DE112015001114B4 - Herstellung optoelektronischer Bauelemente und optoelektronisches Bauelement - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Herstellen von optoelektronischen Bauelementen, umfassend die Verfahrensschritte:Bereitstellen eines Trägers (110);Anordnen von optoelektronischen Halbleiterchips (130, 230) auf dem Träger (110);Ausbilden einer Konversionsschicht (140) zur Strahlungskonversion auf dem Träger (110), wobei die optoelektronischen Halbleiterchips (130) von der Konversionsschicht (140) umgeben sind; undDurchführen eines Vereinzelungsprozesses zum Bilden von separaten optoelektronischen Bauelementen, wobei wenigstens die Konversionsschicht (140) durchtrennt wird,wobei der bereitgestellte Träger ein metallischer Träger (110) ist, und wobei der Träger (110) nach dem Ausbilden der Konversionsschicht (140) und vor dem Durchführen des Vereinzelungsprozesses in separate Trägerelemente (113, 114) strukturiert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von optoelektronischen Bauelementen. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein optoelektronisches Bauelement.
  • Optoelektronische Bauelemente zum Erzeugen von Lichtstrahlung können in Form von QFN Packages (Quad Flat No Leads) verwirklicht sein. Die derzeitige Herstellung solcher Bauelemente kann mit Nachteilen verbunden sein.
  • Üblicherweise wird ein metallischer Leiterrahmen bereitgestellt, welcher in einem Spritzpressprozess (Transfer Molding) mit einer Formmasse zum Bilden eines Form- bzw. Gehäusekörpers umspritzt wird. Der Leiterrahmen weist flächige Anschlusselemente und Verbindungselemente auf, über welche die Anschlusselemente verbunden sind. Der Formkörper wird mit Kavitäten ausgebildet. Hierdurch sind die Anschlusselemente des Leiterrahmens an einer Vorderseite freigestellt. Nachfolgend werden an diesen Stellen strahlungsemittierende optoelektronische Halbleiterchips auf den Anschlusselementen angeordnet und verdrahtet. Die Rückseiten der Anschlusselemente bleiben ebenfalls frei, so dass die hergestellten QFN-Bauelemente für eine Oberflächenmontage geeignet sind. Weitere Prozesse sind ein Verfüllen der Kavitäten mit einer Vergussmasse, und ein Vereinzeln des auf diese Weise erzeugten Bauelementverbunds in einzelne Bauelemente. Die Vergussmasse kann zur Konversion von Lichtstrahlung der Halbleiterchips ausgebildet sein.
  • Das Ausbilden des Formkörpers mit Kavitäten für die Halbleiterchips führt dazu, dass die mit dem Verfahren gefertigten Bauelemente große laterale Abmessungen aufweisen. In gleicher Weise lässt sich der Bauelementverbund nur mit einer kleinen Packungsdichte verwirklichen. Hieraus resultieren hohe Herstellungs- und damit Bauteilkosten.
  • Unterschiedliche Formen von Anschlusselementen sowie unterschiedliche Chipanordnungen können durch verschiedene Ausgestaltungen des Leiterrahmens verwirklicht werden. Dies setzt jeweils eine entsprechende Position der Kavitäten des Formkörpers voraus. Verschiedene Ausgestaltungen des Leiterrahmens erfordern daher die Verwendung unterschiedlicher Spritzpresswerkzeuge zum Ausbilden des Formkörpers, was mit hohen Kosten verbunden ist.
  • Nach dem Umspritzen des Leiterrahmens können die Anschlusselemente an der Vorderseite Rückstände der Formmasse aufweisen. Damit dies nicht zu Problemen beim Anordnen der Halbleiterchips führt, wird üblicherweise ein Reinigungsschritt zum Entfernen der Rückstände durchgeführt (Deflashing). In diesem Prozess kann es zur Ausbildung von Spalten zwischen dem Leiterrahmen und dem Formkörper kommen. Das nachfolgende Verkapseln der Kavitäten kann zur Folge haben, dass in diesem Prozess verwendetes Vergussmaterial durch die Spalte kriecht und die Rückseiten der Anschlusselemente verunreinigt. Daher ist ein weiterer Reinigungsschritt zum Entfernen der rückseitigen Verunreinigungen erforderlich.
  • Beim Vereinzeln erfolgt ein Durchtrennen des Formkörpers und der Verbindungsstrukturen des metallischen Leiterrahmens, also ein Durchtrennen einer inhomogenen Materialkombination. Dieser Vorgang wird mit Hilfe eines zeit- und kostenintensiven Sägeprozesses durchgeführt, bei welchem ein folienförmiges Sägeblatt zur Anwendung kommt. Die hohen Kosten rühren u.a. von der eingesetzten Sägefolie sowie einem Sägeblattverschleiß her.
  • Die WO 2009/ 143 789 A1 beschreibt ein optoelektronisches Bauteil und ein Verfahren zu dessen Herstellung. In dem Verfahren wird ein Anschlussträger bereitgestellt, indem in Zwischenräume eines metallischen Trägerstreifens ein elektrisch isolierendes Material eingebracht wird. Im Anschluss hieran erfolgen ein Anordnen von optoelektronischen Halbleiterchips auf dem Anschlussträger, ein Ausbilden eines die Halbleiterchips umgebenden Vergusskörpers auf dem Anschlussträger, und eine Vereinzelung.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Lösung für eine verbesserte Herstellung optoelektronischer Bauelemente anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen von optoelektronischen Bauelementen vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen eines Trägers, ein Anordnen von optoelektronischen Halbleiterchips auf dem Träger, und ein Ausbilden einer Konversionsschicht zur Strahlungskonversion auf dem Träger, wobei die optoelektronischen Halbleiterchips von der Konversionsschicht umgeben sind. Weiter vorgesehen ist ein Durchführen eines Vereinzelungsprozesses zum Bilden von separaten optoelektronischen Bauelementen, wobei wenigstens die Konversionsschicht durchtrennt wird.
  • Im Vergleich zu der herkömmlichen Vorgehensweise, einen Formkörper mit Kavitäten auszubilden, nachfolgend in den Kavitäten Halbleiterchips anzuordnen und die Kavitäten zu verkapseln, werden bei dem Verfahren auf einem Träger angeordnete optoelektronische Halbleiterchips mit einer durchgehenden bzw. zusammenhängenden Konversionsschicht verkapselt. Hierbei bildet die Konversionsschicht einen vorderseitig und umfangsseitig an die Halbleiterchips heranreichenden und die Halbleiterchips umschließenden Gehäuse- bzw. Formkörper. Auf diese Weise ist es möglich, kleine Abstände zwischen den Halbleiterchips vorzusehen, wodurch sich ein Bauelementverbund mit einer hohen Bauelementdichte verwirklichen lässt. Dies macht es möglich, das Verfahren mit gering(er)en Prozesskosten durchzuführen. In entsprechender Weise können die durch Vereinzeln des Verbunds gebildeten Bauelemente eine kleine und kompakte Baugröße aufweisen. Das Verfahren ermöglicht ferner eine Batchprozessierung.
  • Das Ausbilden der vorderseitig und umfangsseitig an die optoelektronischen Halbleiterchips angrenzenden und die Halbleiterchips umschließenden Konversionsschicht anstelle eines Formkörpers mit Kavitäten, in welchen nachfolgend Halbleiterchips angeordnet werden, hat des Weiteren zur Folge, dass keine störenden Rückstände einer Formmasse vorliegen. Daher können ein Reinigungsschritt zum Entfernen solcher Rückstände (Deflashing) und die damit verbundenen Probleme entfallen.
  • Von Vorteil ist des Weiteren, dass sich das Verfahren ohne großen Aufwand und auf flexible Weise mit unterschiedlichen Chipanordnungen durchführen lässt.
  • Die bei dem Verfahren eingesetzten optoelektronischen Halbleiterchips sind zum Erzeugen von Strahlung ausgebildet. Bei den Halbleiterchips kann es sich zum Beispiel um Leuchtdiodenchips (LED, Light Emitting Diode) zur Abgabe von Strahlung bzw. Lichtstrahlung handeln. Die Halbleiterchips können Komponenten wie eine Halbleiterschichtenfolge mit einer aktiven Zone zur Strahlungserzeugung und Kontakte aufweisen. Über die Kontakte können die Halbleiterchips kontaktiert, und können die Halbleiterchips mit elektrischer Energie zur Strahlungserzeugung versorgt werden.
  • Die gemäß dem Verfahren hergestellten optoelektronischen Bauelemente können sogenannte QFN Packages (Quad Flat No Leads) sein, welche für eine Oberflächenmontage (SMT, Surface-Mounting Technology) geeignet sind. Jedes Bauelement kann einen Abschnitt der Konversionsschicht aufweisen. Des Weiteren können die Bauelemente einen, oder auch mehrere optoelektronische Halbleiterchips aufweisen, wobei der bzw. die Halbleiterchips mit dem dazugehörigen Abschnitt der Konversionsschicht verkapselt sind.
  • Die Konversionsschicht, welche zur Strahlungs- bzw. Volumenkonversion ausgebildet ist, kann die im Betrieb von dem bzw. den Halbleiterchips eines Bauelements abgegebene Lichtstrahlung wenigstens teilweise konvertieren. Hierfür kann die Konversionsschicht Leuchtstoffpartikel aufweisen. Auf diese Weise kann eine Lichtstrahlung mit einer vorgegebenen Farbe erzeugt werden.
  • Es ist zum Beispiel möglich, dass die Halbleiterchips zum Erzeugen einer blauen oder ultravioletten Lichtstrahlung ausgebildet sind, und dass die optoelektronischen Bauelemente infolge der Strahlungskonversion eine weiße Lichtstrahlung abgeben können. Alternativ können Lichtstrahlungen mit anderen Farben bzw. Spektralbereichen für die Halbleiterchips und/oder Bauelemente in Betracht kommen. Im Betrieb eines Bauelements kann Strahlung über den dazugehörigen Abschnitt der Konversionsschicht abgegeben werden.
  • Im Folgenden werden weitere mögliche Ausführungsformen des Verfahrens beschrieben.
  • Der bereitgestellte und als Substrat dienende Träger kann ein planer bzw. plattenförmiger Träger sein. Der Träger kann zwei entgegengesetzte Hauptseiten bzw. eine Vorderseite und eine Rückseite aufweisen. Das Anordnen der optoelektronischen Halbleiterchips und das Ausbilden der Konversionsschicht können auf einer Vorderseite des Trägers erfolgen. Der Träger kann wenigstens teilweise ein metallisches Material aufweisen.
  • Erfindungsgemäß ist der bereitgestellte Träger ein metallischer Träger. Der metallische Träger wird nach dem Ausbilden der Konversionsschicht und vor dem Durchführen des Vereinzelungsprozesses in separate metallische Trägerelemente strukturiert. Das Verfahren lässt sich hierdurch relativ kostengünstig durchführen und bietet die im Folgenden genannten Vorteile.
  • Das vor der Vereinzelung stattfindende Strukturieren des metallischen Trägers in die separaten Trägerelemente macht es möglich, dass in dem Vereinzelungsprozess ein Durchtrennen von metallischem Trägermaterial entfallen kann. Zum Vereinzeln kann lediglich die Konversionsschicht durchtrennt werden. Hierdurch ist ein einfacher und schneller Trennprozess möglich. Anstelle eines Sägeprozesses kann ein anderer kostengünstigerer Prozess, zum Beispiel Lasertrennen, Wasserstrahltrennen, Schneiden, Stanzen usw. durchgeführt werden.
  • Des Weiteren lässt sich der metallische Träger derart strukturieren, dass die Trägerelemente einen kleinen Abstand zueinander aufweisen. Platzeinnehmende Verbindungsstrukturen, wie sie bei einem Leiterrahmen zum Zusammenhalten von Anschlusselemente zum Einsatz kommen, liegen hierbei nicht vor. Daher bietet das Strukturieren des metallischen Trägers in die Trägerelemente die Möglichkeit, einen Bauelementverbund mit einer relativ hohen Packungsdichte zu verwirklichen.
  • Der metallische Träger, welcher plattenförmig ausgebildet sein kann, kann eine größere Stabilität im Vergleich zu einem Leiterrahmen aufweisen. Dadurch ist es möglich, den metallischen Träger dünner auszubilden als einen Leiterrahmen. Infolgedessen können die optoelektronischen Bauelemente mit einer kleinen Bauhöhe verwirklicht werden.
  • Durch die Verwendung des metallischen Trägers, welcher mit den Halbleiterchips und der Konversionsschicht versehen wird, kann darüber hinaus ein rückseitiges Kontaminieren des Trägers, und damit der aus dem Träger gebildeten Trägerelemente, vermieden werden.
  • Die aus dem metallischen Träger hervorgehenden separaten Trägerelemente können Anschlusselemente bzw. Anschlussflächen der optoelektronischen Bauelemente bilden. Auf diese Weise können die Bauelemente auf eine Leiterplatte gelötet werden.
  • Der metallische Träger kann zum Beispiel derart strukturiert werden, dass die zuvor auf dem Träger angeordneten optoelektronischen Halbleiterchips sich jeweils auf zwei Trägerelementen befinden. Ferner ist es möglich, durch das Vereinzeln zum Beispiel Einzelchip-Bauelemente auszubilden, welche jeweils einen auf zwei Trägerelementen angeordneten Halbleiterchip aufweisen. Derartige Bauelemente können einen kompakten Aufbau besitzen.
  • In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Strukturieren des metallischen Trägers ein Durchführen eines Ätzprozesses. Hierdurch ist ein einfaches Strukturieren des Trägers möglich. Bei dem Ätzprozess, bei dem es sich um einen rückseitigen Ätzprozess handeln kann, kommt eine geeignete Ätzmaske, zum Beispiel eine Fotomaske, zum Einsatz. Der Ätzprozess kann ferner ein kostengünstiger nasschemischer Ätzprozess sein.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird nach dem Strukturieren des metallischen Trägers eine reflektive Masse in Zwischenbereichen zwischen den Trägerelementen angeordnet. Auf diese Weise können eine rückseitige Strahlungsabgabe und ein hiermit verbundener Lichtverlust im Betrieb der optoelektronischen Bauelemente vermieden werden. In dieser Ausgestaltung kann bei dem Vereinzelungsprozess nicht nur ein Durchtrennen der Konversionsschicht, sondern auch der reflektiven Masse erfolgen. Die reflektive Masse kann ein Grundmaterial wie zum Beispiel Silikon und darin enthaltene reflektive Partikel aus zum Beispiel TiO2 aufweisen.
  • Der bereitgestellte metallische Träger kann ein unstrukturierter Träger sein. In einer hierzu alternativen Ausführungsform weist der bereitgestellte metallische Träger Aussparungen auf. Die auf dem Träger ausgebildete Konversionsschicht wird hierbei auch in den Aussparungen angeordnet. Auf diese Weise ermöglichen die Aussparungen des Trägers eine Verankerung und dadurch eine verbesserte Befestigung der Konversionsschicht an dem Träger, und dadurch auch an den hieraus gebildeten separaten Trägerelementen. Die als Verankerungsstrukturen dienenden Aussparungen, welche sich zwischen den Hauptseiten des plattenförmigen Trägers erstrecken können, können zum Beispiel durch Ätzen, Stanzen oder Verwendung eines Lasers in dem Träger ausgebildet sein. Die Aussparungen können zum Beispiel eine sich stufenförmig aufweitende Form besitzen. Die Fertigung der optoelektronischen Bauelemente kann derart erfolgen, dass mit der Konversionsschicht verfüllte Aussparungen am Rand der Bauelemente vorliegen.
  • Bei dem Verfahren kann anstelle eines plattenförmigen metallischen Trägers auch ein anderer Träger zum Einsatz kommen.
  • In dieser Hinsicht ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass der bereitgestellte Träger einen metallischen Leiterrahmen und eine Formmasse aufweist. Hierbei umfasst das Bereitstellen des Trägers ein Bereitstellen des Leiterrahmens und ein Umformen des Leiterrahmens mit der Formmasse derart, dass der Träger eine ebene Vorderseite und eine ebene Rückseite aufweist. Sowohl die Vorderseite als auch die Rückseite sind durch den Leiterrahmen und die Formmasse gebildet.
  • Der bereitgestellte metallische Leiterrahmen kann Trägerelemente und die Trägerelemente verbindende Verbindungsstrukturen bzw. Verbindungselemente aufweisen. Die Formmasse dient dazu, Zwischenräume des Leiterrahmens (also zwischen den Träger- und Verbindungselementen) zu verschließen. Auf diese Weise kann der durch Umformen des Leiterrahmens mit der Formmasse gebildete Träger eine plattenförmige Ausgestaltung mit ebener Vorder- und Rückseite aufweisen. Des Weiteren kann mit Hilfe der Formmasse eine rückseitige Strahlungsabgabe und ein hiermit verbundener Lichtverlust im Betrieb der optoelektronischen Bauelemente unterdrückt werden.
  • Der den Leiterrahmen und die Formmasse aufweisende Träger wird nachfolgend mit den optoelektronischen Halbleiterchips und der Konversionsschicht versehen. Hierbei ist es ebenfalls möglich, einen Bauelementverbund mit einer hohen Packungsdichte zu verwirklichen. Beim nachfolgenden Vereinzeln des Verbunds kann ein Durchtrennen der Konversionsschicht, des Leiterrahmens bzw. der Verbindungselemente des Leiterrahmens und der Formmasse erfolgen. Bei den auf diese Weise gefertigten optoelektronischen Bauelementen können die Trägerelemente des Leiterrahmens Anschlusselemente bzw. Anschlussflächen der Bauelemente bilden. Auf diese Weise können die Bauelemente auf eine Leiterplatte gelötet werden.
  • Auch in Bezug auf die vorgenannte Ausführungsform ist es möglich, kompakte Einzelchip-Bauelemente auszubilden, welche jeweils einen auf zwei Trägerelementen angeordneten Halbleiterchip aufweisen.
  • Die Verwendung des den Leiterrahmen und die Formmasse aufweisenden Trägers, auf welchem die Halbleiterchips und die Konversionsschicht angeordnet werden, macht es ebenfalls möglich, ein rückseitiges Kontaminieren der Trägerelemente des Leiterrahmens zu vermeiden.
  • Unterschiedliche Formen der Trägerelemente sowie unterschiedliche Chipanordnungen lassen sich durch verschiedene Ausgestaltungen des Leiterrahmens verwirklichen. Sofern die Außenabmessungen des jeweils zu erzeugenden Trägers gleich bleiben, kann das Umformen jeweils mit demselben Werkzeug durchgeführt werden.
  • Das Umformen des metallischen Leiterrahmens mit der Formmasse kann zum Beispiel mit Hilfe eines Spritzpressprozesses (Transfer Molding) durchgeführt werden.
  • Die verwendete Formmasse kann ein Grundmaterial und einen in dem Grundmaterial enthaltenen partikelförmigen Füllstoff aufweisen. Bei dem Grundmaterial kann es sich zum Beispiel um Epoxid, Acrylat oder Silikon handeln. Epoxid oder Acrylat kann bei Verwendung von Halbleiterchips mit geringer Strahlungsleistung zum Einsatz kommen. Silikon, welches strahlungs- und temperaturstabiler sein kann, kann bei Halbleiterchips mit hoher Strahlungsleistung eingesetzt werden. Der Füllstoff kann zum Beispiel Partikel aus amorphem SiO2 und/oder AlO2 umfassen. Infolge des Füllstoffs kann die Formmasse einen kleinen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, welcher an den Ausdehnungskoeffizienten des Leiterrahmens angepasst ist. Die Füllstoffpartikel können unterschiedliche Partikelgrößen aufweisen, wodurch eine hohe Packungsdichte vorliegen kann.
  • In Bezug auf die Formmasse ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass es sich hierbei um eine reflektive Formmasse handelt. In dieser Ausgestaltung umfasst die Formmasse zusätzlich reflektive Partikel, zum Beispiel aus TiO2 und/oder AlO2. Auf diese Weise können eine rückseitige Strahlungsabgabe und ein hiermit verbundener Lichtverlust im Betrieb der optoelektronischen Bauelemente mit einer hohen Zuverlässigkeit vermieden werden.
  • Das Bereitstellen des metallischen Leiterrahmens kann ein Bereitstellen einer metallischen Ausgangsschicht und ein Strukturieren der Ausgangsschicht in den Leiterrahmen umfassen. Das Strukturieren kann zum Beispiel durch Stanzen oder durch eine Laserbearbeitung erfolgen. Möglich ist auch ein Ätzen.
  • In diesem Zusammenhang ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass das Bereitstellen des Leiterrahmens ein Bereitstellen einer metallischen Ausgangsschicht und ein vorderseitiges und ein rückseitiges Ätzen der metallischen Ausgangsschicht umfasst. Hierbei kann von der Vorderseite her eine andere Struktur geätzt werden als von der Rückseite. Auf diese Weise werden eine Verzahnung und dadurch eine verbesserte Befestigung der Formmasse an dem Leiterrahmen ermöglicht.
  • Der bereitgestellte Leiterrahmen kann wie oben angegeben Trägerelemente und die Trägerelemente verbindende Verbindungselemente aufweisen. In Bezug auf das vorstehend beschriebene vorder- und rückseitige Ätzen ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass jeweils im Bereich eines umlaufenden Rands eines Trägerelements ein Ätzen abwechselnd in vorderseitigen und rückseitigen Ätzbereichen durchgeführt wird. Hierdurch kann eine Verzahnung und dadurch Verankerung der Formmasse an dem Leiterrahmen weiter begünstigt werden.
  • In Bezug auf die Ausgestaltung des bereitgestellten Leiterrahmens mit Trägerelementen und Verbindungselementen und das vorder- und rückseitige Ätzen ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, den Leiterrahmen derart bereitzustellen, dass sich die Verbindungselemente im Bereich einer Vorderseite des Leiterrahmens befinden. In dem Vereinzelungsprozess kann wie oben angegeben ein Durchtrennen der Konversionsschicht, der Verbindungselemente des Leiterrahmens und der Formmasse erfolgen. Durch die Anordnung der Verbindungselemente im Bereich der Vorderseite des Leiterrahmens kann erzielt werden, dass beim Durchtrennen der Verbindungselemente keine rückseitigen Grate entstehen.
  • Für das nach dem Anordnen der optoelektronischen Halbleiterchips auf dem Träger durchgeführte Ausbilden der Konversionsschicht können unterschiedliche Ausgestaltungen in Betracht kommen. Die Konversionsschicht kann zum Beispiel derart auf dem Träger ausgebildet werden, dass die die Halbleiterchips umschließende Konversionsschicht plan ist bzw. eine ebenflächige Vorderseite aufweist.
  • In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Ausbilden der Konversionsschicht auf dem Träger ein Durchführen eines Formprozesses. Hierbei kann es sich um einen Formpressprozess (Compression Molding) handeln.
  • Für das Ausbilden der Konversionsschicht kann des Weiteren auch ein kostengünstiger Vergießprozess zur Anwendung kommen.
  • Vor dem Vergießen kann ein Rahmen auf dem Träger angeordnet werden. Nachfolgend kann ein von dem Rahmen umschlossener Bereich mit Material der Konversionsschicht verfüllt werden.
  • Die Konversionsschicht kann ein strahlungsdurchlässiges Grundmaterial und darin enthaltene Leuchtstoffpartikel zur Strahlungskonversion aufweisen. Bei dem Grundmaterial kann es sich zum Beispiel um Silikon handeln.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die Konversionsschicht neben dem Grundmaterial und den Leuchtstoffpartikeln zusätzlich einen Füllstoff auf. Hierbei kann es sich zum Beispiel um Partikel aus amorphem SiO2 handeln. Infolge des Füllstoffs kann eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit und damit eine Kühlung der Leuchtstoffpartikel zur Verfügung gestellt werden. Hieraus resultiert eine höhere Effizienz im Betrieb der optoelektronischen Bauelemente. Ein weiterer Effekt ist ein kleiner thermischer Ausdehnungskoeffizient der Konversionsschicht. Darüber hinaus kann die mit dem Füllstoff ausgestattete Konversionsschicht eine hohe Robustheit besitzen. Bei einem gemäß dem Verfahren gefertigten optoelektronischen Bauelement kann die Konversionsschicht bzw. kann ein Abschnitt der Konversionsschicht einen wesentlichen Teil von dessen Außenseiten bilden. Die hohe Robustheit macht es möglich, die Gefahr einer Beschädigung eines Bauelements zu unterdrücken.
  • Die vorgenannten Effekte können deutlich zu Tage treten, wenn die Konversionsschicht hochgefüllt ist, d.h. einen hohen Füllstoffanteil, zum Beispiel von mehr als 60% Gewichtsanteil, aufweist, und unterschiedliche Partikelgrößen des Füllstoffs zum Ermöglichen einer hohen Packungsdichte vorliegen. Das Ausbilden einer Konversionsschicht mit solchen Eigenschaften kann mit Hilfe eines Formpressprozesses verwirklicht werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform sind die optoelektronischen Halbleiterchips Volumenemitter. Derartige Halbleiterchips können Lichtstrahlung über eine Vorderseite und über andere Seiten wie zum Beispiel laterale Seitenflanken bzw. Seitenwände abgeben. Im Betrieb eines optoelektronischen Bauelements kann die derart abgegebene Lichtstrahlung in dem dazugehörigen Abschnitt der Konversionsschicht wenigstens teilweise konvertiert werden.
  • Die als Volumenemitter ausgebildeten Halbleiterchips können ein strahlungsdurchlässiges Chipsubstrat aus zum Beispiel Saphir aufweisen. Des Weiteren können die Halbleiterchips an einer Rückseite eine Spiegelschicht, zum Beispiel in Form eines DBR-Reflektors (Distributed Bragg Reflector), aufweisen. Auf diese Weise kann eine rückseitige Strahlungsabgabe vermieden werden. Die Verwendung von Saphir-Volumenemittern begünstigt eine kostengünstige Fertigung der optoelektronischen Bauelemente.
  • Die als Volumenemitter ausgebildeten Halbleiterchips können ferner jeweils zwei Vorderseitenkontakte aufweisen. Eine Kontaktierung der Vorderseitenkontakte der Halbleiterchips kann mit Hilfe von geeigneten elektrischen Verbindungsstrukturen, zum Beispiel Bonddrähten, verwirklicht werden. Das Ausbilden der Verbindungsstrukturen bzw. Bonddrähte kann nach dem Anordnen der Halbleiterchips auf dem Träger und vor dem Ausbilden der Konversionsschicht erfolgen. Die elektrischen Verbindungsstrukturen können an die Kontakte der Halbleiterchips und - je nach Ausführungsform des Verfahrens - an den (später in Trägerelemente strukturierten) metallischen Träger oder an Trägerelemente des den Leiterrahmen und die Formmasse aufweisenden Trägers angeschlossen werden.
  • Darüber hinaus sind auch andere Ausgestaltungen für die optoelektronischen Halbleiterchips denkbar. Beispielsweise kann es sich bei den als Volumenemitter vorliegenden Halbleiterchips um sogenannte Flip-Chips mit einem vorderseitig angeordneten strahlungsdurchlässigen Chipsubstrat aus zum Beispiel Saphir und zwei Rückseitenkontakten handeln. Die Rückseitenkontakte der Halbleiterchips können über eine geeignete elektrische Verbindungsschicht mit dem Träger (d.h. mit dem metallischen Träger oder mit Trägerelementen des den Leiterrahmen und die Formmasse aufweisenden Trägers) verbunden werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist der bereitgestellte Träger eine reflektive Beschichtung auf. Mit Hilfe der reflexiven Beschichtung kann im Betrieb eines optoelektronischen Bauelements eine effektive Strahlungsreflexion zur Verfügung gestellt werden. Bei Verwendung eines metallischen Trägers kann die Beschichtung auf dem metallischen Träger bzw. zumindest auf einer Vorderseite des metallischen Trägers vorgesehen sein. Bei einer Ausgestaltung des Trägers mit Leiterrahmen und Formmasse kann der Leiterrahmen oder zumindest eine Vorderseite des Leiterrahmens mit der Beschichtung versehen sein.
  • Für das Verfahren können ferner weitere Merkmale und Details zur Anwendung kommen. Beispielsweise können anstelle von Einzelchip-Bauelementen auch Bauelemente mit mehreren Halbleiterchips verwirklicht werden. Die mehreren Halbleiterchips können elektrisch miteinander verbunden sein, zum Beispiel in Reihe oder parallel. Möglich ist es auch, dass die Halbleiterchips elektrisch voneinander getrennt sind, und daher getrennt voneinander betrieben werden können.
  • Möglich ist des Weiteren eine Integration von anderen Bestandteilen bzw. elektronischen Komponenten, welche elektrisch mit dem/den Halbleiterchip(s) der Bauelemente verbunden sind. Hierunter fallen zum Beispiel zum Schutz vor einer elektrostatischen Entladung vorgesehene ESD-Schutzdioden (Electrostatic Discharge). Derartige Komponenten können zusammen mit den Halbleiterchips auf dem bereitgestellten Träger angeordnet, entsprechend kontaktiert und mit der Konversionsschicht verkapselt werden.
  • Mit Hilfe des Verfahrens können Bauelemente verwirklicht werden, deren Halbleiterchips auf zwei separaten bzw. durch eine Lücke getrennten Trägerelementen angeordnet sind. Alternativ lassen sich Bauelemente herstellen, bei denen ein Halbleiterchip sich lediglich auf einem Trägerelement befindet.
  • In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens können anstelle von Volumenemittern auch Oberflächenemitter bzw. Dünnfilm-Emitter-Chips eingesetzt werden, bei denen eine Abgabe von Lichtstrahlung im Wesentlichen über eine Vorderseite erfolgen kann. Derartige Halbleiterchips können zum Beispiel einen Vorderseitenkontakt und einen Rückseitenkontakt aufweisen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein optoelektronisches Bauelement vorgeschlagen. Das optoelektronische Bauelement ist durch Durchführen des oben genannten Verfahrens oder einer oder mehrerer der oben genannten Ausführungsformen des Verfahrens hergestellt. Das optoelektronische Bauelement kann daher zum Beispiel geringe Bauteilkosten und eine kleine kompakte Baugröße aufweisen.
  • Das optoelektronische Bauelement kann einen Abschnitt der Konversionsschicht aufweisen. Hierbei kann der Konversionsschichtabschnitt eine Vorderseite und einen Teil bzw. wesentlichen Teil einer umlaufenden Mantelfläche des Bauelements bilden. Im Betrieb des Bauelements kann eine Strahlungsabgabe über die Vorderseite und seitlich über die Mantelfläche erfolgen.
  • Der hier verwendete Ausdruck Mantelfläche ist gleichbedeutend mit dem lateralen Rand bzw. Randbereich des optoelektronischen Bauelements. Die Mantelfläche, welche zwischen der Vorderseite und einer hierzu entgegen gesetzten Rückseite des Bauelements vorliegt, setzt sich aus sämtlichen lateralen Außenseiten bzw. Seitenflanken des Bauelements zusammen. Das Bauelement kann zum Beispiel in der Aufsicht eine rechteckige Kontur aufweisen, so dass die Mantelfläche vier rechtwinklig aneinander grenzende Seitenwände umfassen kann.
  • Das gemäß dem Verfahren gefertigte optoelektronische Bauelement kann des Weiteren einen oder mehrere optoelektronische Halbleiterchips aufweisen. Der bzw. die Halbleiterchips können von dem Abschnitt der Konversionsschicht umschlossen sein. Des Weiteren kann das Bauelement mehrere bzw. wenigstens zwei Trägerelemente aufweisen, auf welchen der oder die Halbleiterchips angeordnet sind. Eine elektrische Verbindung zwischen dem oder den Halbleiterchips und den Trägerelementen kann zum Beispiel mit Hilfe von Bonddrähten verwirklicht sein.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist das optoelektronische Bauelement einen Abschnitt der Konversionsschicht und (lediglich) einen optoelektronischen Halbleiterchip auf. Der Halbleiterchip ist vorzugsweise derart von dem Konversionsschichtabschnitt umgeben, dass an einer Vorderseite und an einem Umfang des Halbleiterchips eine übereinstimmende Materialdicke des Konversionsschichtabschnitts vorliegt. Eine solche Ausgestaltung mit gleichmäßig umlaufender Dicke der Konversionsschicht ermöglicht es, dass im Betrieb des Bauelements eine Strahlungsabgabe über den Konversionsschichtabschnitt mit einer hohen Farbhomogenität über verschiedene Abstrahlwinkel erfolgen kann.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass oben mit Bezug auf das Herstellungsverfahren genannte Aspekte und Details auch bei dem optoelektronischen Bauelement, und umgekehrt mit Bezug auf das Bauelement genannte Aspekte und Details auch bei dem Verfahren zur Anwendung kommen können.
  • 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 Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den schematischen Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
    • 1 bis 6 einen möglichen Verfahrensablauf zur Herstellung optoelektronischer Bauelemente anhand von seitlichen Darstellungen, umfassend ein Anordnen von optoelektronischen Halbleiterchips auf einem metallischen Träger, wobei die Halbleiterchips Volumenemitter mit zwei Vorderseitenkontakten sind, ein Anschließen von Bonddrähten, ein Ausbilden einer die Halbleiterchips umschließenden Konversionsschicht auf dem Träger, ein Strukturieren des Trägers in separate Trägerelemente, und ein Durchführen eines Vereinzelungsprozesses;
    • 7 eine Aufsichtsdarstellung eines gemäß dem Verfahren der 1 bis 6 gefertigten Bauelements, wobei das Bauelement einen sich auf zwei Trägerelementen befindenden Halbleiterchip aufweist;
    • 8 eine seitliche Darstellung eines vor dem Vereinzeln vorliegenden Bauelementverbunds, wobei in Zwischenbereichen zwischen den Trägerelementen zusätzlich eine reflektive Masse angeordnet ist;
    • 9 eine ausschnittsweise seitliche Darstellung eines Trägers, wobei der Träger eine Aussparung zur Verankerung der Konversionsschicht aufweist;
    • 10 eine Aufsichtsdarstellung eines weiteren Bauelements mit einer zusätzlichen Darstellung von möglichen Positionen für Aussparungen zur Verankerung der Konversionsschicht;
    • 11 eine Aufsichtsdarstellung eines weiteren Bauelements, welches zwei in Reihe geschaltete Halbleiterchips aufweist;
    • 12 eine Aufsichtsdarstellung eines weiteren Bauelements, welches einen Halbleiterchip und eine Schutzdiode aufweist;
    • 13 eine Aufsichtsdarstellung eines weiteren Bauelements, welches einen lediglich auf einem Trägerelement angeordneten Halbleiterchip aufweist;
    • 14 eine Aufsichtsdarstellung eines weiteren Bauelements, welches einen Dünnfilm-Emitter-Chip und eine Schutzdiode aufweist;
    • 15 bis 20 einen weiteren Verfahrensablauf zur Herstellung optoelektronischer Bauelemente anhand von seitlichen Darstellungen, umfassend ein Bereitstellen eines geätzten Leiterrahmens mit Trägerelementen und Verbindungselementen, ein Umformen des Leiterrahmens mit einer Formmasse zum Bereitstellen eines Trägers, ein Anordnen von optoelektronischen Halbleiterchips auf dem Träger, wobei die Halbleiterchips Volumenemitter mit zwei Vorderseitenkontakten sind, ein Anschließen von Bonddrähten, ein Ausbilden einer die Halbleiterchips umschließenden Konversionsschicht auf dem Träger, und ein Durchführen eines Vereinzelungsprozesses;
    • 21 eine Aufsichtsdarstellung eines gemäß dem Verfahren der 15 bis 20 gefertigten Bauelements, wobei das Bauelement einen sich auf zwei Trägerelementen befindenden Halbleiterchip aufweist;
    • 22 eine Aufsichtsdarstellung von Trägerelementen eines weiteren Bauelements, wobei zusätzlich vorderseitige und rückseitige Ätzbereiche am Rand der Trägerelemente angedeutet sind; und
    • 23 und 24 perspektivische Darstellungen eines Trägerelements von 22.
  • Anhand der folgenden schematischen Figuren werden mögliche Ausführungsformen eines Verfahrens zum Herstellen optoelektronischer Bauelemente beschrieben. Erzielbare Vorteile sind unter anderem eine Prozesskostenreduzierung sowie die Möglichkeit, einen Bauelementverbund mit einer hohen Packungsdichte zu verwirklichen. Auch können die Verfahren mit unterschiedlichen Chipanordnungen durchgeführt sowie auf flexible Weise und ohne großen Aufwand in Bezug auf eine Herstellung unterschiedlicher optoelektronischer Bauelemente angepasst werden.
  • Bei den im Folgenden beschriebenen Verfahrensabläufen können aus der Halbleitertechnik und aus der Fertigung optoelektronischer Bauelemente bekannte Prozesse durchgeführt werden und in diesen Gebieten übliche Materialien zum Einsatz kommen, so das 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 schematischen 1 bis 6 zeigen ein Verfahren zum Herstellen von optoelektronischen Bauelementen 101. Bei den Bauelementen 101 handelt es sich um oberflächenmontierbare Einzelchip-Bauelemente, welche in Form von QFN-Packages verwirklicht sind. Jedes Bauelement 101 weist einen optoelektronischen Halbleiterchip 130 zur Strahlungserzeugung auf. Eine schematische Aufsichtsdarstellung eines gemäß dem Verfahren gefertigten Bauelements 101, in welcher Konturen von Komponenten des Bauelements 101 angedeutet sind, ist ergänzend in 7 gezeigt.
  • In dem Verfahren wird ein Verbund aus zusammenhängenden Bauelementen gefertigt, welcher nachfolgend in die Bauelemente 101 vereinzelt wird. Die 1 bis 6 veranschaulichen das Verfahren anhand von seitlichen Schnittdarstellungen. Gezeigt ist jeweils ein Ausschnitt des Verbunds bzw. der jeweils vorliegenden Gegebenheiten im Wesentlichen im Bereich von einem der zu fertigenden Bauelemente 101. Die in den Figuren gezeigten Strukturen können in einer Ebene sich vielfach wiederholend nebeneinander vorliegen.
  • Ein Wiederholungsraster ist in den 1 bis 6 anhand von gestrichelten Linien 200 angedeutet. An den Linien 200 kann auch ein Durchtrennen zum Vereinzeln des Bauelementverbunds in die Bauelemente 101 erfolgen. Die Linien 200 werden daher im Folgenden als Trennlinien 200 bezeichnet.
  • Bei dem Verfahren wird ein metallischer Träger 110 bereitgestellt, welcher in 1 gezeigt ist. Der Träger 110, welcher in Form einer dünnen Trägerplatte bzw. in Form eines dünnen Trägerbands vorliegt, weist zwei entgegen gesetzte ebene Hauptseiten 111, 112 auf. Diese werden im Folgenden als Vorderseite 111 und Rückseite 112 bezeichnet.
  • In einer einfachen Ausgestaltung kann der plattenförmige metallische Träger 110 unstrukturiert sein. Alternativ kann auch ein strukturierter plattenförmiger Träger zum Einsatz kommen, wie weiter unten anhand der 9, 10 näher erläutert wird.
  • Der plattenförmige Träger 110 kann eine größere Stabilität im Vergleich zu einem herkömmlicherweise verwendeten Leiterrahmen aufweisen. Daher ist es möglich, für den Träger 110 eine Dicke vorzusehen, welche kleiner ist als eine Dicke eines herkömmlichen Leiterrahmens (in der Regel 200 bis 300µm). Eine geringe Dicke des Trägers 110 ermöglicht es, bei einem in einem späteren Verfahrensstadium durchgeführten Ätzprozess zum Strukturieren des Trägers 110 in Trägerelemente 113, 114 (vgl. 5) möglichst wenig Trägermaterial zu ätzen. Auch können die Bauelemente 101 mit einer kleinen Bauhöhe verwirklicht werden. Der Träger 110 kann zum Beispiel eine Dicke von 100µm oder auch zwischen 100 und 150µm aufweisen. Hierdurch kann der Träger 110 eine geeignete Stabilität besitzen. Grundsätzlich sind auch Dicken in einem Bereich von zum Beispiel 20 bis 300µm für den Träger 110 denkbar. Möglich sind ferner größere Dicken, zum Beispiel von 0,5mm.
  • Der Träger 110 kann zum Beispiel Cu aufweisen und in Form eines Kupferträgers bzw. Kupferbands vorliegen. Möglich ist es auch, dass der Träger 110 eine Legierung, zum Beispiel eine Cu-Legierung, Fe-Legierung, Ni-Legierung oder eine Al-Legierung aufweist. Des Weiteren kann der Träger 110 unbeschichtet oder alternativ beschichtet sein (nicht dargestellt). Die Beschichtung, welche lediglich im Bereich der Vorderseite 111 vorgesehen sein kann, kann zum Beispiel dazu dienen, eine hohe Reflektivität zur Verfügung zu stellen. Hierfür geeignet ist ein Schichtenstapel, welcher zum Beispiel eine Ag-Schicht und eine darunter liegende Sperrschicht, beispielsweise aus Ni, umfassen kann. Eine solche Beschichtung kann zum Beispiel durch Elektroplattieren (Electroplating) oder durch einen anderen Prozess wie zum Beispiel einen Sputterprozess oder eine stromlose chemische Abscheidung (Electroless Plating) erzeugt sein. Die Verwendung einer reflektiven Beschichtung macht es möglich, im Betrieb eines optoelektronischen Bauelements 101 eine effektive Reflexion von Strahlung hervorzurufen, welche in Richtung des Trägers 110 bzw. in Richtung von aus dem Träger 110 gebildeten Trägerelementen 113, 114 abgestrahlt wird.
  • Nachfolgend werden, wie in 2 gezeigt ist, zur Strahlungsemission ausgebildete optoelektronische Halbleiterchips 130 auf der Vorderseite 111 des metallischen Trägers 110 angeordnet (Die Bonding). Für jedes der herzustellenden Bauelemente 101 ist jeweils ein Halbleiterchip 130 vorgesehen. Bei den Halbleiterchips 130 kann es sich um Leuchtdiodenchips bzw. LED-Chips (Light Emitting Diode) zum Abgeben von Lichtstrahlung handeln, welche in Form von Volumenemittern ausgebildet sind. Das Montieren der Chips 130 auf dem Träger 110 kann mit Hilfe von Prozessen wie zum Beispiel Löten, Kleben oder Sintern erfolgen. Auf diese Weise können die Chips 130 über eine nicht gezeigte Verbindungsschicht (Lotschicht, Klebstoffschicht, gesinterte Schicht) mit dem Träger 110 verbunden sein.
  • Die als Volumenemitter ausgebildeten optoelektronischen Halbleiterchips 130 können die Lichtstrahlung über eine Vorderseite (von dem Träger 110 abgewandte Seite) und über andere Seiten wie laterale Seitenflanken abgeben. Die Halbleiterchips 130 weisen nicht gezeigte Komponenten wie ein strahlungsdurchlässiges Chipsubstrat aus zum Beispiel Saphir und eine vorderseitig auf dem Chipsubstrat angeordnete Halbleiterschichtenfolge mit einer aktiven Zone zur Strahlungserzeugung auf. Des Weiteren weisen die Halbleiterchips 130 zwei im Bereich der Vorderseite angeordnete Vorderseitenkontakte 131, 132 auf. Über die Vorderseitenkontakte 131, 132 kann den Halbleiterchips 130 elektrische Energie zur Strahlungserzeugung zugeführt werden.
  • Des Weiteren können die Halbleiterchips 130 an einer dem Träger 110 zugewandten Rückseite bzw. Rückseite des strahlungsdurchlässigen Chipsubstrats eine nicht gezeigte Spiegelschicht, zum Beispiel in Form eines DBR-Reflektors (Distributed Bragg Reflector) aufweisen. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass die Chips 130 Lichtstrahlung rückseitig abgeben. Die fertig gestellten optoelektronischen Bauelemente 101 weisen einen Zwischenbereich bzw. Spalt 115 auf (vgl. 6). Die Ausgestaltung der Halbleiterchips 130 mit der Spiegelschicht führt dazu, dass im Betrieb der Bauelemente 101 eine direkte rückseitige Abgabe von Lichtstrahlung der Halbleiterchips 130 über die Zwischenbereiche 115 unterdrückt werden kann.
  • Die optoelektronischen Halbleiterchips 130, welche später mit einer Konversionsschicht 140 verkapselt werden (vgl. 4), können mit kleinen Abständen zueinander auf dem plattenförmigen Träger 110 angeordnet werden. Dies wird durch das in einem späteren Verfahrensstadium durchgeführte Strukturieren des Trägers 110 in Trägerelemente 113, 114 (vgl. 5) begünstigt. Somit ist es möglich, den Bauelementverbund mit einer hohen Packungsdichte zu verwirklichen. Hieraus resultiert eine kostengünstige Herstellung der optoelektronischen Bauelemente 101.
  • Nach dem Montieren der Halbleiterchips 130 erfolgt, wie in 3 gezeigt ist, ein Ausbilden bzw. Anordnen von Bonddrähten 139 zur elektrischen Verdrahtung der optoelektronischen Halbleiterchips 130 (Wire Bonding). Ein Bonddraht 139 ist jeweils an einen der Kontakte 131, 132 eines Halbleiterchips 130 und seitlich des betreffenden Halbleiterchips 130 an den metallischen Träger 110 bzw. dessen Vorderseite 111 angeschlossen.
  • Nachfolgend wird, wie in 4 gezeigt ist, eine durchgehende und an einer Vorderseite ebene Konversionsschicht 140 auf der Vorderseite 111 des Trägers 110 ausgebildet. Die Konversionsschicht 140 reicht vorderseitig und lateral an die Halbleiterchips 130 heran, und umgibt die Halbleiterchips 130 und die Bonddrähte 139. Auf diese Weise bildet die Konversionsschicht 140 einen auf dem Träger 110 angeordneten und die Halbleiterchips 130 und die Bonddrähte 139 verkapselnden Formkörper.
  • Da der Träger 110 eine durchgehende bzw. geschlossene Form aufweist, tritt bei diesem Prozess keine rückseitige Kontaminierung des Trägers 110 mit Material der Konversionsschicht 140 auf. Daher ist auch kein (kosten-)aufwändiger Reinigungsprozess zum Entfernen von Rückständen (Deflashing) erforderlich.
  • Mit Hilfe der Konverterschicht 140 kann eine Strahlungs- bzw. Volumenkonversion der von den optoelektronischen Halbleiterchips 130 abgebbaren Lichtstrahlung bewirkt werden. Auf diese Weise können die optoelektronischen Bauelemente 101 eine Lichtstrahlung mit einer vorgegebenen Farbe erzeugen. Die Konversionsschicht 140 weist ein strahlungsdurchlässiges Grundmaterial wie zum Beispiel Silikon und darin enthaltene und die Strahlungskonversion bewirkende Leuchtstoffpartikel auf (nicht dargestellt).
  • Die Konversionsschicht 140 weist darüber hinaus einen in dem Grundmaterial enthaltenen partikelförmigen Füllstoff (nicht dargestellt), zum Beispiel Partikel aus amorphem SiO2 (Fused Silica), auf. Durch die Füllstoffpartikel kann die Konversionsschicht 140 eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit aufweisen, und kann infolgedessen im Betrieb der optoelektronischen Bauelemente 101 eine zuverlässige Kühlung der Leuchtstoffpartikel ermöglicht werden. Hierdurch ist eine effiziente Betriebsweise der Bauelemente 101 möglich. Ein weiterer mit Hilfe des Füllstoffs erzielbarer Vorteil ist ein kleiner thermischer Ausdehnungskoeffizient der Konversionsschicht 140, wodurch Zuverlässigkeitsprobleme vermieden bzw. unterdrückt werden können.
  • Des Weiteren kann die Konversionsschicht 140 infolge des Füllstoffs eine hohe Robustheit und Starrheit besitzen. Bei den fertig gestellten optoelektronischen Bauelementen 101 bildet die Konversionsschicht 140 bzw. ein Abschnitt derselben jeweils einen wesentlichen Teil der Außenseiten der Bauelemente 101. Die hohe Robustheit macht es möglich, die Gefahr einer Bauteilbeschädigung klein zu halten. Eine Konversionsschicht ohne Füllstoff kann demgegenüber gummiartig sein, was ein hohes Risiko einer Bauteilbeschädigung zur Folge haben kann.
  • Die vorstehend beschriebenen vorteilhaften Effekte können deutlich ausgeprägt sein, wenn die Konversionsschicht 140 als hochgefüllte Konversionsschicht 140 ausgebildet wird. Hierbei weist die Konversionsschicht 140 einen hohen Füllstoffanteil auf und liegen Füllstoffpartikel mit gemischter Körnung bzw. unterschiedlichen Partikelgrößen zum Erzielen eines hohen Füllgrades vor. In der hochgefüllten Ausgestaltung kann der Füllstoff zum Beispiel einen Gewichtsanteil von mehr als 60% der Konversionsschicht 140 besitzen.
  • Das Ausbilden der die Halbleiterchips 130 und Bonddrähte 139 umschließenden Konversionsschicht 140 auf dem Träger 110 kann zum Beispiel ein Durchführen eines Formpressprozesses (Compression Molding, auch als Formpressen bzw. Heißpressen bezeichnet) umfassen. Hierbei kommt ein geeignetes Werkzeug zum Einsatz. Auf diese Weise lässt sich die mit Füllstoff hochgefüllte Konversionsschicht 140 verwirklichen.
  • Für das Ausbilden der Konversionsschicht 140 auf dem Träger 110 kann alternativ auch ein Vergießprozess durchgeführt werden, was kostengünstig ist. Hierbei wird zuvor ein nicht gezeigter Vergussrahmen auf dem Träger 110 erzeugt. Der Rahmen kann zum Beispiel durch Dispensieren ausgebildet werden. Anschließend wird ein von dem Rahmen umschlossener Bereich mit Material der Konversionsschicht 140, zum Beispiel durch Verwendung eines Nadeldosierers, aufgefüllt. Im Unterschied zu dem Formpressprozess können bei dem Vergießprozess allerdings nur Materialien mit einem kleineren Füllstoffanteil, zum Beispiel mit einem Gewichtsanteil von weniger 60%, verarbeitet werden.
  • Nachfolgend bzw. nach einem Aushärten der Konversionsschicht 140 wird der Träger 110, wie in 5 gezeigt ist, in separate metallische Trägerelemente 113, 114 strukturiert. Die Trägerelemente 113, 114 sind durch Zwischenbereiche bzw. Spalte 115, 116 voneinander getrennt. In dem Strukturierungsprozess werden für jedes der zu fertigenden optoelektronischen Bauelemente 101 jeweils ein Trägerelement 113 und ein Trägerelement 114 erzeugt, zwischen denen sich ein Zwischenbereich 115 befindet. Auf den zwei Trägerelementen 113, 114 eines Bauelements 101 befindet sich ein optoelektronischer Halbleiterchip 130, welcher somit über den dazugehörigen Zwischenbereich 115 ragt. Die anderen Zwischenbereiche 116 befinden sich im Bereich der Trennlinien 200 und damit zwischen Trägerelementen 113, 114 verschiedener herzustellender Bauelemente 101.
  • Für jeden der Halbleiterchips 130 und damit für jedes der Bauelemente 101 ist jeweils der mit dem Vorderseitenkontakt 131 verbundene Bonddraht 139 seitlich des Halbleiterchips 130 an das Trägerelement 113, und der mit dem anderen Vorderseitenkontakt 132 verbundene Bonddraht 139 seitlich des Halbleiterchips 130 an das Trägerelement 114 angeschlossen (vgl. hierzu auch 7). Auf diese Weise können die Trägerelemente 113, 114 bei den Bauelementen 101 als Anschlusselemente bzw. Anschlussflächen zur Bestromung der Kontakte 131, 132 (über die Bonddrähte 139) dienen. Die bei den Bauelementen 101 zwischen den Trägerelementen 113, 114 vorliegenden Zwischenbereiche 115 ermöglichen hierbei eine Trennung von Anode und Kathode.
  • Für das Strukturieren wird der Träger 110 ausgehend von der Rückseite 112 bis zur Vorderseite 111 geätzt. Der Ätzprozess wird mit Hilfe einer nicht gezeigten und auf der Rückseite 112 angeordneten Ätzmaske durchgeführt, welche nach dem Ätzprozess wieder entfernt wird. Als Ätzmaske kann zum Beispiel eine Fotomaske zum Einsatz kommen. Hierfür kann eine Fotolackschicht auf die Rückseite 112 aufgebracht und fotolithographisch (d.h. durch Belichten und Entwickeln) strukturiert werden. Möglich ist auch ein Aufdrucken der Fotomaske mittels Sieb- oder Schablonendruck. Der Ätzprozess kann ein nasschemischer Ätzprozess sein, wodurch die in 5 gezeigten isotropen verrundeten Ätzflanken vorliegen können. Ein solcher Ätzprozess lässt sich kostengünstig durchführen.
  • Der nach dem Strukturieren des Trägers 110 in die Trägerelemente 113, 114 vorliegende Bauelementverbund wird anschließend, wie in 6 gezeigt ist, durchtrennt. Hierbei erfolgt ein Durchtrennen an den Trennlinien 200. Auf diese Weise werden vereinzelte optoelektronische Bauelemente 101 gebildet. Das Vorliegen der separaten Trägerelemente 113, 114 und der Zwischenbereiche 116 im Bereich der Trennlinien 200 ermöglicht es, lediglich die Konversionsschicht 140 zu durchtrennen. Infolgedessen ist ein einfaches und schnelles Vereinzeln möglich. Anstelle eines Sägeprozesses kann ein anderer Prozess, zum Beispiel ein Schneiden mit einer geeigneten Schneidevorrichtung, durchgeführt werden. Weitere mögliche Vereinzelungsprozesse sind zum Beispiel Lasertrennen, Wasserstrahltrennen oder Stanzen.
  • Die vereinzelten optoelektronischen Bauelemente 101 liegen in Form von Einzelchip-Bauelementen vor. Die Bauelemente 101 besitzen einen kompakten Aufbau und weisen jeweils zwei Trägerelemente 113, 114, einen sich auf den zwei Trägerelementen 113, 114 befindenden optoelektronischen Halbleiterchip 130, zwei Bonddrähte 139 und einen den Halbleiterchip 130 und die Bonddrähte 139 umschließenden Abschnitt der Konversionsschicht 140 auf. Mit Hilfe der rückseitig freiliegenden Trägerelemente 113, 114, welche als Anschlussflächen (Bondpads) dienen, können die Bauelemente 101 durch Löten bzw. Wiederaufschmelzlöten auf einer nicht gezeigten Leiterplatte angeordnet werden.
  • Über die Trägerelemente 113, 114 und die Bonddrähte 139 kann den Halbleiterchips 130 der Bauelemente 101 elektrische Energie zur Strahlungserzeugung zugeführt werden. Die von den Halbleiterchips 130 erzeugte Strahlung kann mit Hilfe der dazugehörigen Konversionsschichtabschnitte 140 wenigstens teilweise konvertiert werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Halbleiterchips 130 zum Erzeugen einer blauen oder ultravioletten Lichtstrahlung ausgebildet sind, und dass die Bauelemente 101 infolge der Strahlungskonversion eine weiße Lichtstrahlung abgeben.
  • Bei jedem optoelektronischen Bauelement 101 bildet der Konversionsschichtabschnitt 140, über welchen die Strahlungsemission des Bauelements 101 erfolgen kann, einen wesentlichen Teil der Außenflächen des Bauelements 101. Hierunter fällt eine Vorderseite 141 und ein wesentlicher Teil einer umlaufenden Mantelfläche 143 des Bauelements 101. Wie in der Aufsichtsdarstellung von 7 gezeigt ist, werden die Bauelemente 101 mit einer rechteckigen Kontur ausgebildet. Auf diese Weise kann die Mantelfläche 143 vier rechtwinklig aneinander grenzende Seitenwände umfassen. Auch die Halbleiterchips 130 und die Trägerelemente 113, 114 können eine rechteckige Kontur aufweisen.
  • Bei den optoelektronischen Bauelementen 101 ist der Konversionsschichtabschnitt 140 derart um den dazugehörigen Halbleiterchip 130 herum angeordnet, dass die Dicke des Konversionsschichtabschnitts 140 an jeder Chipseite, d.h. sowohl vorderseitig als auch umfangseitig des Chips 130, übereinstimmend bzw. in etwa gleich groß ist. Zur Veranschaulichung dieses Aufbaus ist in 6 die Materialstärke an der Vorderseite des Chips 130 mit Hilfe eines Doppelpfeils 201, und die Materialstärke am Umfang bzw. an den lateralen Seitenflanken des Chips 130 mit Hilfe eines Doppelpfeils 202 angedeutet. Die Verwendung von Volumenemittern als Halbleiterchips 130 und die Ausgestaltung mit übereinstimmenden Materialdicken 201, 202 macht es möglich, im Betrieb der Bauelemente 101 eine Strahlungsemission mit hoher Farbhomogenität über verschiedene Abstrahlwinkel zu erzielen.
  • Die Materialdicken 201, 202 können zum Beispiel 250µm betragen. Es sind aber auch Dicken zwischen 100 und 500µm denkbar. Die Wahl einer Schichtdicke kann von unterschiedlichen Randbedingungen bzw. Vorgaben abhängig sein. Eine größere Schichtdicke kann verknüpft sein mit einer effizienteren Strahlungskonversion. Auch kann es einfacher sein, eine gleichmäßige Schichtdicke der Konversionsschicht 140 einzustellen. Eine kleinere Schichtdicke kann zu einer besseren Kühlung der Leuchtstoffpartikel führen.
  • Die optoelektronischen Bauelemente 101 können zum Beispiel, bei einer lateralen Chipgröße von 500µm × 1000µm und einer umlaufenden Schichtdicke der Konversionsschicht 140 von 250µm, eine laterale Bauteilgröße von 1mm × 1,5mm aufweisen
  • Im Folgenden werden mögliche Varianten und Abwandlungen des anhand der 1 bis 7 erläuterten Verfahrens beschrieben. 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 der im Folgenden zum Teil anhand weiterer Figuren beschriebenen Ausführungsformen miteinander zu kombinieren.
  • Eine mögliche Abwandlung des Fertigungsverfahrens besteht zum Beispiel darin, nach dem Strukturieren des plattenförmigen Trägers 110 einige oder sämtliche Ätzkavitäten bzw. Zwischenbereiche 115, 116 an der Rückseite des Verbunds mit einer hochreflektiven Masse 120 zu verfüllen. Dies kann durch Vergießen oder Durchführen eines Formprozesses erfolgen. Zur Veranschaulichung dieser Verfahrensvariante zeigt 8 einen zusammenhängenden Verbund aus optoelektronischen Bauelementen 102, bei welchem sämtliche Zwischenbereiche 115, 116 verfüllt sind. Beim nachfolgend durchgeführten Durchtrennen zum Vereinzeln der Bauelemente 102 (nicht dargestellt) kann nicht nur ein Durchtrennen der Konversionsschicht 140, sondern auch der reflektiven Masse 120 in den Zwischenbereichen 116 erfolgen. Die reflektive Masse 120 kann zum Beispiel Silikon und darin enthaltene reflektive Partikel aus TiO2 aufweisen (nicht dargestellt). Die Verwendung der reflektiven Masse 120 macht es möglich, eine rückseitige Strahlungsabgabe zu vermeiden, so dass die Bauelemente 102 gegenüber den Bauelementen 101 eine höhere Effizienz besitzen können.
  • Es ist auch möglich, nur einen Teil der Zwischenbereiche 115, 116, zum Beispiel lediglich die sich unterhalb der Halbleiterchips 130 befindenden Zwischenbereiche 115 mit der reflektiven Masse 120 zu verfüllen.
  • Ein Verfüllen zumindest der Zwischenbereiche 115 (sowie gegebenenfalls auch der Zwischenbereiche 116) kann zum Beispiel in Betracht kommen, wenn Halbleiterchips 130 ohne rückseitige Spiegelschicht verwendet werden.
  • In einer weiteren Verfahrensvariante wird zu Beginn des Verfahrens anstelle eines unstrukturierten ein strukturierter plattenförmiger Träger 110 bereitgestellt, welcher sich durch den Träger 110 zwischen dessen Hauptseiten 111, 112 erstreckende Aussparungen 210 aufweist. Auf diese Weise kann eine Verankerung der später im Verlauf des Verfahrens ausgebildeten Konversionsschicht 140 erzielt werden. Die Aussparungen 210 können zum Beispiel in den Träger 110 geätzt, gestanzt oder gelasert sein.
  • 9 zeigt hierzu ausschnittsweise einen derart ausgebildeten vorstrukturierten bzw. vorgeätzten Träger 110 im Bereich von einer Aussparung 210. Die Aussparung 210 weist eine sich stufenförmig in Richtung der Rückseite 112 aufweitende Form mit zwei Teilbereichen 211, 212 auf. Die Teilbereiche 211, 212, welche eine kreisförmige Kontur besitzen können, weisen unterschiedliche laterale Abmessungen bzw. Durchmesser auf (vgl. 10). Der Träger 110 wird mit einer Vielzahl solcher Aussparungen 210 bereitgestellt.
  • Beim Ausbilden der Konversionsschicht 140 auf dem mit solchen Aussparungen 210 ausgestatteten Träger 110 können die Aussparungen 210 mit Material der Konversionsschicht 140 verfüllt werden (nicht dargestellt). Hierdurch wird eine Verankerung und dadurch eine verbesserte Befestigung der Konversionsschicht 140 an dem Träger 110, und damit auch an den hieraus gebildeten Trägerelementen 113, 114, ermöglicht. Die Aussparungen 210 können derart positioniert bzw. das Strukturieren des Trägers 110 kann derart durchgeführt werden, dass die Aussparungen 210 bzw. Teilbereiche der Aussparungen 210 am Rand der aus dem Träger 110 gebildeten Trägerelemente 113, 114, und dadurch auch am Rand von vereinzelten optoelektronischen Bauelementen, angeordnet sind.
  • 10 zeigt eine Aufsichtsdarstellung eines gemäß dieser Vorgehensweise ausgebildeten optoelektronischen Bauelements 103. Hierbei sind zusätzlich mögliche Positionen von Aussparungen 210 angedeutet, welche zuvor bei dem Träger 110, den hieraus gebildeten Trägerelementen 113, 114, und dem Bauelementverbund vor dessen Vereinzelung, vorliegen können. Wie in 10 gezeigt ist, kann das Verfahren derart durchgeführt werden, dass jedes Bauelement 103 am Rand Teilbereiche von sechs Aussparungen 210 (vier an den Ecken und zwei im Bereich der Mitten der längeren Randseiten) aufweist. Hierbei findet im Verlauf des Verfahrens eine „Verteilung“ der mit der Konversionsschicht 140 gefüllten Aussparungen 210 auf mehrere Bauelemente 103 statt.
  • Das Verfahren lässt sich ferner derart durchführen, dass anstelle von Einzelchip-Bauelementen Multichip-Anordnungen bzw. Multichip-Bauelemente ausgebildet werden, welche mehrere optoelektronische Halbleiterchips 130 aufweisen. Hierzu wird das Verfahren mit einer entsprechend angepassten Anordnung von Halbleiterchips 130, Kontaktierung bzw. Verdrahtung derselben, Strukturierung des Trägers 110 in die Trägerelemente 113, 114, sowie Vereinzelung durchgeführt.
  • Zur beispielhaften Veranschaulichung zeigt 11 eine Aufsichtsdarstellung eines weiteren optoelektronischen Bauelements 104. Das Bauelement 104 weist zwei Halbleiterchips 130 und zwei Trägerelemente 113, 114 auf, welche im Vergleich zu den Trägerelementen 113, 114 eines Einzelchip-Bauelements 101 mit größeren lateralen Abmessungen ausgebildet sind. Die beiden Halbleiterchips 130 sind vergleichbar zu dem Chip 130 des Einzelchip-Bauelements 101 auf den zwei Trägerelementen 113, 114 angeordnet und überragen daher den auch in dieser Ausgestaltung zwischen den Trägerelementen 113, 114 vorhandenen spaltförmigen Zwischenbereich.
  • Eine Kontaktierung von Vorderseitenkontakten der Halbleiterchips 130 des Bauelements 104 ist auch in dieser Ausgestaltung mit Hilfe von Bonddrähten 139 verwirklicht. Ein Vorderseitenkontakt eines Halbleiterchips 130 ist an das Trägerelement 113, und ein Vorderseitenkontakt des anderen Halbleiterchips 130 ist an das Trägerelement 114 angeschlossen. Die übrigen zwei Vorderseitenkontakte der beiden Halbleiterchips 130 sind direkt über einen weiteren längeren und in 11 diagonal verlaufenden Bonddraht 139 miteinander verbunden. Auf diese Weise sind die Halbleiterchips 130 seriell verschaltet. Des Weiteren sind die Halbleiterchips 130 und Bonddrähte 139 von einem Abschnitt der Konversionsschicht 140 umschlossen.
  • Das Verfahren lässt sich auch derart durchführen, dass optoelektronische Bauelemente mit mehr als zwei Halbleiterchips 130 gefertigt werden (nicht dargestellt). Darüber hinaus kann anstelle einer Reihenverbindung auch eine Parallelschaltung, oder auch eine Mischverschaltung (Kombination aus Reihen- und Parallelschaltung) von Halbleiterchips 130 verwirklicht werden. Ferner können Bauelemente ausgebildet werden, deren Halbleiterchips 130 elektrisch nicht miteinander verbunden sind (nicht dargestellt).
  • Eine weitere mögliche Abwandlung des Verfahrens besteht darin, die optoelektronischen Halbleiterchips 130 mit anderen elektronischen Komponenten zu kombinieren. Solche Komponenten können zusammen mit den Halbleiterchips 130 auf dem bereitgestellten plattenförmigen Träger 110 angeordnet, verdrahtet und mit der Konversionsschicht 140 verkapselt werden, bevor das Strukturieren des Trägers 110 und das Vereinzeln durchgeführt werden. Hierbei kann es sich zum Beispiel um ESD-Schutzdioden 220 handeln, mit deren Hilfe ein Schutz vor einer elektrostatischen Entladung erzielt werden kann.
  • In diesem Zusammenhang zeigt 12 eine Aufsichtsdarstellung eines weiteren optoelektronischen Bauelements 105. Das Bauelement 105 weist dieselben Bestandteile wie ein Bauelement 101, und zusätzlich eine auf dem Trägerelement 114 angeordnete Schutzdiode 220 auf. Die Schutzdiode 220 weist einen Vorderseitenkontakt und einen Rückseitenkontakt auf. Der Rückseitenkontakt der Schutzdiode 220 ist über eine elektrisch leitfähige Verbindungsschicht mit dem Trägerelement 114 verbunden. Der Vorderseitenkontakt der Schutzdiode 220 ist über einen Bonddraht 139 an das andere Trägerelement 113 angeschlossen. Auch die Schutzdiode 220 ist von dem Abschnitt der Konversionsschicht 140 umschlossen. Aufgrund der Verwendung der Schutzdiode 220 können die Trägerelemente 113, 114 bei dem Bauelement 105 mit größeren lateralen Abmessungen ausgebildet sein als bei dem Bauelement 101.
  • 13 veranschaulicht anhand einer Aufsichtsdarstellung eines optoelektronischen Bauelements 106 eine weitere Verfahrensvariante. Bei dem Bauelement 106, welches als Einzelchip-Bauelement ausgebildet ist, ist der Halbleiterchip 130 lediglich auf einem Trägerelement 113 angeordnet. Das Trägerelement 113 weist eine an den Chip 130 angepasste Form auf. Ein Vorderseitenkontakt des Halbleiterchips 130 ist über einen Bonddraht 139 an das Trägerelement 113 angeschlossen. Der andere Vorderseitenkontakt des Chips 130 ist über einen weiteren Bonddraht 139 an ein weiteres Trägerelement 114 angeschlossen. Hierbei kann das lediglich für den Anschluss des Bonddrahts 139 vorgesehene Trägerelement 114, wie in 13 gezeigt ist, wesentlich kleiner sein als das zusätzlich zum Tragen des Halbleiterchips 130 eingesetzte Trägerelement 113.
  • Das Vorsehen eines Halbleiterchips 130 auf einem Trägerelement 113 und nicht auf zwei Trägerelementen 113, 114 mit einer Lücke dazwischen ist thermisch vorteilhaft und ermöglicht eine effektive(re) Entwärmung des Halbleiterchips 130. Diese Bauform, welche auch für Multichip-Bauelemente in Betracht kommen kann, hat jedoch eine größere Bauteilgröße zur Folge.
  • Bei dem Verfahren können anstelle der Halbleiterchips 130 (Volumenemitter mit zwei Vorderseitenkontakten) auch andere optoelektronische Halbleiterchips bzw. LED-Chips zur Anwendung kommen. Beispielsweise können Volumenemitter eingesetzt werden, welche in Form von sogenannten Flip-Chips ausgebildet sind. Solche Halbleiterchips weisen ein vorderseitig angeordnetes strahlungsdurchlässiges Chipsubstrat aus zum Beispiel Saphir, eine rückseitige Halbleiterschichtenfolge und zwei Rückseitenkontakte auf (nicht dargestellt).
  • Beim Anordnen solcher Halbleiterchips auf dem Träger 110 können die Rückseitenkontakte über eine geeignete elektrisch leitfähige Verbindungsschicht (zum Beispiel eine Lotschicht oder eine Schicht eines elektrisch leitfähigen Klebstoffs) mit dem Träger 110 verbunden werden. Nachfolgend bzw. nach dem Ausbilden der verkapselnden Konversionsschicht 140 kann der Träger 110 derart in separate Trägerelemente strukturiert werden, dass sich die Rückseitenkontakte eines Halbleiterchips jeweils auf zwei verschiedenen Trägerelementen befinden und dadurch elektrisch mit verschiedenen Trägerelementen verbunden sind (Trennung von Anode und Katode). Durch das Vereinzeln des derart gebildeten Bauelementverbunds können zum Beispiel Einzelchip-Bauelemente erzeugt werden. Hierbei kann zum Beispiel eine Anordnung vergleichbar zu 7, oder bei Einsatz einer Schutzdiode 220 vergleichbar zu 12, jeweils ohne Bonddrähte 139 bei dem dazugehörigen Flip-Chip, vorliegen. In entsprechender Weise lassen sich auch MultiChip-Bauelemente mit mehreren Flip-Chips verwirklichen.
  • Darüber hinaus ist es denkbar, das Verfahren unter Verwendung von LED-Chips durchzuführen, welche in Form von Oberflächenemittern bzw. Dünnfilm-Emitter-Chips ausgebildet sind. Bei derartigen Halbleiterchips kann eine Strahlungsabgabe im Wesentlichen über eine Vorderseite erfolgen. Zur beispielhaften Veranschaulichung zeigt 14 eine Aufsichtsdarstellung eines weiteren mit dem Verfahren herstellbaren optoelektronischen Bauelements 107. Das Bauelement 107 weist einen Halbleiterchip 230 in Form eines Dünnfilm-Emitter-Chips und eine (optionale) Schutzdiode 220 auf. Der Halbleiterchip 230, welcher auf einem Trägerelement 113 angeordnet ist, weist einen Vorderseitenkontakt und einen Rückseitenkontakt auf. Der Rückseitenkontakt ist wie bei einem Flip-Chip über eine geeignete elektrisch leitfähige Verbindungsschicht mit dem Trägerelement 113 (und zuvor mit dem zugrundeliegenden Träger 110) verbunden. Der Vorderseitenkontakt des Halbleiterchips 230 ist über einen Bonddraht 139 an ein weiteres Trägerelement 114 angeschlossen, auf welchem sich auch die Schutzdiode 220 befindet. Die Schutzdiode 220 ist wie bei dem Bauelement 105 von 12 an die Trägerelemente 113, 114 angeschlossen. Des Weiteren sind der Halbleiterchip 230 und die Schutzdiode 220 auch in dieser Ausgestaltung mit einem Konversionsschichtabschnitt 140 verkapselt.
  • Die Herstellung des Bauelements 107 kann in analoger Weise verbundweise erfolgen, indem Halbleiterchips 230 (nebst Schutzdioden 220) auf dem Träger 110 angeordnet und verdrahtet werden, und anschließend das Ausbilden der Konversionsschicht 140, das Strukturieren des Trägers 110 in Trägerelemente 113, 114 und die Vereinzelung durchgeführt werden. Eine mögliche Abwandlung besteht auch hier zum Beispiel darin, Multichip-Chip-Bauelemente mit mehreren Halbleiterchips 230 auszubilden.
  • Die 15 bis 20 zeigen anhand von schematischen seitlichen Schnittdarstellungen ein weiteres Verfahren zum Herstellen von oberflächenmontierbaren optoelektronischen Bauelementen 151. Diese liegen in Form von Einzelchip-Bauelementen vor und weisen einen strahlungsemitierenden optoelektronischen Halbleiterchip 130 auf. Bei dem Verfahren wird ein zusammenhängender Bauelementverbund gefertigt und nachfolgend in die Bauelemente 151 vereinzelt.
  • In den 15 bis 20 ist jeweils ein Ausschnitt des Verbunds bzw. der jeweils vorliegenden Gegebenheiten im Wesentlichen im Bereich von einem der zu fertigenden Bauelemente 151 gezeigt. Die in den Figuren gezeigten Strukturen können in einer Ebene sich vielfach wiederholend nebeneinander vorliegen. Ein Wiederholungsraster ist anhand von Trennlinien 200 angedeutet. Eine schematische Aufsichtsdarstellung eines Bauelements 151, in welcher Konturen von Komponenten des Bauelements 151 angedeutet sind, ist ergänzend in 21 gezeigt. Bei dem Verfahren kommen zum Teil dieselben Prozesse, Bauteilkomponenten und Materialien zum Einsatz, wie sie zuvor beschrieben worden sind. Daher kann die vorstehende Beschreibung zum Teil auch für dieses Verfahren (sowie dessen mögliche Abwandlungen) zur Anwendung kommen.
  • Bei dem im Folgenden beschriebenen Verfahren kommt anstelle eines plattenförmigen metallischen Trägers 110 ein plattenförmiger Träger 160 zum Einsatz, welcher einen mit einer Formmasse 190 umformten metallischen Leiterrahmen 170 aufweist (vgl. 16). Daher wird bei dem Verfahren zunächst der metallische Leiterrahmen 170 bereitgestellt, welcher in 15 gezeigt ist. Der Leiterrahmen 170 weist für jedes der herzustellenden Bauelemente 151 zwei Trägerelemente 173, 174 auf. In Bezug auf die verbundweise Herstellung liegt diese paarweise Struktur aus zwei Trägerelementen 173, 174 sich vielfach wiederholend vor. Die Trägerelemente 173, 174 verschiedener zu fertigender Bauelemente 151 sind mit Hilfe von stegförmigen Verbindungsstrukturen 175, im Folgenden als Verbindungselemente 175 bezeichnet, miteinander verbunden.
  • Die Verbindungselemente 175 befinden sich im Bereich der Trennlinien 200. Beim Vereinzeln des Verbunds werden die Verbindungselemente 175 des Leiterrahmens 170 durchtrennt, so dass die den jeweiligen Bauelementen 151 zugeordneten Trägerelemente 173, 174 elektrisch voneinander getrennt sind (Trennung von Anode und Kathode, vgl. 20). Die Verbindungsstege 175 können klein und filigran ausgebildet sein, so dass möglichst wenig Leiterrahmenmaterial zu durchtrennen ist.
  • Der Leiterrahmen 170 mit den Trägerelementen 173, 174 und Verbindungselementen 175 kann durch Strukturieren einer metallischen Ausgangsschicht, zum Beispiel einer Kupferschicht, ausgebildet werden. In den Figuren ist eine Vorgehensweise angedeutet, in welcher die Ausgangsschicht sowohl ausgehend von einer Vorderseite 171 als auch ausgehend von einer hierzu entgegen gesetzten Rückseite 172 nasschemisch geätzt wird. Durch das beidseitige Ätzen bzw. Halbätzen von zwei Seiten, was unter Verwendung entsprechender Ätzmasken durchgeführt wird, ergeben sich die in den Figuren gezeigten charakteristischen isotropen verrundeten Ätzflanken.
  • Beim Strukturieren des Leiterrahmens 170 wird von der Vorderseite 171 her teilweise eine andere Struktur geätzt als von der Rückseite 172. Das Strukturieren erfolgt derart, dass sich die Verbindungselemente 175 des Leiterrahmens 170 im Bereich der Vorderseite 171 befinden. Dadurch kann erzielt werden, dass beim Durchtrennen der Verbindungselemente 175 keine rückseitigen Grate entstehen. Des Weiteren weisen die Trägerelemente 173, 174 stufenförmige Randseiten und umlaufende Aussparungen 181 im Bereich der Rückseite 172 auf.
  • In 15 sind zwei Verbindungselemente 175 gezeigt, über welche die zwei in 15 vollständig im Schnitt gezeigten Trägerelemente 173, 174 mit jeweils benachbarten und nur teilweise abgebildeten Trägerelementen verbunden sind. Anhand von gestrichelten Linien sind des Weiteren randseitige Konturen der Trägerelemente 173, 174 angedeutet, welche seitlich versetzt zu den Verbindungselementen 175 (d.h. in die Zeichenebene von 15 hinein oder aus dieser heraus) vorliegen können.
  • In diesem Zusammenhang wird ergänzend auf die Aufsichtsdarstellung von 21 Bezug genommen, anhand derer eine mögliche Form der Trägerelemente 173, 174 deutlich wird. Die Trägerelemente 173, 174 eines zu fertigenden Bauelements 151 weisen in der Aufsicht ein rechteckige Form auf, und gehen abgesehen von den einander zugewandten Randseiten an den übrigen drei Randseiten jeweils in ein entsprechendes Verbindungselement 175 über. 21 veranschaulicht ein bereits vereinzeltes Bauelement 151, so dass die an dem Bauelement 151 vorliegenden Abschnitte durchtrennter Verbindungselemente 175 gezeigt sind. Vor der Vereinzelung sind die in 21 gezeigten zwei Trägerelemente 173, 174 über die Verbindungselemente 175 mit Trägerelementen benachbarter zu fertigender Bauelemente verbunden.
  • Der Leiterrahmen 170 (und damit auch der nachfolgend erzeugte Träger 160) kann zum Beispiel eine Dicke im Bereich von 150 bis 300µm aufweisen. Denkbar sind auch Dicken im Bereich von beispielsweise 50 bis 500µm.
  • Anstelle von Kupfer können auch andere Leiterrahmenmaterialien in Betracht kommen. Hierunter fallen zum Beispiel Kupferlegierungen, Eisen und Eisenlegierungen, sowie Aluminiumlegierungen. In Bezug auf die letztgenannte Ausgestaltung sind zum Beispiel Legierungen mit Nickel denkbar, wodurch der Leiterrahmen 170 einen kleinen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen kann. Auch gesinterte Verbundwerkstoffe wie zum Beispiel CuMo oder CuW sind möglich.
  • Nach dem Strukturieren der Ausgangsschicht kann es ferner in Betracht kommen, den Leiterrahmen 170 zum Beispiel durch Elektroplattieren oder durch einen anderen Prozess wie zum Beispiel einen Sputterprozess oder eine stromlose chemische Abscheidung zumindest im Bereich der Vorderseite 171 mit einer Beschichtung zu versehen (nicht dargestellt). Die Beschichtung kann zum Beispiel dazu dienen, eine hohe Reflektivität zur Verfügung zu stellen. Geeignet ist zum Beispiel ein Schichtenstapel aufweisend eine Ag-Schicht und eine darunter liegende Ni-Sperrschicht. Eine reflektive Beschichtung ermöglicht es, im Betrieb eines Bauelements 151 eine effektive Reflexion von Strahlung hervorzurufen, welche in Richtung des Leiterrahmens 170 bzw. der Trägerelemente 173, 174 abgestrahlt wird.
  • Nachfolgend wird der metallische Leiterrahmen 170 mit der Formmasse 190 umformt, so dass der in 16 gezeigte plattenförmige Träger 160 bereitgestellt wird. Die Formmasse 190 dient dazu, Zwischenräume zwischen den Trägerelementen 173, 174 und Verbindungsstrukturen 175 des Leiterrahmens 170 zu verschließen. Zum Umformen des Leiterrahmens 170 kann ein Spritzpressprozess (Transfer Molding) mit Hilfe eines geeigneten Werkzeugs durchgeführt werden. Das Umformen erfolgt derart, dass sowohl die Vorderseite 171 des Leiterrahmens 170 bündig mit der Vorderseite der Formmasse 190 als auch die Rückseite 172 des Leiterrahmens 170 bündig mit der Rückseite der Formmasse 190 abschließt. Daher kann das Umformen auch als Flat Molding bezeichnet werden. Der Träger 160 weist infolgedessen eine ebene Vorderseite 161 und eine ebene Rückseite 162 auf, welche beide durch den Leiterrahmen 170 und die Formmasse 190 gebildet sind. Da beim Strukturieren des Leiterahmens 170 von der Vorder- und Rückseite her unterschiedliche Strukturen geätzt wurden, ist eine Verzahnung und dadurch zuverlässige Befestigung der Formmasse 190 an dem Leiterahmen 170 möglich.
  • Die Formmasse 190 kann ein Grundmaterial und einen in dem Grundmaterial enthaltenen partikelförmigen Füllstoff (nicht dargestellt), zum Beispiel Partikel aus amorphem SiO2 (Fused Silica) und/oder AlO2 aufweisen. Das Grundmaterial kann zum Beispiel Epoxid, Acrylat oder Silikon sein. Die beiden erstgenannten Materialien können bei Verwendung von Halbleiterchips 130 mit geringer Strahlungsleistung eingesetzt werden. Bei Halbleiterchips 130 mit hoher Strahlungsleistung kann das temperaturstabile und gegenüber kurzwelliger Lichtstrahlung strahlungsstabile Silikon verwendet werden. Aufgrund des Füllstoffs kann die Formmasse 190 einen kleinen thermischen Ausdehnungskoeffizienten besitzen, welcher an den Ausdehnungskoeffizienten des Leiterrahmens 170 angepasst ist. Die Füllstoffpartikel weisen unterschiedliche Partikelgrößen bzw. eine solche Verteilung an Partikelgrößen auf, dass eine möglichst große Packungsdichte erzielbar ist.
  • Die Formmasse 190 kann darüber hinaus reflektive Partikel, zum Beispiel aus TiO2 und/oder AlO2 aufweisen (nicht dargestellt). Hierdurch kann die Formmasse 190 eine weiße Farbe aufweisen, und können eine rückseitige Strahlungsabgabe und ein hiermit verbundener Lichtverlust im Betrieb der optoelektronischen Bauelemente 151 mit einer hohen Zuverlässigkeit vermieden werden.
  • Anschließend bzw. nach einem Aushärten der Formmasse 190 werden, wie in 17 gezeigt ist, strahlungsemittierende optoelektronische Halbleiterchips 130 auf der Vorderseite 161 des Trägers 160 angeordnet. Für jedes der zu fertigenden Bauelemente 151 ist jeweils ein Halbleiterchip 130 vorgesehen. Hierbei wird ein Halbleiterchip 130 jeweils auf den zwei Trägerelementen 173, 174 eines Bauelements 151 angeordnet, so dass der betreffende Halbleiterchip 130 sich auch auf der dazwischen vorliegenden Formmasse 190 befindet. Das Montieren der Halbleiterchips 130 auf dem Träger 160 kann zum Beispiel durch Kleben erfolgen. Auf diese Weise können die Chips 130 über eine nicht gezeigte Klebstoffschicht mit dem Träger 160 verbunden sein. Um eine hohe Zuverlässigkeit der Bauelemente 151 zu ermöglichen, wird ein licht- bzw. strahlungsstabiler und eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisender Klebstoff verwendet.
  • Bei den Halbleiterchips 130 kann es sich um LED-Chips handeln, welche in Form von Saphir-Volumenemittern mit dem oben beschriebenen Aufbau verwirklicht sein können. Die Halbleiterchips 130 weisen zwei Vorderseitenkontakte 131, 132 auf. Die Halbleiterchips 130 können an einer dem Träger 160 zugewandten Rückseite eine nicht gezeigte Spiegelschicht (zum Beispiel DBR-Reflektor) aufweisen, wodurch eine rückseitige Strahlungsabgabe vermieden werden kann. Hierdurch ist es möglich, ein Bestrahlen der sich zwischen den Trägerelementen 173, 174 befindenden Formmasse 190 im Betrieb der optoelektronischen Bauelemente 151 deutlich zu reduzieren.
  • Die optoelektronischen Halbleiterchips 130 können, bei einer entsprechenden Ausgestaltung des Leiterrahmens 170, mit kleinen Abständen zueinander auf dem Träger 160 angeordnet werden. Daher ist es möglich, einen Bauelementverbund mit hoher Packungsdichte zu verwirklichen.
  • Von Vorteil ist des Weiteren, dass unterschiedliche Formen von Trägerelemente 173, 174 sowie unterschiedliche Chipanordnungen lediglich eine entsprechende Ausgestaltung des Leiterrahmens 170 erfordern. Sofern die Außenabmessungen des zu erzeugenden Trägers 160 gleich bleiben, kann das oben beschriebene Umformen des Leiterrahmens 170 mit der Formmasse 190 jeweils mit demselben Werkzeug durchgeführt werden. Die Außenabmessungen des Trägers 160 können zum Beispiel 125mm x 70mm betragen.
  • Nach dem Montieren der optoelektronischen Halbleiterchips 130 wird, wie in 18 gezeigt ist, ein Ausbilden bzw. Anordnen von Bonddrähten 139 zur elektrischen Verdrahtung der Halbleiterchips 130 durchgeführt. Bei jedem Halbleiterchip 130 kommen zwei Bonddrähte 139 zum Einsatz, so dass der Vorderseitenkontakt 131 mit dem Trägerelement 173 und der Vorderseitenkontakt 132 mit dem Trägerelement 174 verbunden wird. Die Bonddrähte 139 sind jeweils seitlich der Halbleiterchips 130 an die Trägerelemente 173, 174 angeschlossen.
  • Anschließend wird, wie in 19 gezeigt ist, eine durchgehende und an einer Vorderseite ebene Konversionsschicht 140 auf der Vorderseite 161 des Trägers 160 ausgebildet, welche die Halbleiterchips 130 und Bonddrähte 139 umschließt. Da der Träger 160 eine durchgehende bzw. geschlossene Form aufweist, tritt keine rückseitige Kontaminierung des Trägers 160 mit Material der Konversionsschicht 140 auf.
  • Für die zur Strahlungs- bzw. Volumenkonversion eingesetzte verkapselnde Konversionsschicht 140 können dieselben Merkmale und Eigenschaften zutreffen, wie sie oben mit Bezug auf das Verfahren der 1 bis 7 erläutert wurden. Die Konversionsschicht 140 weist ein strahlungsdurchlässiges Grundmaterial wie zum Beispiel Silikon, die Strahlungskonversion bewirkende Leuchtstoffpartikel und Füllstoffpartikel auf (nicht dargestellt).
  • Durch den Füllstoff kann die Konversionsschicht 140 eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit aufweisen, wodurch eine zuverlässige Kühlung der Leuchtstoffpartikel und eine effiziente Betriebsweise der Bauelemente 151 möglich ist. Weitere mögliche Vorteile sind ein kleiner thermischer Ausdehnungskoeffizient der Konverterschicht 140 sowie eine hohe Robustheit und Starrheit, wodurch das Risiko einer Bauteilbeschädigung gering sein kann.
  • Diese Vorteile können deutlich ausgeprägt sein, wenn die Konversionsschicht 140 hochgefüllt ist, d.h. einen hohen Füllstoffanteil aufweist und Füllstoffpartikel mit gemischter Körnung vorliegen. Hierbei können die Füllstoffpartikel zum Beispiel einen Gewichtsanteil von mehr als 60% der Konversionsschicht 140 aufweisen. Das Ausbilden einer solchen Konversionsschicht 140 kann mit Hilfe eines Formpressprozesses durchgeführt werden. Hierbei kommt ein geeignetes Werkzeug zum Einsatz. Alternativ kann ein kostengünstiger Vergießprozess durchgeführt werden. Hierbei wird zuvor ein Rahmen auf dem Träger 160 ausgebildet. Beim Vergießen wird ein von dem Rahmen umschlossener Bereich, zum Beispiel durch Verwendung eines Nadeldosierers, aufgefüllt. Bei dem Vergießprozess können allerdings nur Materialien verwendet werden, welche einen kleineren Gewichtsanteil des Füllstoffs, zum Beispiel von weniger als 60%, aufweisen. Für weitere Details wird auf die obige Beschreibung Bezug genommen.
  • Der nach dem Ausbilden bzw. Aushärten der Konversionsschicht 140 vorliegende Bauelementverbund wird nachfolgend, wie in 20 gezeigt ist, an den Trennlinien 200 durchtrennt. Auf diese Weise werden vereinzelte optoelektronische Bauelemente 151 gebildet. Beim Vereinzeln erfolgt ein Durchtrennen der Konversionsschicht 140, der Verbindungselemente 175 des Leiterrahmens 170 und der Formmasse 190.
  • Das Durchtrennen kann auf unterschiedliche Art und Weise durchgeführt werden. Möglich sind zum Beispiel Sägen bzw. Trennschleifen, Wasserstrahltrennen oder Lasertrennen. Darüber hinaus kann auch ein zweistufiger Prozess zum Einsatz kommen, in welchem zum Beispiel ein Schneiden (mit Rasierklingen, nicht geeignet zum Durchtrennen von Material des Leiterrahmens 170) mit einem anderen Prozess wie zum Beispiel Sägen kombiniert wird.
  • Die vereinzelten optoelektronischen Bauelemente 151 sind kompakt aufgebaute Einzelchip-Bauelemente, welche jeweils zwei Trägerelemente 173, 174, einen sich auf den zwei Trägerelementen 173, 174 befindenden Halbleiterchip 130, zwei Bonddrähte 139 und einen den Chip 130 und die Bonddrähte 139 umschließenden Konversionsschichtabschnitt 140 aufweisen. Die rückseitig freiliegenden Trägerelemente 173, 174 dienen als Anschlussflächen (Bondpads), so dass die Bauelemente 151 durch Wiederaufschmelzlöten auf einer nicht gezeigten Leiterplatte angeordnet werden können.
  • Über die Trägerelemente 173, 174 und die Bonddrähte 139 kann den Halbleiterchips 130 der Bauelemente 151 elektrische Energie zur Strahlungserzeugung zugeführt werden. Die von den Halbleiterchips 130 erzeugte Strahlung kann mit Hilfe der dazugehörigen Konversionsschichtabschnitte 140 wenigstens teilweise konvertiert werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Halbleiterchips 130 zum Erzeugen einer blauen oder ultravioletten Lichtstrahlung ausgebildet sind, und dass die Bauelemente 151 infolge der Strahlungskonversion eine weiße Lichtstrahlung abgeben.
  • Bei jedem optoelektronischen Bauelement 151 bildet der Konversionsschichtabschnitt 140, über welchen die Strahlung des Bauelements 151 abgegeben werden kann, einen wesentlichen Teil der Außenflächen des Bauelements 101. Hierunter fällt eine Vorderseite 141 und ein wesentlicher Teil einer umlaufenden Mantelfläche 143 des Bauelements 151. Die Bauelemente 151 werden, wie in 21 gezeigt ist, mit einer in der Aufsicht rechteckigen Kontur ausgebildet. Hierbei kann die Mantelfläche 143 vier rechtwinklig aneinander grenzende Seitenwände umfassen.
  • Auch bei den Bauelementen 151 ist der Konversionsschichtabschnitt 140 derart um den dazugehörigen Halbleiterchip 130 herum angeordnet, das die Dicke des Konversionsschichtabschnitts 140 an jeder Chipseite, also vorderseitig und umfangseitig des Chips 130, übereinstimmend bzw. in etwa gleich groß ist. In dieser Hinsicht ist in 20 mit Hilfe eines Doppelpfeils 201 die Materialdicke an der Vorderseite, und mit Hilfe eines Doppelpfeils 202 die Materialdicke am Umfang des Chips 130 angedeutet. Die übereinstimmenden Materialdicken 201, 202 machen es möglich, im Betrieb der Bauelemente 151 eine hohe Farbhomogenität über verschiedene Abstrahlwinkel zu erreichen.
  • Die Materialdicken 201, 202 können zum Beispiel 250µm betragen. Es sind aber auch Dicken zwischen 100 und 500µm denkbar. Die Wahl einer Schichtdicke kann von unterschiedlichen Randbedingungen abhängig sein. Eine dünnere Schichtdicke kann mit einer ineffizienteren Strahlungskonversion verbunden sein. Auch kann es schwieriger sein, eine gleichmäßige Schichtdicke der Konversionsschicht 140 einzustellen. Eine größere Dicke kann zu einer schlechteren Kühlung der Leuchtstoffpartikel führen.
  • Die optoelektronischen Bauelemente 151 können zum Beispiel, bei einer lateralen Chipgröße von 500µm × 1000µm und einer umlaufenden Schichtdicke der Konversionsschicht 140 von 250µm, eine laterale Bauteilgröße von 1mm × 1,5mm aufweisen.
  • Im Folgenden werden mögliche Varianten und Abwandlungen des anhand der 15 bis 21 erläuterten Verfahrens beschrieben. 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 ist es möglich, Merkmale von zwei oder mehreren der im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen zu kombinieren.
  • In einer möglichen Verfahrensvariante wird das oben beschriebene vorder- und rückseitige Ätzen der metallischen Ausgangsschicht zum Bereitstellen des Leiterrahmens 170 derart durchgeführt, das jeweils im Bereich eines umlaufenden Rands der Trägerelemente 173, 174 ein Ätzen abwechselnd in vorderseitigen Ätzbereichen 183 und rückseitigen Ätzbereichen 184 durchgeführt wird. Zur Veranschaulichung dieses Aspekts zeigt 22 eine schematische Aufsichtsdarstellung der zwei Trägerelemente 173, 174 eines in dieser Art und Weise ausgebildeten optoelektronischen Bauelements 152. Die Verbindungsstrukturen 175 sind wie bei der zuvor beschriebenen Ausgestaltung durch rückseitiges Ätzen ausgebildet, so dass an diesen Stellen rückseitige Ätzbereiche 184 vorliegen. Des Weiteren sind am Rand der Trägerelemente 173, 174 weitere rückseitige Ätzbereiche 184, sowie zusätzlich auch vorderseitige Ätzbereiche 183 vorgesehen. Die unterschiedlichen Halbätzungen bzw. Ätzbereiche 183, 184 liegen abwechselnd umlaufend am Rand der Trägerelemente 173, 174 vor.
  • Zur besseren Veranschaulichung zeigen die 23, 24 unterschiedliche perspektivische Darstellungen von einem der Trägerelemente 173, 174. Aufgrund der Ätzbereiche 183, 184 weisen die Trägerelemente 173, 174 entsprechende randseitige Aussparungen 182 auf. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, eine verbesserte Verzahnung und dadurch zuverlässige Verankerung der Formmasse 190 an dem Leiterahmen 170 bzw. an den Trägerelementen 173, 174 desselben zu erzielen.
  • Eine weitere mögliche Abwandlung besteht darin, anstelle von Einzelchip-Bauelementen Multichip-Bauelemente mit mehreren Halbleiterchips 130 auszubilden (nicht dargestellt). Die Halbleiterchips 130 können zum Beispiel elektrisch in Reihe oder parallel verbunden sein. Für derartige Bauelemente wird das Verfahren mit einer entsprechend angepassten Ausgestaltung des Leiterrahmens 170, Anordnung von Halbleiterchips 130, Kontaktierung bzw. Verdrahtung sowie Vereinzelung durchgeführt. Möglich ist auch eine Fertigung von Bauelementen, deren Halbleiterchips 130 elektrisch nicht miteinander verbunden sind. In gleicher Weise kann eine Integration von anderen elektronischen Komponenten wie zum Beispiel ESD-Schutzdioden verwirklicht werden (nicht dargestellt). Möglich sind ferner Ausgestaltungen von Bauelementen, bei denen ein Halbleiterchip 130 lediglich auf einem Trägerelement eines Leiterrahmens 170 angeordnet ist (nicht dargestellt). Im Hinblick auf solche Ausgestaltungen können zum Beispiel Bauelemente mit zu den 11 bis 13 vergleichbaren Aufsichtsdarstellungen verwirklicht werden, wobei am Rand der Trägerelemente zusätzlich durchtrennte Verbindungselemente 175 vorliegen.
  • Darüber hinaus können anstelle der Halbleiterchips 130 auch andere Halbleiterchips wie zum Beispiel Flip-Chips mit zwei Rückseitenkontakten zum Einsatz kommen (nicht dargestellt). Bei Verwendung solcher Halbleiterchips können die Rückseitenkontakte jeweils über eine elektrisch leitfähige Verbindungsschicht mit dem Leiterrahmen 170 bzw. den Trägerelementen 173, 174 verbunden werden. Auf diese Weise können zum Beispiel Bauelemente mit einem Aufbau vergleichbar zu 21 (ohne Bonddrähte 139 bei dem dazugehörigen Flip-Chip) verwirklicht werden. Möglich ist darüber hinaus der Einsatz von Oberflächenemittern bzw. Dünnfilm-Emitter-Chips, welche einen Vorderseitenkontakt und einen Rückseitenkontakt aufweisen. Hierdurch können zum Beispiel Bauelemente mit einem zu 14 vergleichbaren Aufbau, zusätzlich mit durchtrennten Verbindungselementen 175 am Rand der Trägerelemente, verwirklicht werden.
  • 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 Merkmalen umfassen können. Es ist zum Beispiel möglich, anstelle der oben angegebenen Materialien andere Materialien zu verwenden. Auch können anstelle von oben angegebenen Prozessen andere Prozesse durchgeführt werden. Des Weiteren können anstelle der oben genannten Farben von Lichtstrahlungen für die Halbleiterchips und/oder Bauelemente Lichtstrahlungen mit anderen Farben bzw. Spektralbereichen in Betracht kommen.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Herstellen von optoelektronischen Bauelementen, umfassend die Verfahrensschritte: Bereitstellen eines Trägers (110); Anordnen von optoelektronischen Halbleiterchips (130, 230) auf dem Träger (110); Ausbilden einer Konversionsschicht (140) zur Strahlungskonversion auf dem Träger (110), wobei die optoelektronischen Halbleiterchips (130) von der Konversionsschicht (140) umgeben sind; und Durchführen eines Vereinzelungsprozesses zum Bilden von separaten optoelektronischen Bauelementen, wobei wenigstens die Konversionsschicht (140) durchtrennt wird, wobei der bereitgestellte Träger ein metallischer Träger (110) ist, und wobei der Träger (110) nach dem Ausbilden der Konversionsschicht (140) und vor dem Durchführen des Vereinzelungsprozesses in separate Trägerelemente (113, 114) strukturiert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Strukturieren des Trägers (110) ein Durchführen eines Ätzprozesses umfasst.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach dem Strukturieren des Trägers (110) eine reflektive Masse (120) in Zwischenbereichen (115, 116) zwischen den Trägerelementen (113, 114) angeordnet wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der bereitgestellte Träger (110) Aussparungen (210) aufweist, und wobei die Konversionsschicht (140) in den Aussparungen (210) angeordnet wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ausbilden der Konversionsschicht (140) ein Durchführen eines Vergießprozesses oder eines Formprozesses umfasst.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Konversionsschicht (140) ein strahlungsdurchlässiges Grundmaterial, Leuchtstoffpartikel und einen Füllstoff aufweist.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die optoelektronischen Halbleiterchips (130) Volumenemitter sind.
  8. Optoelektronisches Bauelement, hergestellt durch Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  9. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 8, wobei das optoelektronische Bauelement einen Abschnitt der Konversionsschicht (140) aufweist, welcher eine Vorderseite (141) und einen Teil einer umlaufenden Mantelfläche (143) des optoelektronischen Bauelements bildet.
  10. Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei das optoelektronische Bauelement einen Abschnitt der Konversionsschicht (140) und einen optoelektronischen Halbleiterchip (130) aufweist, wobei der optoelektronische Halbleiterchip (130) insbesondere derart von dem Konversionsschichtabschnitt (140) umgeben ist, dass an einer Vorderseite und an einem Umfang des optoelektronischen Halbleiterchips (130) jeweils eine übereinstimmende Materialdicke (201, 202) des Konversionsschichtabschnitts (140) vorliegt.
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