Beschreibung

Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Vorrichtung und elektronische Vorrichtung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Vorrichtung und eine elektronische

Vorrichtung . Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2016 105 407.0, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Zumindest eine Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein

Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Vorrichtung, insbesondere einer Strahlungsemittierenden optoelektronischen Vorrichtung, und eine elektronische Vorrichtung anzugeben, die sich durch eine hohe Stabilität, eine hohe Effizienz und eine lange Lebensdauer auszeichnet.

Die Aufgaben werden durch das Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Vorrichtung und die elektronische Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 und 15 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sowie Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den jeweils abhängigen

Ansprüchen angegeben.

Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Vorrichtung angegeben. Das Verfahren umfasst folgende

Verfahrensschritte :

B) Aufbringen und Befestigen von Halbleiterchips auf einem Träger, D) Aufbringen eines Fluorpolymers auf die von dem Träger abgewandte Hauptoberfläche der Halbleiterchips und die den Halbleiterchips zugewandte Hauptoberfläche des Trägers zur Bildung einer Verkapselungsschicht umfassend ein

Fluorpolymer,

E) Strukturieren der Verkapselungsschicht umfassend das

Fluorpolymer zur Bildung von Kavitäten in der

Verkapselungsschicht,

G) Aufbringen einer Metallschicht in die Kavitäten.

Die oben genannten Verfahrensschritte sowie nachfolgend beschriebene Verfahrensschritte werden bevorzugt in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt. Hierbei ist es möglich, dass zwischen einzelnen Verfahrensschritten weitere nicht aufgezählte Verfahrensschritte durchgeführt werden oder dass die genannten Verfahrensschritte genau in der angegebenen Reihenfolge ohne Zwischenschritte erfolgen.

Insbesondere werden die Halbleiterchips in Verfahrensschritt B) beabstandet zueinander auf dem Träger aufgebracht und befestigt. In Verfahrensschritt D) wird das Fluorpolymer bevorzugt so aufgebracht, dass die Zwischenräume zwischen den

Halbleiterchips mit dem Fluorpolymer gefüllt sind.

Insbesondere sind die dem Träger abwandten Hauptoberflächen der Halbleiterchips und die Seitenflächen der Halbleiterchips vollständig mit dem Fluorpolymer beziehungsweise der

Verkapselungsschicht bedeckt.

Gemäß einer Ausführungsform wird mit dem Verfahren eine

Strahlungsemittierende optoelektronische Vorrichtung,

bevorzugt eine lichtemittierende Diode (LED), hergestellt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die

Halbleiterchips dazu eingerichtet, im Betrieb der Vorrichtung eine Primärstrahlung im UV-Bereich des elektromagnetischen Spektrums zu emittieren.

Hier und im Folgenden bezeichnet UV-Bereich des

elektromagnetischen Spektrums den Wellenlängenbereich

zwischen 200 nm und 380 nm. Der Wellenlängenbereich zwischen 315 und 380 nm wird als UVA-Strahlung, der

Wellenlängenbereich zwischen 280 und 315 nm als UVB-Strahlung und der Wellenlängenbereich zwischen 200 und 280 nm als UVC- Strahlung bezeichnet. Insbesondere emittiert der

Halbleiterchip im Betrieb der Vorrichtung eine

Primärstrahlung im UVB- oder UVC-Bereich.

In einer Ausführungsform umfassen die Halbleiterchips eine aktive Epitaxieschichtenfolge, die geeignet ist, im Betrieb der Strahlungsemittierenden optoelektronischen Vorrichtung eine Primärstrahlung im UV-Bereich des elektromagnetischen Spektrums zu emittieren. Es ist möglich, dass der

Halbleiterchip ein Saphirsubstrat umfasst oder auf einem Saphirsubstrat aufgewachsen ist. Weitere mögliche Substrate sind PCB, MCB oder Träger mit Leiterrahmen. PCB steht dabei für eine Leiterplatte („printed circuit board") und MCB für eine Metalltägerplatte („metal core board") .

Zur Erzeugung der Primärstrahlung kann die

Epitaxieschichtenfolge beispielsweise einen pn-Übergang, eine Doppelheterostruktur, eine Einfachquantentopf- oder besonders bevorzugt eine Mehrfachquantentopfstruktur aufweisen. Die

Bezeichnung Quantentopfstruktur beinhaltet keine Angabe über die Dimensionalität . Sie umfasst somit unter anderem Quantentröge, Quantendrähte, Quantenpunkte und jede

Kombination dieser Strukturen.

Ein Halbleiterchip, der geeignet ist, im Betrieb UV- Primärstrahlung einer Peakwellenlänge zwischen 200 und 380 nm zu emittieren, basiert beispielsweise auf AlInGaN oder ZnO. Beispielsweise basieren die Halbleiterchips auf In _x Al _y Gai- _x - _y N mit 0 < x < 1, 0 < y < 1 und x + y < 1. Die Wellenlänge kann hierbei für die jeweilige Anwendung durch die Zusammensetzung zum Beispiel das Verhältnis von Indium zu Gallium in AlInGaN in den bevorzugten Bereich geschoben werden. In einer Ausführungsform werden die Halbleiterchips in

Verfahrensschritt B) auf den Träger gelötet oder geklebt. Als Kleber kann beispielsweise ein mit Silber oder Gold gefüllter Klebstoff, beispielsweise ein Acryl- oder Epoxid-Klebstoff verwendet werden.

Gemäß einer Ausführungsform wird die von den Halbleiterchips emittierte Primärstrahlung über die vom Träger abgewandte Hauptoberfläche der Halbleiterchips und somit über die

Verkapselungsschicht nach außen an die Umgebung abgestrahlt. Die von dem Träger abgewandte Hauptoberfläche der

Halbleiterchips kann auch als Hauptstrahlungsaustrittsfläche bezeichnet werden. Damit bestehen für die

Verkapselungsschicht hohe Anforderungen an die Transparenz beziehungsweise die Lichtdurchlässigkeit nicht nur für sichtbares Licht, sondern insbesondere auch für die

ultraviolette Primärstrahlung. Die Verkapselungsschicht , die ein Fluorpolymer, insbesondere ein organisches Fluorpolymer, umfasst, ist besonders

langlebig. Sie ermöglicht zudem, über eine lange Betriebszeit hinweg eine vergleichsweise konstante Strahlungsemission, da sie gegenüber herkömmlichen Polymeren, wie Silikonen oder Epoxiden, deutlich weniger zur Vergilbung neigen. Aufgrund der hohen Stabilität, insbesondere gegenüber UV-Strahlung, müssen keine weiteren Additive zur Stabilisierung eingesetzt werden, welche wiederum ein zusätzliches Vergilbungsrisiko darstellen würden.

Unter Fluorpolymer sind insbesondere organische

Fluorpolymere, aufweisend Kohlenstoff-Fluor-Bindungen, sowie ein Grundgerüst, umfassend Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen, zu verstehen.

Organische Fluorpolymere besitzen eine äußerst starke CF- Bindung (460 kJ/mol) . Die Fluorgruppen schirmen zudem das Polymerrückgrad, aufweisend CC-Bindungen, nach außen ab. Aus diesem Grund eignen sich Fluorpolymere für

Dauergebrauchstemperaturen von etwa 260 °C. Dies liegt deutlich über Temperaturen von etwa 150 °C, wie sie in

Strahlungsemittierenden optoelektronischen Vorrichtungen, beispielsweise in LEDs auftreten können. Daneben sind

Fluorpolymere auch resistent gegenüber einer großen

Bandbreite an Chemikalien, wie Säuren und Laugen und besitzen eine geringe Entflammbarkeit (ohne Zusatz von Additiven) . Hinzu kommt eine sehr hohe Transparenz und

Strahlendurchlässigkeit sogar gegenüber kurzwelliger UV- Strahlung, insbesondere auch gegenüber hochenergetischer UVB- und UVC-Strahlung . Fluorpolymere besitzen eine hohe Stabilität in einem breiten Spektralbereich gegenüber UV-Strahlung. Dabei halten sie sogar eine Dauerbestrahlung mit UV-Strahlung, insbesondere auch gegenüber hochenergetischer UVB- und UVC-Strahlung

Stand. Diese hohe Langzeitstabilität gegenüber kurzwelliger Strahlung ist überraschenderweise auch für Fluorpolymere gegeben, welche eine hohe Transmission gegenüber UV-Strahlung und sichtbares Licht aufweisen. Bei derartigen Fluorpolymeren mit hoher Durchlässigkeit für kurzwellige Strahlung und sichtbares Licht wird die Strahlung nicht bereits durch die äußeren Schichten des Polymermaterials reflektiert oder absorbiert .

Strahlungsdurchlässige Fluorpolymere sind überraschenderweise auch bei hohen Temperaturen bei gleichzeitiger Anwesenheit kurzwelliger UV-Strahlung aufgrund ihrer Stabilität

insbesondere jedoch ihrer gleichbleibenden

Strahlungsdurchlässigkeit hervorragend für

Verkapselungsschichten von Strahlungsemittierenden

optoelektronischen Vorrichtungen geeignet. Sogar im Bereich der größten Strahlenbelastung, dem Bereich der

Hauptstrahlungsaustrittsfläche oder der

Hauptstrahlungsaustrittsfläche und den Seitenflächen der Halbleiterchips sind sie über lange Betriebszeiten hinweg stabil und strahlendurchlässig.

Zudem bieten Verkapselungsschichten, umfassend Fluorpolymere, einen guten Schutz des Halbleiterchips gegenüber

Umwelteinflüssen, wie korrosive Gase, Sauerstoff,

Feuchtigkeit und gegenüber chemischen Einflüssen wie Säuren und Basen, die beispielsweise für weitere

Prozessierungsschritte eingesetzt werden können.

Verkapselungsschichten umfassend Fluorpolymere sind damit viel weniger durchlässig gegenüber solchen Einflüssen als beispielsweise Silikone.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Verkapselungsschicht neben dem Fluorpolymer einen Wellenlängenkonversionsstoff beispielsweise einen Leuchtstoff, der die von den

Halbleiterchips emittierte Primärstrahlung zumindest

teilweise in eine längerwellige Sekundärstrahlung

konvertiert. Die Strahlungsemittierende optoelektronische Vorrichtung kann im Betrieb dann beispielsweise weißes Licht nach außen an die Umgebung abstrahlen.

Die Transmission für UV-Strahlung ist bei Fluorpolymeren deutlich höher als bei herkömmlichen Polymeren. Herkömmliche Polymere besitzen in der Regel eine Absorptionskante bei etwa 350-400 nm, das heißt bei Wellenlängen kleiner 350 nm findet keine nennenswerte Transmission mehr statt. Fluorpolymere, wie sie im Falle der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen, haben im Gegensatz zu herkömmlichen Polymeren oftmals auch noch bei Wellenlängen im Bereich von 200 nm bis 300 nm eine Transmission zwischen 50 % und 90 %.

Gemäß einer Ausführungsform weist das Fluorpolymer eine erste wiederkehrende Struktureinheit A der folgenden allgemeinen Formel auf:

wobei die Substituenten Xi bis X4 jeweils unabhängig

voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend:

- Wasserstoff,

- Halogen, insbesondere Chlor und Fluor, - R

- OR

wobei der Rest R jeweils ein Kohlenwasserstoffrest Ci-Cio oder ein fluorierter Kohlenwasserstoffrest Ci-Cio sein kann,

und wobei zumindest einer der Substituenten Xi bis X4

Fluor ist.

Hierbei und im Folgenden steht das Zeichen „ " für

Bindungsstellen der wiederkehrenden Struktureinheit, welche mit der nächsten wiederkehrenden Struktureinheit verbunden sind. Außerdem können am Ende der Polymerkette Endgruppen das Polymer abschließen, die beispielsweise aus der gleichen Gruppe von Substituenten ausgewählt sein können wie die

Substituenten Xi bis X ₄ . Es sind aber auch andere gängige Endgruppen denkbar.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, dass Polymere mit der besagten wiederkehrenden Struktureinheit A besonders gut geeignet für Verkapselungsschichten von

Strahlungsemittierenden optoelektronischen Vorrichtungen sind .

Insbesondere ist es bevorzugt, wenn zumindest zwei der Reste X ₁ -X ₄ Fluoratome sind. Noch weiter bevorzugt ist es, wenn zumindest drei oder genau drei der Reste Xi ^~ X ₄ Fluoratome sind. In einer anderen besonders bevorzugten Ausführungsform sind vier der Reste Fluoratome. Insgesamt gilt, dass sich die Stabilität mit zunehmender Zahl der Fluoratome erhöht.

R kann ein Kohlenwasserstoffrest C ₁ -C ₁₀ sein, wobei es

bevorzugt ist, wenn R ein Kohlenwasserstoffrest C ₁ -C5, insbesondere C ₁ -C3, ist. Bei dem Kohlenwasserstoffrest kann es sich beispielsweise um gesättigte, ungesättigte, normale oder verzweigte sowie zyklische Kohlenwasserstoffreste, insbesondere Alkylreste, handeln. Aber auch aromatische Reste sind denkbar. R kann unsubstituiert oder substituiert sein.

Insbesondere bevorzugt ist es, wenn R ein fluorierter

Kohlenwasserstoffrest Ci-Cio ist, beispielsweise ein

fluorierter Kohlenwasserstoffrest mit bis zu fünf (C ₁ -C5) oder weiter bevorzugt mit bis zu drei Kohlenstoffatomen (Ci- C3) . R kann beispielsweise die allgemeine Formel ^— C _n F2n+i aufweisen mit n kleiner oder gleich 10, bevorzugt n kleiner oder gleich 5, oder mit n kleiner oder gleich 3.

Beispielsweise kann der Rest R also eine CF ₃ ~Gruppe sein, eine C ₂ F ₅ -Gruppe oder eine C ₃ F ₇ -Gruppe. Aber auch nicht vollständig fluorierte Gruppierungen oder längere Ketten sind denkbar. Je höher der Grad der Fluorierung umso stabiler ist im Allgemeinen das Fluorpolymer.

Besonders bevorzugt ist es allgemein, wenn R ein

perfluorierter Kohlenwasserstoffrest ist. Die Einführung eines Restes R oder OR für zumindest einen oder genau einen der Substituenten Xi bis X4 führt zu einer besseren

Verarbeitbarkeit des Fluorpolymers, insbesondere wird das Fluorpolymer dadurch besser gießbar. Dies eröffnet eine

Verarbeitung über vielfältige thermoplastische Verfahren und ist damit auch für die Nutzung von Fluorpolymeren als in Verkapselungsschichten von entscheidender Bedeutung. Eine Verarbeitung mittels Gießen, Spritzgießen, Folien- oder Schlauch-Extrusion sind nur einige wenige Beispiele von möglichen Verarbeitungstechniken. Derartige Fluorpolymere haben also gegenüber herkömmlichen Fluorpolymeren Vorteile in der Verarbeitung und ermöglichen insbesondere eine

großtechnische Fertigung. In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei A um eine wiederkehrende Struktureinheit, ausgewählt aus der Gruppe der wiederkehrenden Struktureinheiten der folgenden allgemeinen Formeln:

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Fluorpolymer um ein zum Spritzgießen geeignetes Fluorpolymer. Besonders bevorzugt sind schmelzbare

fluorhaltige Thermoplaste als Fluorpolymere. Diese Polymere sind mittels Spritzguss oder Extrusion leicht zu verarbeiten

In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei dem Fluorpolymer um spritzgießfähiges modifiziertes

Polytetrafluorethylen (PTFE) . Herkömmliches PTFE ist nicht zum Spritzguss geeignet. PTFE geht zwar bei Erwärmung in einen thermoplastischen Zustand über, ist aber nach dem

Aufschmelzen der kristallinen Bereiche nicht genügend fließfähig und kann daher nicht thermoplastisch verarbeitet werden. Ein Beispiel für ein thermoplastisches,

spritzgießfähiges auf modifiziertem PTFE basierendes

Fluorpolymer ist das Fluorpolymer mit Markenname Moldflon® der Firma Elring Klinger. In einer anderen besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist das Fluorpolymer ein Copolymer, das neben der ersten Struktureinheit A zumindest eine weitere von der ersten Struktureinheit A verschiedene Struktureinheit B der allgemeinen Formel

umfasst ,

wobei die Substituenten Yi bis Y4 jeweils unabhängig

voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend:

- Wasserstoff,

- Halogene, insbesondere Chlor und Fluor,

- R,

- OR,

wobei der Rest R jeweils ein Kohlenwasserstoffrest oder ein fluorierter Kohlenwasserstoffrest C ₁ -C ₁₀ sein kann

oder wobei die Struktureinheit B die Formel

aufweisen kann.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben festgestellt, dass Copolymere der beschriebenen Form mit zwei verschiedenen wiederkehrenden Struktureinheiten A und B besonders gut geeignet für Verkapselungsschichten für erfindungsgemäße Strahlungsemittierende optoelektronische Vorrichtungen sind. Durch den Einsatz von Copolymeren der beschriebenen Form sind Fluorpolymere zugänglich, die sich besonders gut zum

Vergießen eignen. Die Verschiedenartigkeit der

Struktureinheiten A und B erlaubt es, die Eigenschaften des Copolymers flexibel anzupassen und zum Beispiel die

Gießfähigkeit zu optimieren oder andere Eigenschaften des Polymers einzustellen (zum Beispiel Flexibilität, chemische Beständigkeit, Temperaturbeständigkeit, Feuerfestigkeit, mechanische Stärke, Verarbeitbarkeit bei niedrigen

Temperaturen, optische Eigenschaften) .

Strahlungsemittierende optoelektronische Vorrichtungen der beschriebenen Form sind mit einem besonders geringen Aufwand anzufertigen und somit kostengünstig herstellbar.

Gleichzeitig zeichnen sie sich durch eine hohe Transmission gegenüber einem breiten Strahlungsspektrum, zum Beispiel auch im UV-Bereich, aus, welche auch bei fortwährendem Betrieb trotz der Strahlenbelastung und hohen Temperaturen bestand hat .

Insbesondere in dem Fall, dass zumindest einer oder genau einer der vier Substituenten Yi bis Y4 eine Gruppe R oder eine Gruppe OR ist, wird die Gießfähigkeit des Polymers beträchtlich verbessert.

Für R sind grundsätzlich jeweils die gleichen Reste denkbar, wie bereits für die Struktureinheit A beschrieben. Die im Zusammenhang mit der Struktureinheit A aufgeführten Effekte für bestimmte Reste R sind auch im Hinblick auf die

Struktureinheit B zutreffend. Besonders bevorzugt ist es dabei wiederum, wenn R ein fluorierter oder gar perfluorierter Kohlenwasserstoffrest zum Beispiel mit der allgemeinen Formel -C _n F2 _n +i ist mit n kleiner oder gleich 10, bevorzugt n kleiner oder gleich 5, oder mit n kleiner oder gleich 3. Beispielsweise kann R gleich -CF ₃ , -C2F ₅ oder -C ₃ F ₇ sein .

In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen

Strahlungsemittierenden optoelektronischen Vorrichtung handelt es sich bei dem Fluorpolymer um ein Copolymer mit einer ersten Struktureinheit A und einer zweiten

Struktureinheit B, wobei die Struktureinheit A ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend:

und wobei die Struktureinheit B ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend :

CF, wobei R jeweils ein Kohlenwasserstoffrest Ci-Cio oder ein fluorierter Kohlenwasserstoffrest Ci-Cio sein kann.

R kann jeweils wiederum die schon zuvor beschriebenen Reste umfassen.

Copolymere der beschriebenen Form sind nicht nur UV-stabil, thermisch stabil, chemisch resistent und zugleich nachhaltig durchlässig für UV-Strahlung, sondern sie sind zugleich auch gekennzeichnet durch ihre gute Gießbarkeit und

Verarbeitbarkeit und erlauben damit die Darstellung besonders leicht zu fertigender und kostengünstiger

strahlungsemittierender optoelektronischer Vorrichtungen. Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der das strahlungsdurchlässige Element ein Copolymer aufweist, das als Struktureinheit A eine Einheit der Formel

umfasst. Copolymere mit dieser Struktureinheit A sind

besonders stabil und strahlendurchlässig.

In einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Polymer um ein Blockcopolymer . In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Fluorpolymer um ein Copolymer, das ein

statistisches Copolymer ist. Das heißt die Struktureinheiten A und B liegen statistisch verteilt vor. In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Copolymer ein periodisches Copolymer in welchem die Struktureinheiten A und B in einer wiederkehrenden regelmäßigen Ordnung vorliegen (zum Beispiel ...-AAAA-B-AAAA-B-AAAA-... et cetera) .

In einer weiteren und zugleich besonders bevorzugten

Ausführungsform besitzt das Copolymer eine alternierende Abfolge der Struktureinheiten A und B (also

...-A-B-A-B-A-B-...) .

Insbesondere alternierende Copolymere zeichnen sich durch eine besonders gute Kombination guter UV- Strahlungsdurchlässigkeit, Beständigkeit und Verarbeitbarkeit aus .

In einer weiteren Ausbildung der Erfindung weist das

Fluorpolymer noch eine weitere von den Struktureinheiten A und B jeweils verschiedene Struktureinheit C auf, welche mit derselben allgemeinen Formel wie Struktureinheit B

beschrieben werden kann.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung nutzt als Verkapselungsschicht , eine Verkapselungsschicht aufweisend ein Fluorpolymer, bei dem es sich um ein

- Ethylen-Chlortrifluorethylen-Copolymer (ECTFE) ,

- Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymer (ETFE) ,

- Perfluoralkoxy-Polymere (PFA) ,

- Fluoriertes-Ethylen-Propylene-Copolymer (FEP) ,

- Polyvinylfluorid (PVF) ,

- Polychlortrifluorethylen (PCTFE) ,

- Copolymer aus Tetrafluorethylen, Hexafluorpropylen und

Vinylidenfluorid (THV) , - Copolymer aus Tetrafluorethylen und 2,2 Bis (trifluor- methyl) -4, 5-Difluor-1, 3-Dioxolan (PTFE-AF) handelt .

Die Verkapselungsschicht kann auch Mischungen der genannten Polymere aufweisen oder aus einem oder mehreren der genannten Polymere bestehen. Zudem ist es möglich, dass die

Verkapselungsschicht modifizierte Formen der genannten

Polymere aufweist.

Besonders geeignet für eine Verkapselungsschicht für

Strahlungsemittierende optoelektronische Vorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung sind Verkapselungsschichten aufweisend das Polymer ECTFE. ECTFE ist ein Fluorpolymer, das durch Copolymerisation von Chlortrifluorethylen und Ethylen erhalten wird. Es weist somit als Struktureinheit A

auf .

Als Struktureinheit B weist es

auf .

Die Struktureinheiten können beispielsweise in alternierender Abfolge vorliegen. Besonders geeignet für eine Verkapselungsschicht für

Strahlungsemittierende optoelektronische Vorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung sind auch strahlungsdurchlässige Elemente aufweisend das Polymer ETFE, wobei es sich um ein Copolymer von Tetrafluorethylen und Ethylen handelt. Das Polymer besitzt als Struktureinheit A:

Als Struktureinheit B weist ETFE

auf .

ETFE besitzt eine besonders hohe UV-Strahlendurchlässigkeit und besitzt zudem eine hohe Temperaturbeständigkeit, eine gute chemische Beständigkeit und eine hohe mechanische

Festigkeit. Die Struktureinheiten können beispielsweise in alternierender Abfolge vorliegen.

Bevorzugt sind auch strahlungsemittierende optoelektronische Vorrichtungen, wobei das strahlungsdurchlässige Element PFA oder ähnliche Polymere aufweist. Insbesondere bevorzugt ist es dabei, wenn die Struktureinheit A

aufweist und die Struktureinheit B

aufweist

R ist definiert, wie für die allgemeine Formel der

Struktureinheiten A und B bereits beschrieben, bevorzugt CF2CF2CF ₃ oder CF ₃ . Es kann ein statistisches Copolymer sein.

Der Anteil an der Struktureinheit B kann in dem Polymer bei 1 bis 10 mol% liegen. Ist R = CF2CF2CF ₃ , ist der Anteil an der Struktureinheit bevorzugt bei 1.5 bis 2 mol%. Ist R = CF ₃ , ist der Anteil an der Struktureinheit bevorzugt bei 1.5 bis 2 mol%. Ist R = CF ₂ CF ₂ CF ₃ kann das Fluorpolymer als PFA-1 bezeichnet werden. Ist R = CF ₃ kann das Fluorpolymer als MFA bezeichnet werden. MFA ist durch Schmelzen verarbeitbar und durch die Vollfluorierung besonders gut für

Verkapselungsschichten geeignet.

PFA besitzt eine gute chemische Beständigkeit, thermische Beständigkeit und zeigt eine hohe Feuerfestigkeit.

Beispielsweise kann ein entsprechendes Polymer durch

Copolymerisation von Tetrafluorethylen und Perfluorvinylpro- pylether erhalten werden. PFA-basierte Polymere weisen einen fluorierten Alkoxy-Substituenten auf, der die Verformbarkeit des Polymers erhöht. Die Sauerstofffunktionalität verbessert zudem die Transparenz des Materials, zum Beispiel die

Durchlässigkeit für UV-Strahlung wie dies für

Vergussmaterialien der vorliegenden Erfindung erwünscht ist. Auf PFA basierte Fluorpolymere mit besonders guter Verarbeitbarkeit sind zum Beispiel die unter dem Markennamen „Hyflon® PFA" von der Firma Solvay vertriebenen

Fluorpolymere. Vielfach vergleichbare Eigenschaften weisen auch andere unter dem Markennamen „Hyflon®" vertriebene

Fluropolymere auf (zum Beispiel „Hyflon® MFA") . Auf PFA basierte Fluorpolymere sind dauerstabil bei Temperaturen über 250 °C. Anstelle der Einführung eines Alkoxy-Substituenten ist es auch möglich, durch die Einführung eines Alkyl-, insbesondere eines fluorierten Alkyl-, Substituenten die Verformbarkeit und damit die Gießbarkeit entsprechender Polymere zu erhöhen. Dies erfolgt zum Beispiel bei FEP, wobei es sich um ein

Copolymer aus Tetrafluorethylen und einer davon verschiedenen Monomereinheit auf der Basis eines zumindest teilweise fluorierten Olefins handelt (zum Beispiel Hexafluorpropylen) . FEP-Polymere besitzen als Struktureinheit A:

Die Struktureinheit B ist

R ist wiederum definiert, wie für die allgemeine Formel der Struktureinheiten A und B bereits beschrieben, beispielsweise CF ₃ . Es kann ein statistisches Copolymer sein. Der Anteil an der Struktureinheit B kann in dem Polymer bei 1 bis 15 mol%, bevorzugt bei 7.0 bis 7.5 mol% liegen. Ist R = CF ₃ kann das Polymer als FEP-1 bezeichnet werden. FEP-1 ist durch

Schmelzen verarbeitbar und durch die Vollfluorierung

besonders gut für Verkapselungsschichten geeignet.

FEP-Polymere besitzen eine besonders gute UV- Strahlendurchlässigkeit, chemische und thermische

Beständigkeit und hohe Feuerfestigkeit. Sie ermöglichen zudem besonders glatte Oberflächen.

Geeignet als Fluorpolymer in einer erfindungsgemäßen

Strahlungsemittierenden Vorrichtung ist zudem Polyvinyl- fluorid (PVF) , das als wiederkehrende Struktureinheit A

aufweist .

Ebenfalls geeignet als Fluorpolymer ist Polychlortrifluor- ethylen (PCTFE) , das als wiederkehrende Struktureinheit A

aufweist .

Besonders geeignet als Fluorpolymer in

Strahlungsemittierenden optoelektronischen Vorrichtungen zudem das Polymer THV. THV steht für das durch

Copolymerisation von Tetrafluorethlyen, Hexafluorpropylen Vinylidenfluorid gebildete Copolymer. Es weist als

Struktureinheit A als Struktureinheit B

und als eine dritte davon verschiedene wiederkehrende

Struktureinheit C

auf . THV ist also ein Copolymer, das drei verschiedene

wiederkehrende Struktureinheiten umfasst. Es besitzt

besonders vorteilhafte optische Eigenschaften, eine hohe Flexibilität und ist auch bei niedrigen Temperaturen sehr gut verarbeitbar. Insbesondere die gute Verarbeitbarkeit auch bei tiefen Temperaturen des THV stellt einen besonderen Vorteil gegenüber vielen herkömmlichen Fluorpolymeren bei der

Verwendung in den erfindungsgemäßen strahlungsemittierenden optoelektronischen Vorrichtungen dar. Besonders geeignet als Fluorpolymer in erfindungsgemäßen strahlungsemittierenden optoelektronischen Vorrichtungen ist zudem das Polymer PTFE-AF, wobei es sich um ein Copolymer aus Tetrafluorethylen und 2,2 Bis (trifluormethyl) -4, 5-Difluor- 1,3-Dioxolan handelt. PTFE-AF weist als wiederkehrende

Struktureinheit A

auf .

Als weitere wiederkehrende Struktureinheit B weist PTFE-AF zudem

O O

CF* auf .

Auch PTFE-AF zeigt besonders gute UV-Strahlendurchlässigkeit und Verarbeitbarkeit .

Die aufgeführten Polymere sind Beispiele für besonders gut geeignete Fluorpolymere, bei denen es sich jeweils um fluorhaltige Thermoplaste handelt. Schmelzbare fluorhaltige Thermoplaste können mittels Spritzgießen und Extrusion gefertigt werden und sind somit besonders gut auch in großtechnischen Prozessen zu verarbeiten. Die genannten Fluorpolymere sind gängige im Handel verfügbare Polymere und sind somit leicht erhältlich. Auch modifizierte Formen der angeführten Polymere können in der vorliegenden Erfindung

Anwendung finden. Wie am Beispiel von PFA aufgezeigt werden soll, gibt es häufig eine Vielzahl von Modifikationen der jeweiligen Polymere. So besitzt PFA als handelsübliche Modifikationen „PFA N" mit verbesserten Adhäsionseigenschaften, „PFA FLEX" mit erhöhter Verformbarkeit und „PFA UHP" besitzt eine besonders hohe Reinheit. PFA FLEX und PFA UHP zeigen jeweils auch eine verbesserte Transmission und eine geringere „Crack-Anfälligkeit" (also eine geringere Neigung, unerwünschte Risse beziehungsweise Spalte

auszubilden) und sind somit besonders für

Verkapselungsschichten geeignet. Verkapselungsschichten umfassend die genannten Polymere zeigen zudem in der Regel eine deutlich geringere Neigung zu vergilben als herkömmliche Polymere .

In einer weiteren Ausführungsform kann die mittlere

molekulare Masse der Fluorpolymere des

strahlungsdurchlässigen Elements der erfindungsgemäßen

Strahlungsemittierenden optoelektronischen Vorrichtung im Bereich von 1000 g/mol bis 10000000 g/mol liegen,

insbesondere zwischen 1000 g/mol und 1000000 g/mol, weiterhin bevorzugt zwischen 2000 g/mol und 800000 g/mol und am meisten bevorzugt zwischen 4000 g/mol und 500000 g/mol.

Fluorpolymere sind in der Patentanmeldung DE 102015101598.6 offenbart. Die in dieser Patentanmeldung offenbarten

Fluorpolymere werden hiermit ausdrücklich durch Rückbezug vollinhaltlich aufgenommen.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es aber auch möglich, herkömmliche Fluorpolymere einzusetzen, die sich aufgrund ihrer Härte und Sprödigkeit nicht mittels eines

Gießverfahrens verarbeiten lassen und aus diesen Gründen bislang auch nicht für Verkapselungsschichten in

elektronischen Vorrichtungen zum Einsatz kommen. Dies ist erfindungsgemäß dadurch möglich, dass das entsprechende Fluorpolymer zunächst zu einer Folie verarbeitet wird. Die Folie umfassend oder bestehend aus dem Fluorpolymer kann in Verfahrensschritt D) aufgebracht werden.

Besonders geeignet als Fluorpolymer in erfindungsgemäßen elektronischen Vorrichtungen ist zudem das Polymer PTFE, das als wiederkehrende Struktureinheit A folgende Struktureinheit aufweist :

Auch PTFE zeigt besonders gute UV-Strahlendurchlässigkeit und Temperaturbeständigkeit und lässt sich beispielsweise als Folie in Verfahrensschritt D) aufbringen.

Die Verkapselungsschicht kann in einer Ausführungsform das Polymer PVDF umfassen, das als wiederkehrende Struktureinheit A folgende Struktureinheit aufweist:

Auch PVDF zeigt besonders gute UV-Strahlendurchlässigkeit und Temperaturbeständigkeit und lässt sich beispielsweise als Folie in Verfahrensschritt D) aufbringen. Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung nutzt als Verkapselungsschicht eine

Verkapselungsschicht aufweisend ein Fluorpolymer, bei dem es sich um ein

- Ethylen-Chlortrifluorethylen-Copolymer (ECTFE) ,

- Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymer (ETFE) ,

- Perfluoralkoxy-Polymere (PFA) ,

- Fluoriertes-Ethylen-Propylen-Copolymer (FEP)

- Polychlortrifluorethylen (PCTFE) ,

- Polytetrafluorethylen (PTFE) ,

- Polyvinylidenfluorid (PVDF) .

handelt .

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die Verkapselungsschicht eines der folgenden Fluorpolymere:

FEP-1 Polymer mit einer Struktureinheit A:

und einer Struktureinheit B:

und mit R = CF ₃

oder

PFA-l-Polymer mit einer Struktureinheit A: und einer Struktureinheit B

und mit R = CF ₂ CF ₂ CF ₃

oder

MFA-Polymer mit einer Struktureinhe

und einer Struktureinheit B

und mit R = CF ₃ .

Gemäß einer Ausführungsform wird in Verfahrensschritt D) eine Folie umfassend ein Fluorpolymer aufgebracht. Insbesondere erfolgt das Aufbringen mittels Heißprägen oder Laminieren. Die Folie kann dabei eine Schichtdicke zwischen 50 ym und 400 ym, bevorzugt zwischen 50 ym und 200 ym, besonders bevorzugt zwischen 50 ym und 100 ym aufweisen.

Üblicherweise sind Fluorpolymere durch ihre Härte und

Sprödigkeit nicht applizierbar. Durch das erfindungsgemäße Verfahren, also beispielsweise das Aufbringen einer Folie umfassend das Fluorpolymer, ist es möglich, Fluorpolymere in Verkapselungsschichten für elektronische, insbesondere optoelektronische, Vorrichtungen, einzubringen.

Gemäß einer Ausführungsform wird das Fluorpolymer in

Verfahrensschritt D) durch Spritzgießen, Spritzprägen,

Transferpressen, Heißprägen oder Schweißen aufgebracht und/oder befestigt. Insbesondere werden dafür Fluorpolymere eingesetzt, die sich durch gute Gießbarkeit und

Verarbeitbarkeit auszeichnen.

Gemäß einer Ausführungsform weisen die Fluorpolymere

beziehungsweise die Verkapselungsschicht einen Brechungsindex von etwa 1,5 auf. Im Vergleich zu einer direkten Auskopplung der Primärstrahlung der Halbleiterchips an Luft mit einem Brechungsindex von etwa 1 kann der Verlust an Strahlung durch Totalreflexion an der Grenzfläche

Halbleiterchip/Verkapselungsschicht im Vergleich zu

Halbleiterchip/Luft vermindert und damit die Lichtauskopplung verbessert werden, da der Unterschied der Brechungsindices zu dem Material der Halbleiterchips verringert wird. Damit dient die Verkapselungsschicht auch einer verbesserten

Lichtauskopplung .

Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Strukturieren der Verkapselungsschicht in Verfahrensschritt E) durch heißes Einprägen oder mechanisch, beispielsweise durch Sägen. Dadurch entstehen Kavitäten in der Verkapselungsschicht , wobei die Kavitäten insbesondere seitlich durch die

Verkapselungsschicht und von unten durch den Träger begrenzt sind. Insbesondere sind die Seitenflächen der Kavität senkrecht oder nahezu senkrecht zur Erstreckungsebene des Trägers ausgerichtet. Die Kavitäten werden bevorzugt in den Zwischenräumen zwischen den einzelnen Halbleiterchips gebildet. Das heiße Einprägen kann beispielsweise mit einem Stempel erfolgen.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen

Verfahrensschritt A) :

A) Aufrauung einer Hauptoberfläche des Trägers. Insbesondere wird die Hauptoberfläche des Trägers aufgeraut, auf die in Verfahrensschritt B) die Halbleiterchips aufgebracht werden. Die Hauptoberfläche des Trägers kann dabei vollflächig, bevorzugt aber nur teilweise aufgeraut werden. Insbesondere erfolgt die Aufrauung an Stellen des Trägers, auf denen nach Verfahrensschritt B) keine Halbleiterchips aufgebracht sind, also in den Zwischenräumen zwischen den einzelnen

Halbleiterchips, besonders bevorzugt an den Stellen, über denen in Verfahrensschritt D) das Fluorpolymer direkt auf den Träger aufgebracht wird. Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Aufrauen in

Verfahrensschritt A) durch Pulverbeschichtung, Ätzen,

Laserbehandlung oder Plasmabehandlung. Das Ätzen kann

beispielsweise ein Trockenätzen oder eine nasschemische

Ätzung sein. Die Pulverbeschichtung kann beispielsweise mittels einer Corona-Aufladung erfolgen.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst oder besteht der Träger aus Silizium, AI ₂ O ₃ oder einer Leiterplatte (PCB, Printed Circuit Board. Bevorzugt umfasst oder besteht der Träger aus Silizium oder AI ₂ O ₃ , da so der thermische

Ausdehnungskoeffizient des Materials des Trägers an das

Material der Halbleiterchips angepasst wird, wodurch

mechanische Spannungen vermieden oder zumindest stark

reduziert werden können. Die Leiterplatte kann beispielsweise ein mit Glasfasern verstärktes Vergussharz, wie

Polyethylenterephthalt , enthalten . In einer Ausführungsform ist der Träger eine Leiterplatte umfassend ein mit Glasfasern verstärktes Vergussharz. Die Aufrauung in Verfahrensschritt A) kann durch eine teilweise Entfernung des Vergussharzes durch eine Laserbehandlung erfolgen, um die darin eingeschlossenen Glasfasern

freizulegen. An den freigelegten Glasfasern kann das

Fluorpolymer sehr gut haften.

Gemäß einer Ausführungsform entstehen durch das Verfahren in Verfahrensschritt A) Verankerungen auf der Hauptoberfläche des Trägers.

Die Verankerungen können 10 bis 100 ym, beispielsweise 10 bis 50 ym, oder 50 bis 100 ym über die Hauptoberfläche des

Trägers hinausragen. Durch die Verankerungen kann eine verbesserte Haftung der Verkapselungsschicht , umfassend das Fluorpolymer, auf dem Träger erreicht werden.

In einer Ausführungsform besteht der Träger aus Silizium und in Verfahrensschritt A) können durch Ätzen des Siliziums und Ausnutzung dessen Kristallorientierung pyramidenförmige

Verankerungen entstehen. Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Aufbringen der

Metallschicht im Verfahrensschritt G) durch Sputtern.

Insbesondere wird Aluminium aufgesputtert . Gemäß einer Ausführungsform ist die Metallschicht

reflektierend für die von den Halbleiterchips emittierte Primärstrahlung ausgebildet. Als besonders hoch reflektierend hat sich dabei eine Aluminiumschicht erwiesen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Metallschicht eine Schichtdicke von 10 nm bis 5 ym, bevorzugt 20 nm bis 1000 nm, besonders bevorzugt 50 nm bis 800 nm, beispielsweise 500 nm auf. In einer Ausführungsform wird die Metallschicht in

Verfahrensschritt G) direkt auf die Seitenflächen der

Kavität, also direkt auf der Verkapselungsschicht

abgeschieden. Insbesondere kann der von der Kavität

eingeschlossene Teil der Hauptoberfläche des Trägers nicht vollständig mit der Metallschicht beschichtet werden. Es verbleibt bei dieser Ausführungsform also noch eine Kavität zwischen den einzelnen Halbleiterchips.

Die Metallschicht dient in der Strahlungsemittierenden optoelektronischen Vorrichtung als Reflektor für die durch die Halbleiterchips emittierte Primärstrahlung und

gegebenenfalls auch für die Sekundärstrahlung des in der Verkapselungsschicht optional enthaltenen

Wellenlängenkonversionsstoffs. Dadurch kann die Lichtausbeute und damit die Effizienz der Strahlungsemittierenden

optoelektronischen Vorrichtung gesteigert werden. Gemäß einer Ausführungsform erfolgt vor Verfahrensschritt G ein Verfahrensschritt G ^x ) Aufbringen einer Haftschicht in die Kavitäten. Das Aufbringen der Metallschicht in

Verfahrensschritt G) erfolgt dann vorzugsweise direkt auf die Haftschicht. Die Haftschicht kann einen mit Silber oder Gold gefüllter Klebstoff, beispielsweise ein Acryl- oder Epoxid- Klebstoff umfassen oder daraus bestehen.

In einer Ausführungsform wird die Haftschicht in

Verfahrensschritt G ^x ) direkt auf die Seitenflächen der

Kavität, also direkt auf der Verkapselungsschicht

abgeschieden. Insbesondere kann der von der Kavität

eingeschlossene Teil der Hauptoberfläche des Trägers nicht vollständig mit der Haftschicht beschichtet werden. Es verbleibt bei dieser Ausführungsform also noch eine Kavität zwischen den einzelnen Halbleiterchips.

Das Verfahren eignet sich also insbesondere zur Herstellung einer strahlungsemittierenden optoelektronischen Vorrichtung mit einer Verkapselungsschicht, die eine verbesserte

Strahlungsauskopplung ermöglicht, den Halbleiterchip vor schädigenden Einflüssen schützt und sehr stabil gegenüber UV- Strahlung ist. Dies wird durch den Einsatz von Fluorpolymeren erreicht, die üblicherweise nur sehr schlecht verarbeitbar sind und deren Einsatz in Verkapselungsschichten deshalb bislang nicht möglich war. Durch die Beschichtung der

Verkapselungsschicht mit einer Metallschicht, die als

Reflektor für die Strahlung dient, kann zudem die

Lichtausbeute verbessert werden. Es ist mit Vorteil nicht mehr notwendig, separate Metallrahmen für LEDs zu verwenden, die sich durch hohe Herstellungskosten und durch eine

eingeschränkte Prozessierungsart mit optischen Materialien als nachteilig erwiesen haben. Die mit diesem Verfahren hergestellte strahlungsemittierende optoelektronische

Vorrichtung zeichnet sich somit durch eine hohe Stabilität, eine hohe Effizienz und eine lange Lebensdauer aus. Gemäß einer Ausführungsform erfolgt nach Verfahrensschritt D) und vor Verfahrensschritt E) ein weiterer Verfahrensschritt: D ^x ) Aufbringen eines Fotolacks auf die Verkapselungsschicht, insbesondere auf die von dem Träger abgewandte

Hauptoberfläche der Verkapselungsschicht. Als Fotolack kann beispielsweise nLof20xx von AZ/MicroChemicals verwendet werden. In Verfahrensschritt E) erfolgt gemäß dieser

Ausführungsform ein Strukturieren des Fotolacks und der

Verkapselungsschicht umfassend das Fluorpolymer zur Bildung von Kavitäten in der Verkapselungsschicht. Beispielsweise kann das Sägen zur Bildung der Kavitäten durch Sägen durch den Fotolack und die Verkapselungsschicht erfolgen.

In einer Ausführungsform kann Verfahrensschritt E) einen Verfahrensschritt El) und E2) umfassen: El) Strukturierung des Fotolacks beispielsweise durch Sägen; E2) Strukturieren der Verkapselungsschicht durch heißes Einprägen oder

mechanisch, beispielsweise durch Sägen. Dadurch entstehen Kavitäten in der Verkapselungsschicht, wobei die Kavitäten insbesondere seitlich durch die Verkapselungsschicht und den Fotolack und von unten durch den Träger begrenzt sind.

Insbesondere sind die Seitenflächen der Kavität senkrecht oder nahezu senkrecht zur Erstreckungsebene des Trägers ausgerichtet. Die Kavitäten werden bevorzugt in den

Zwischenräumen zwischen den einzelnen Halbleiterchips

gebildet. Das heiße Einprägen kann beispielsweise mit einem Stempel erfolgen. Das Abscheiden der Metallschicht in Verfahrensschritt G) kann gemäß einer Ausführungsform auch auf dem Fotolack erfolgen. Nach Verfahrensschritt G) findet ein weiterer

Verfahrensschritt statt:

H) Ablösen des Fotolacks. Eine eventuell auf dem Fotolack abgeschiedene Metallschicht wird dabei mit abgelöst. Dadurch kann die Metallschicht in Verfahrensschritt G) gezielt nur in der Kavität aufgebracht werden und nicht auf der von dem Träger abgewandten Hauptoberfläche der Verkapselungsschicht, da diese durch den Fotolack geschützt ist.

Gemäß einer Ausführungsform findet nach Verfahrensschritt B) ein weiterer Verfahrensschritt statt:

C) Ablösen der Substrate der Halbleiterchips, insbesondere der Saphirsubstrate. Es ist möglich, dass nach Ablösen der Substrate die vom Träger abgewandte Hauptoberfläche des

Halbleiterchips aufgeraut wird und mit einer

Passivierungsschicht beschichtet wird. Die

Passivierungsschicht kann beispielsweise S 1 O2 umfassen oder daraus bestehen.

Das Verfahren kann einen weiteren Verfahrensschritt umfassen: I) Aufbringen einer Schutzschicht. Insbesondere findet dieser Verfahrensschritt nach Verfahrensschritt G) statt. Bevorzugt findet dieser Verfahrensschritt nach Verfahrensschritt H) statt .

Gemäß einer Ausführungsform wird die Schutzschicht auf der Metallschicht abgeschieden.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Schutzschicht S 1 O2 , AI ₂ O ₃ , S 1 ₃ N ₄ oder Parylen. In einer Ausführungsform erfolgt nach Verfahrensschritt G) oder H) ein weiterer Verfahrensschritt:

J) Vereinzeln des Trägers zur Bildung einer elektronischen Vorrichtung umfassend einen Halbleiterchip. Das Vereinzeln erfolgt beispielsweise durch Sägen. Insbesondere erfolgt das Sägen zwischen zwei Halbleiterchips und insbesondere zwischen zwei Metallschichten in der Kavität.

In einer Ausführungsform erfolgt nach Verfahrensschritt G) oder H) oder I) ein weiterer Verfahrensschritt:

J) Aufbringen einer Linse über der dem Träger abgewandten Hauptoberfläche des Halbleiterchips. Insbesondere wird die Linse über und bevorzugt in direktem Kontakt zu der

Verkapselungsschicht angebracht. Die Linse kann gemoldet werden.

Es wird eine elektronische Vorrichtung, insbesondere eine Strahlungsemittierende optoelektronische Vorrichtung

angegeben, die mit dem oben genannten Verfahren hergestellt werden kann. Alle Merkmale des Verfahrens können damit auch Merkmale der elektronischen Vorrichtung sein und umgekehrt.

In einer Ausführungsform umfasst die Strahlungsemittierende optoelektronische Vorrichtung einen Halbleiterchip, der dazu eingerichtet ist, im Betrieb des Bauelements eine UV- Strahlung zu emittieren. Der Halbleiterchip ist auf einem Träger angeordnet. Über der von dem Träger abgewandten

Hauptoberfläche des Halbleiterchips und über der dem

Halbleiterchip zugewandten Hauptoberfläche des Trägers ist eine Verkapselungsschicht umfassend ein Fluorpolymer

angeordnet. Über den Seitenflächen des Halbleiterchips und über der Verkapselungsschicht ist eine Metallschicht, insbesondere eine Aluminiumschicht angeordnet. Insbesondere steht die Metallschicht in direktem Kontakt zu der Verkapselungsschicht .

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen.

Es zeigen:

Figuren 1 bis 10 ein Verfahren zur Herstellung einer

strahlungsemittierenden optoelektronischen Vorrichtung,

Figur 11 verschiedene Fluorpolymere und deren Schmelzpunkte,

Figur 12 Schmelztemperaturen für unterschiedliche

Fluorpolymere,

Figur 13 Transmission verschiedener Fluorpolymere.

In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente, wie zum Beispiel Schichten, Bauteile, Bauelemente und Bereiche, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.

Figur 1 zeigt einen Halbleiterchip 2 umfassend eine aktive Epitaxieschichtenfolge mit einer n-leitenden Schicht 2n und einer p-leitenden Schicht 2p, die geeignet ist, im Betrieb der strahlungsemittierenden optoelektronischen Vorrichtung eine Primärstrahlung im UV-Bereich des elektromagnetischen Spektrums zu emittieren. Der Halbleiterchip 2 ist auf einem Substrat 1, insbesondere einem Saphirsubstrat, angeordnet oder aufgewachsen. Der Halbleiterchip 2 basiert

beispielsweise auf Aluminiumindiumgalliumnitrid. Der

Halbleiterchip 2 ist auf einem ersten Anschluss 4 und einem zweiten Anschluss 5 befestigt und elektrisch mit diesen

Anschlüssen kontaktiert. Dabei kontaktiert der Anschluss 4 die n-leitende Schicht 2n und der Anschluss 5 die p-leitende Schicht 2p. Die Anschlüsse 4 und 5 sind aus einem Metall gebildet, das eine Reflektivität für UV-Strahlung größer als 60 %, bevorzugt größer als 70 %, besonders bevorzugt größer als 80 % aufweist, beispielsweise Silber oder Aluminium.

Dadurch kann die von dem Halbleiterchip emittierte

Primärstrahlung zurück in den Halbleiterchip reflektiert werden und über die Hauptoberfläche 2a aus dem Halbleiterchip abgestrahlt werden. Zwischen der p-leitenden Schicht 2p und den Anschlüssen 4 und 5 ist eine isolierende Schicht I angeordnet. Insbesondere isoliert die isolierende Schicht I den ersten Anschluss 4 von der p-leitenden Schicht 2p.

Zwischen der p-leitenden Schicht 2p und der isolierenden Schicht I kann insbesondere über dem zweiten Anschluss 5 eine Spiegelschicht angeordnet sein (hier nicht gezeigt) .

Alternativ kann der zweite Anschluss 5 einen direkten Kontakt zur p-leitenden Schicht 2p aufweisen, also nicht durch eine isolierende Schicht von dieser getrennt sein. Bei dieser Ausführungsform befindet sich die isolierende Schicht I nur zwischen dem ersten Anschluss 4 und der p-leitenden Schicht 2p .

Weiter ist in Figur 1 eine schematische Seitenansicht eines Trägers 3 dargestellt. Der Träger weist Durchkontaktierungen 4a und 5a auf. Auf einer Hauptoberfläche des Trägers 3a befinden sich Verankerungen 6, die durch eine Aufrauung einstehen. Die Hauptoberfläche des Trägers 3a ist nur

teilweise aufgeraut. Insbesondere erfolgt die Aufrauung an Stellen der Hauptoberfläche des Trägers 3a, auf denen in dem nachfolgenden Verfahrensschritt keine Halbleiterchips 2 aufgebracht werden, also in den Zwischenräumen 8a zwischen den einzelnen Halbleiterchips 2. Beispielsweise besteht der Träger 3 aus Silizium und kann dabei pyramidenförmige

Verankerungen 6 aufweisen. Die pyramidenförmigen

Verankerungen 6 können durch Ätzen des Siliziums und durch Ausnutzung dessen Kristallorientierung hergestellt werden.

In Figur 2 werden die Halbleiterchips 2 auf dem Träger 3 aufgebracht und befestigt. Dabei wird jeweils der Anschluss 4 auf die Durchkontaktierung 4a aufgebracht und der Anschluss 5 auf die Durchkontaktierung 5a. Die Befestigung der

Halbleiterchips 2 auf der Hauptoberfläche des Trägers 3a kann mittels Kleben oder Löten erfolgen. Die Halbleiterchips 2 werden beabstandet voneinander auf dem Träger 3 angeordnet, so dass zwischen den einzelnen Halbleiterchips 2 ein

Zwischenraum 8a gebildet wird.

In Figur 3 ist dargestellt, dass das Substrat 1, insbesondere das Saphirsubstrat, auf dem die Epitaxieschichtenfolge aufgewachsen ist, entfernt wird. Es ist aber auch möglich, dass das Saphirsubstrat teilweise oder vollständig über dem Halbleiterchip 2 verbleibt. Verbleibt das Saphirsubstrat teilweise oder vollständig über dem Halbleiterchip 2, kann es an dessen Oberfläche Topographieunterschiede, beispielsweise um die 150 ym, aufweisen. Dadurch kann die im Folgenden aufgebrachte Verkapselungsschicht 7 auf der Oberfläche des Saphirsubstrats sehr gut haften. Zur besseren Lichtauskopplung kann der Halbleiterchip 2, insbesondere die von dem Träger abgewandte Hauptoberfläche des Halbleiterchips 2a, aufgeraut werden, um die Auskopplung des Lichts an die Umgebung zu verbessern, anschließend kann eine Passivierung des Halbleiterchips 2, beispielsweise durch das Aufbringen von Si0 ₂ , erfolgen (nicht gezeigt) .

Gemäß Figur 4 wird eine Verkapselungsschicht 7 über oder auf den Halbleiterchips 2 aufgebracht. Insbesondere wird die Verkapselungsschicht 7 auf der den Halbleiterchips

zugewandten Hauptoberfläche des Trägers 3a, den Seitenflächen der Halbleiterchips 2c und auf der dem Träger 3 abgewandten Hauptoberflächen der Halbleiterchips 2a aufgebracht. Dabei kann die Verkapselungsschicht 7 beispielsweise als Folie auflaminiert werden. Die Folie umfasst dabei ein

Fluorpolymer, beispielsweise Fluoriertes-Ethylen-Propylen- Copolymer (FEP) . Durch das erfindungsgemäße Verfahren können Fluorpolymere in Strahlungsemittierenden optoelektronischen Vorrichtungen eingesetzt werden, die üblicherweise durch ihre Härte und Sprödigkeit nur sehr schlecht verarbeitbar sind. Durch die Verankerungen 6 wird die Haftung der Folie auf dem Träger 3 verbessert.

Gemäß Figur 5 wird über der Verkapselungsschicht 7

vollflächig ein Fotolack 9 auf der von dem Träger 3

abgewandten Hauptoberfläche der Verkapselungsschicht

aufgebracht .

In Figur 6 werden die Verkapselungsschicht 7 und der Fotolack 9 umfassend das Fluorpolymer strukturiert. Insbesondere erfolgt diese Strukturierung durch Sägen jeweils zwischen zwei Halbleiterchips 2 in den Zwischenräumen 8a. Das Sägen kann beispielsweise mit einer Sägeblattbreite von 100 bis 200 ym erfolgen. Dabei entstehen zwischen den einzelnen

Halbleiterchips 2 Kavitäten 8. Die Kavitäten 8 sind seitlich durch die Verkapselungsschicht 7 und den Fotolack 9 und von unten durch den Träger 3 begrenzt. Insbesondere sind die Seitenflächen der Kavität 8c senkrecht oder nahezu senkrecht zur Erstreckungsebene des Trägers 3 ausgerichtet.

In Figur 7 wird eine Metallschicht 10 in der Kavität 8 und über dem Fotolack 9 aufgebracht, insbesondere erfolgt die Abscheidung des Metalls, beispielsweise Aluminium, durch Sputtern. Insbesondere wird die Metallschicht 10 an den

Seitenflächen der Kavität 8c über der Verkapselungsschicht 7 und dem Fotolack 9 und auf der von dem Träger 3 abgewandten Hauptoberfläche des Fotolacks 9 abgeschieden. Der von der Kavität 8 eingeschlossene Teil der Hauptoberfläche des

Trägers wird nicht vollständig mit der Metallschicht 10 beschichtet. Es verbleibt noch eine Kavität 12 zwischen den einzelnen Halbleiterchips 2. In Figur 8 wird der Fotolack 9 entfernt. Dies erfolgt

beispielsweise durch ein Lift-off-Verfahren . Der Lift-off Prozess löst den Fotolack 9 unter der Metallschicht 10 und liftet unter Hochdruck die Metallschicht 10 über dem Fotolack 9 mit.

Anschließend erfolgt eine Vereinzelung zur Bildung der

Strahlungsemittierenden optoelektronischen Vorrichtungen, die in Figur 9 dargestellt ist. Das Vereinzeln erfolgt

beispielsweise durch Sägen des Trägers 3 in der Kavität 12.

In dem Verfahrensschritt der Figur 10 kann eine Linse 11, beispielsweise durch Molden, über der Verkapselungsschicht 7 aufgebracht werden. Bei der so hergestellten Strahlungsemittierenden Vorrichtung handelt es sich um einen sogenannten „Top-Emitter", das bedeutet, dass die Strahlung nach oben über die Verkapselungsschicht 7 an die Umgebung abgestrahlt wird.

Figur 11 zeigt eine Tabelle mit den bevorzugten

Fluorpolymeren der Verkapselungsschicht. Dabei sind in der ersten Spalte die jeweilige Abkürzung des Fluorpolymers, in der zweiten Spalte die Struktureinheit A, in der dritten Spalte die Struktureinheit B, sofern es sich um ein Copolymer handelt, in der vierten Spalte der Anteil der Struktureinheit B in Mol-% und in Spalte B die Schmelztemperatur des

jeweiligen Polymers angegeben. Als besonders stabil gegenüber Temperatureinwirkung und UV-Strahlung haben sich die

Fluorpolymere MFA, PFA-1 und FEP-1 erwiesen.

Figur 12 zeigt Schmelztemperaturen für unterschiedliche

Fluorpolymere. Bei Schmelztemperaturen unter 320 °C lassen sich die Fluorpolymere durch Spritzgießen, Spritzprägen oder Transferpressen aufbringen. Liegen die Schmelztemperaturen darüber, lassen sich die Fluorpolymere zu einer Folie

verarbeiten, die laminiert werden kann oder durch Heißprägen oder Schweißen aufgebracht und befestigt werden kann. Bei Schmelztemperaturen über 320 °C können die Fluorpolymere einem Sinterprozess unterzogen werden. Dazu werden einzelne Pulverteilchen zu einem homogenen Gefüge zusammengesintert. Bei Temperaturen über 350 °C wird der

Kristallisationsschmelzpunkt überschritten und das PTFE geht in den amorphen Zustand, hier als „mod. PTFE" bezeichnet. Bei einer Schmelztemperatur von 305 °C kann das PFA geschmolzen werden. Bei einer Temperatur von 320 °C kann das sogenannte Moldflon geschmolzen werden. Bei einer Temperatur von 327 °C kann das mod. PTFE, das Polytetrafluorethylen, geschmolzen werden. Bei 327 °C kann das PTFE geschmolzen werden. Das PTFE ist von Haus aus nicht moldbar. Erst durch

Seitenkettenmodifizierung, beispielsweise Moldflon, ist es beispielsweise spritzgießbar . - Das Moldflon ist ein

Fluorpolymer, das von Elring Klinger Kunststofftechnik erhältlich ist.

Figur 13 zeigt die relative Transmission T _r in Prozent verschiedener Fluorpolymere bei unterschiedlichen

Wellenlängen λ in nm. Die Daten basieren auf Messungen einer Verkapselungsschicht bestehend aus dem jeweiligen

Fluorpolymer mit einer Schichtdicke von jeweils 0,5 mm. Die mit dem Bezugszeichen I versehene Kurve zeigt die

Transmission von Hyflon® PFA, die mit dem Bezugszeichen II versehene Kurve zeigt die Transmission von Hyflon® PFA M640, die mit dem Bezugszeichen III versehene Kurve zeigt die

Transmission von Hyflon® MFA F1540 und die mit dem

Bezugszeichen IV versehene Kurve zeigt die Transmission von einen Fluorpolymer bestehend aus einer Kombination von PFA-1 und MFA.

Die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen

Ausführungsbeispiele und deren Merkmale können gemäß weiterer Ausführungsbeispiele auch miteinander kombiniert werden, auch wenn solche Kombinationen nicht explizit in den Figuren gezeigt sind. Weiterhin können die in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele zusätzliche oder alternative Merkmale gemäß der Beschreibung im allgemeinen Teil aufweisen.

Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt, vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen i den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den

Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Bezugs zeichenliste

1 Substrat

2 Halbleiterchip

2a Hauptoberfläche des Halbleiterchips

2c Seitenfläche des Halbleiterchips

2n n-leitende Schicht

2p p-leitende Schicht

3 Träger

4 erster Anschluss

5 erster Anschluss

4a erste Durchkontaktierung

5a zweite Durchkontaktierung

6 Verankerung

7 Verkapselungsschicht

7a Hauptoberfläche der Verkapselungsschicht

8 Kavität

8a Zwischenraum

8c Seitenfläche der Kavität

9 Fotolack

10 Metallschicht

11 Linse

12 Kavität

I isolierende Schicht

T Temperatur

T _r relative Transmission

λ Wellenlänge

I Transmission von Hyflon® PFA

II Transmission von Hyflon® PFA M640

III Transmission von Hyflon® MFA F1540

IV Transmission von einen Fluorpolymer bestehend aus einer

Kombination von PFA-1 und MFA