Rückseite (502) des optoelektronischen Halbleiterchips (500) durch das zweite Material (600) bedeckt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei das zweite Material (600) durch ein Formverfahren über der Oberseite (101) des Trägers (100) angeordnet wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 und 10, wobei nach dem Anordnen des zweiten Materials (600) der folgende weitere Schritt durchgeführt wird: – Entfernen eines Teils (610) des zweiten Materials (600), um eine an der Rückseite (502) des optoelektronischen Halbleiterchips (500) angeordnete Rückseitenmetallisierung (510) des optoelektronischen Halbleiterchips (500) freizulegen.
Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei das Entfernen des Teils (610) des zweiten Materials (600) durch Schleifen erfolgt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 und 12, wobei nach dem Freilegen der Rückseitenmetallisierung (510) der folgende weitere Schritt durchgeführt wird: – Anlegen von mit der Rückseitenmetallisierung (510) elektrisch leitend verbundenen elektrischen Rückseitenkontakten (730, 740).
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach dem Ablösen des Verbundkörpers (700) von dem Träger (100) der folgende weitere Schritt durchgeführt wird: – Anordnen eines wellenlängenkonvertierenden Materials (310) an der Vorderseite (701) des Verbundkörpers (700).
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei das Anordnen des wellenlängenkonvertierenden Materials (310) durch Laminieren einer Folie, die ein wellenlängenkonvertierendes Material aufweist, durch Aufsprühen eines wellenlängenkonvertierenden Materials oder durch Aufbringen eines wellenlängenkonvertierenden Materials mittels eines Formverfahrens erfolgt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Träger (100) mit einer über seiner Oberseite (101) angeordneten Lage eines wellenlängenkonvertierenden Materials (300) bereitgestellt wird, wobei die Portion (410) des ersten Materials (400) auf der Lage des wellenlängenkonvertierenden Materials (300) angeordnet wird, wobei die Lage des wellenlängenkonvertierenden Materials (300) nach dem Ablösen des Verbundkörpers (700) von dem Träger (100) an der Vorderseite (701) des Verbundkörpers (700) verbleibt.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Träger (100) mit einer an seiner Oberseite (101) angeordneten lösbaren Klebefolie (200) bereitgestellt wird, wobei zum Ablösen des Verbundkörpers (700) von dem Träger (100) die Klebefolie (200) von dem Träger (100) abgelöst wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehrere Portionen (410) des ersten Materials (400) über der Oberseite (101) des Trägers (100) angeordnet werden, wobei in jede Portion (410) des ersten Materials (400) jeweils ein optoelektronischer Halbleiterchip (500) eingedrückt wird, wobei der Verbundkörper (700) so gebildet wird, dass er die mehreren optoelektronischen Halbleiterchips (500) umfasst, wobei nach dem Ablösen des Verbundkörpers (700) von dem Träger (100) der folgende weitere Schritt durchgeführt wird: – Zerteilen des Verbundkörpers (700) derart, dass jeder Teil (720) einen optoelektronischen Halbleiterchip (500) umfasst.
Optoelektronisches Bauelement (10, 20, 30) mit einem Verbundkörper (700), der einen optoelektronischen Halbleiterchip (500), ein erstes Material (400) und ein zweites Material (600) umfasst, wobei eine zu einer Vorderseite (701) des Verbundkörpers (700) orientierte Vorderseite (501) des optoelektronischen Halbleiterchips (500) und senkrecht zur Vorderseite (501) des optoelektronischen Halbleiterchips (500) orientierte Seitenflächen (503) des optoelektronischen Halbleiterchips (500) zumindest teilweise durch das erste Material (400) bedeckt sind, wobei der optoelektronische Halbleiterchip (500) und das erste Material (400) zumindest teilweise in das zweites Material (600) eingebettet sind, wobei das zweite Material (600) nicht über der Vorderseite (501) des optoelektronischen Halbleiterchips (500) angeordnet ist, wobei eine der Vorderseite (701) des Verbundkörpers (700) gegenüberliegende Rückseite (702) des Verbundkörpers (700) elektrische Rückseitenkontakte (730) aufweist.
Optoelektronisches Bauelement (10, 20, 30) gemäß Anspruch 19, wobei an der Vorderseite (701) des Verbundkörpers (700) ein wellenlängenkonvertierendes Material (300, 310) angeordnet ist.