Verfahren zur Herstellung optoelektronischer Bauelemente und oberflächenmontierbares optoelektronisches Bauelement

Es wird ein Verfahren zur Herstellung optoelektronischer Bauelemente angegeben. Darüber hinaus wird ein

oberflächenmontierbares optoelektronisches Bauelement

angegeben .

Ein Verfahren zur Aufbringung einer Konverterschicht auf einem Halbleiterchip ist zum Beispiel aus der Druckschrift WO 2014/001149 AI bekannt.

Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung optoelektronischer Bauelemente anzugeben, mit dem eine Konverterschicht homogen auf Halbleiterchips aufgebracht wird. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein optoelektronisches Bauelement anzugeben, das eine homogene Konverterschicht aufweist.

Diese Aufgaben werden unter anderem durch das Verfahren und den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind

Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren zur Herstellung optoelektronischer Bauelemente einen Schritt A) , in dem ein Träger und eine Mehrzahl optoelektronischer Halbleiterchips bereitgestellt werden. Der Träger kann zum Beispiel ein Metallträger oder Glasträger oder

Halbleiterträger oder Kunststoffträger sein. Es kann der Träger aber auch ein Vergussmaterial sein, in dem die

Halbleiterchips eingebettet sind.

Jeder Halbleiterchip weist Kontaktelemente zur externen elektrischen Kontaktierung auf. Die Kontaktelemente sind auf einer Kontaktseite des Halbleiterchips angeordnet. Bevorzugt sind alle Kontaktelemente, die zur externen Kontaktierung des Halbleiterchips nötig sind, auf einer einzigen Seite des Halbleiterchips, nämlich der Kontaktseite, angeordnet.

Insbesondere sind die Kontaktelemente im unmontierten Zustand des Halbleiterchips frei zugänglich. Die Kontaktelemente stehen zum Beispiel von der Kontaktseite hervor.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt B) bei dem die Halbleiterchips lateral

nebeneinander auf dem Träger aufgebracht werden. Die laterale Richtung ist dabei durch die Haupterstreckungsrichtung des Trägers bestimmt. Die Halbleiterchips werden dabei bevorzugt so aufgebracht, dass die Kontaktseiten jeweils dem Träger zugewandt sind. Die Kontaktelemente sind also nach dem

Aufbringen bevorzugt von dem Träger bedeckt.

Besonders bevorzugt werden im Schritt B) die Kontaktelemente seitlich, also in Richtung parallel zur

Haupterstreckungsrichtung des Trägers, von einem oder

mehreren Schutzelemente umgeben. Die Schutzelemente können vor dem Schritt B) auf den Träger aufgebracht werden oder bereits Teil des Trägers sein. Die Schutzelemente können mit den Kontaktelementen in direkten Kontakt gebracht werden oder nach dem Aufbringen der Halbleiterchips seitlich von den Kontaktelementen beabstandet sein. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt C) , bei dem eine elektrisch leitende Schicht auf zumindest Teilbereiche der nicht vom Träger bedeckten Seiten der Halbleiterchips aufgebracht wird. Zum Beispiel werden dabei alle nicht vom Träger überdeckten Seiten der Halbleiterchips von der elektrisch leitenden Schicht

überdeckt oder bedeckt. Alternativ kann aber auch nur eine der Kontaktseite gegenüberliegende Strahlungsseite eines jeden Halbleiterchips von der elektrisch leitenden Schicht überdeckt werden. Quer zur Kontaktseite verlaufende

Seitenflächen der Halbleiterchips bleiben dann frei von der elektrisch leitenden Schicht. Die Strahlungsseite ist dabei zum Beispiel eine Außenseite, etwa eine Hauptseite, des

Halbleiterchips, über die im Betrieb ein Teil oder ein

Großteil der im Halbleiterchip produzierten Strahlung aus dem Halbleiterchip ausgekoppelt wird.

Bevorzugt überdeckt die elektrisch leitende Schicht die entsprechenden Seiten der Halbleiterchips vollständig

und/oder formschlüssig. Besonders bevorzugt ist die

elektrisch leitende Schicht auf dem Träger und auf den

Halbleiterchips zusammenhängend, durchgehend und

unterbrechungsfrei ausgebildet. Es handelt sich dann bei der elektrisch leitenden Schicht auf der Mehrzahl der

Halbleiterchips um eine einzige Schicht. Insbesondere wird die elektrisch leitende Schicht direkt auf die

Halbleiterchips aufgebracht, befindet sich mit den

Halbleiterchips dann also in direktem Kontakt. In diesem Fall werden zuvor keine weiteren Schichten auf die Halbleiterchips aufgebracht.

Besonders bevorzugt verhindern das oder die Schutzelemente im Schritt C) einen direkten Kontakt der Kontaktelemente mit der elektrisch leitenden Schicht. Die Schutzelemente sind also derart um die Kontaktelemente angeordnet, dass beim

Aufbringen der elektrisch leitenden Schicht diese nicht bis zu den Kontaktelementen gelangt.

Das Aufbringen der elektrisch leitenden Schicht kann

beispielsweise über ein Sputterverfahren oder über Aufdampfen oder über Atomlagenabscheidung, im Englischen Atomic Layer Deposition, kurz ALD, oder Chemische Gasphasenabscheidung, im Englischen Chemical Vapor Deposition, kurz CVD, oder

Physikalische Gasphasenabscheidung, im Englischen Physical Vapor Deposition, kurz PVD, erfolgen.

Die Dicke der elektrisch leitenden Schicht beträgt

beispielsweise zumindest 20 nm oder 100 nm oder 300 nm.

Alternativ oder zusätzlich ist die Dicke der elektrisch leitenden Schicht höchstens 2 ym oder 1 ym oder 500 nm. Unter der Dicke der elektrisch leitenden Schicht wird dabei bevorzugt die maximale oder mittlere oder minimale Dicke entlang der gesamten Ausdehnung der elektrisch leitenden Schicht verstanden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird in einem Schritt D) eine Konverterschicht elektrophoretisch auf der elektrisch leitenden Schicht abgeschieden, insbesondere direkt und/oder formschlüssig auf der elektrisch leitenden Schicht

abgeschieden. Die Konverterschicht ist dazu eingerichtet, im bestimmungsgemäßen Betrieb zumindest einen Teil einer von den Halbleiterchips emittierten Strahlung in Strahlung eines anderen Wellenlängenbereichs zu konvertieren.

Die Halbleiterchips emittieren im Betrieb beispielsweise sichtbares Licht zwischen einschließlich 400 nm und 800 nm oder Licht im UV-Bereich zwischen einschließlich 200 nm und 400 nm. Die Konverterschicht konvertiert die vom

Halbleiterchip emittierte Strahlung beispielsweise in

sichtbares Licht, wie rotes und/oder gelbes und/oder grünes und/oder blaues Licht. Insbesondere ist denkbar, dass die Konverterschicht eine Vollkonversion der aus den

Halbleiterchips emittierten Strahlung bewirkt.

Zur elektrophoretischen Abscheidung der Konverterschicht wird der Träger mit den Halbleiterchips beispielsweise in ein

Elektrophoresebad getaucht, das zum Beispiel mit organischen Lösungsmitteln und Konverterpartikeln versetzt ist. Durch Anlegen einer elektrischen Spannung an das Elektrophoresebad wandern die abzuscheidenden Konverterpartikel zu der

elektrisch leitenden Schicht und setzen sich auf dieser ab. Auf diese Weise bildet sich die Konverterschicht, die

bevorzugt in direktem Kontakt mit der elektrisch leitenden Schicht ist. Insbesondere ist die durch das Elektrophoreseverfahren abgeschiedene Konverterschicht zusammenhängend, durchgehend und unterbrechungsfrei auf der elektrisch leitenden Schicht ausgebildet. Die Konverterschicht kann also ebenfalls alle Seiten der Halbleiterchips, die nicht vom Träger überdeckt sind, teilweise oder vollständig bedecken.

Als Materialien für Konverterpartikel der Konverterschicht eignen sich beispielsweise Granate, wie

(Y, Lu, Gd, Tb)3(Al]__ _x , Ga _x ) 5O12 : Ce ³⁺ oder dotierte

Siliziumnitride, wie (Ca, Ba, Sr) ₂ Si5Ng : Eu2 ⁺ , oder dotierte Siliziumaluminiumnitride, wie (Ca, Sr) AIS1N3 : Eu^ ^" oder

Sr(Ca, Sr) Si ₂ Al ₂ N ₆ :Eu ²⁺ oder (Sr, Ca) AlSiN ₃ *Si ₂ N ₂ 0 : Eu2+ oder (Ca, Sr) AI ( _] __4 _x /3 ) Si ( _] _ _+x ) N3 : Ce (x=0,2-0,5), oder Siliziumoxinitride, wie (Ba, Sr, Ca) S12O2 2 : E ⁺ oder

^AE 2-x-a ^RE x ^Eu a ^si l-y°4-x-2y ^N x ^{oder AE} 2-x-a ^RE x ^Eu a ^si l-y°4-x-2y ^N y oder dotierte Siliziumoxide, wie (Ba, Sr, Ca) 2S1O4 : Eu^ ^" oder

CagMg (S1O4) 4CI2 :Eu2+, wobei AE ein Erdalkalimetall und RE ein Seltenerd-Metall ist.

Die Konverterpartikel haben beispielsweise Korngrößen von zumindest 100 nm oder 1 ym oder 10 ym. Alternativ oder zusätzlich sind die Korngrößen höchstens 50 ym oder 20 ym oder 1 ym.

Neben der Konverterschicht können auch weitere Schichten, zum Beispiel mit Materialien zur Lichtstreuung und/oder mit

Farbpigmenten, auf der elektrisch leitenden Schicht

abgeschieden werden, insbesondere elektrophoretisch

abgeschieden werden. Auch können Materialien zur

Lichtstreuung und/oder Farbpigmente gemeinsam mit den

Konverterpartikeln in einem gemeinsamen Elektrophoreseprozess abgeschieden werden.

Mittels elektrophoretischer Abscheidung können dünne

Schichtenstapel mit einer Gesamtdicke von bis zu 70 ym abgeschieden werden. Dabei können auf einer

Konversionsschicht weitere Schichten mit anderen

Konversionseigenschaften abgeschieden werden, sodass sich räumlich getrennte Schichten mit unterschiedlicher Funktion ergeben. Beispielsweise können einer Konversionsschicht, welche elektromagnetische Strahlung im roten

Wellenlängenbereich emittiert, weitere Konversionsschichten, die elektromagnetische Strahlung eines Bereichs kürzerer Wellenlänge emittieren, nachgeordnet sein. Dadurch wird vorteilafterweise das Risiko, dass die Strahlung im roten Wellenlängenbereich in den nachgeordneten Schichten absorbiert wird, reduziert. Dies verbessert die Effizienz und die Entwärmung des optoelektronischen Bauelements.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird in einem Schritt E) die elektrisch leitende Schicht aus Bereichen zwischen der Konverterschicht und den Halbleiterchips entfernt. Das

Entfernen kann beispielsweise über einen protischen

Reaktionspartner und/oder ein Lösungsmittel erfolgen. Dabei wird die elektrisch leitende Schicht unterhalb der

Konverterschicht strukturell verändert und/oder herausgelöst. Insbesondere wird durch das Herauslösen oder das strukturelle Verändern der elektrisch leitenden Schicht erreicht, dass zumindest 90 % oder 95 % oder 99 % der aus dem Halbleiterchip austretenden elektromagnetischen Strahlung in die

Konverterschicht gelangen. Eine zuvor möglicherweise

vorhandene Strahlungsabsorbierende Wirkung der elektrisch leitenden Schicht wird durch das Entfernen bevorzugt

reduziert oder eliminiert. Jedes mit diesem Verfahren hergestellte optoelektronische Bauelement umfasst dann beispielsweise genau einen

Halbleiterchip mit der darauf aufgebrachten Konverterschicht.

In mindestens einer Ausführungsform umfasst das Verfahren zur Herstellung optoelektronischer Bauelemente einen Schritt A) , in dem ein Träger und eine Mehrzahl optoelektronischer

Halbleiterchips bereitgestellt wird, wobei jeder

Halbleiterchip Kontaktelemente zur externen elektrischen Kontaktierung aufweist, die auf einer Kontaktseite des

Halbleiterchips angeordnet sind. In einem Schritt B) werden die Halbleiterchips lateral nebeneinander auf dem Träger aufgebracht, wobei beim Aufbringen die Kontaktseiten dem Träger zugewandt werden. In einem Schritt C) wird eine elektrisch leitende Schicht auf zumindest Teilbereiche der nicht vom Träger bedeckten Seiten der Halbleiterchips aufgebracht, wobei die elektrisch leitende Schicht

zusammenhängend ausgebildet ist. In einem Schritt D) wird eine Konverterschicht auf der elektrisch leitenden Schicht elektrophoretisch abgeschieden, wobei die Konverterschicht dazu eingerichtet ist, im bestimmungsgemäßen Betrieb

zumindest einen Teil einer von den Halbleiterchips

emittierten Strahlung in Strahlung eines anderen

Wellenlängenbereichs zu konvertieren. Die elektrisch leitende Schicht wird in einem Schritt E) aus Bereichen zwischen der Konverterschicht und den Halbleiterchips entfernt.

Der hier beschriebenen Erfindung liegt insbesondere die Idee zugrunde, Halbleiterchips mit einem Konverterelement in Form einer dünnen Konverterschicht über ein elektrophoretisches Verfahren zu bedecken. Durch die dünne Konverterschicht sind die thermischen Eigenschaften der fertigen Bauelemente gegenüber Bauelementen mit dicken Konverterelementen

verbessert. Insbesondere kommt es dann zu einer weniger starken Aufheizung der Halbleiterchips oder der

Konverterelemente, wodurch typische Temperatureffekte, wie Verfärbungen und Rissbildungen im Konverterelement oder Verschiebung der Farbkoordinaten oder Effizienzeinbrüche, reduziert werden können. Außerdem hat eine dünne

Konverterschicht gegenüber zum Beispiel einem dicken

Konverterverguss den Vorteil, dass weniger Strahlung in

Richtung der Rückseite, zum Beispiel in Richtung eines

Anschlussträgers, emittiert wird.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden die Schritte A) bis E) in der angegebenen Reihenfolge nacheinander und/oder unabhängig voneinander und/oder in separaten Schritten durchgeführt .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist auf dem Träger eine Verbindungsschicht aufgebracht. Beim Aufbringen im Schritt B) werden die Kontaktelemente beispielsweise so tief in die Verbindungsschicht eingedrückt, dass die Kontaktelemente im Schritt C) vor einer Bedeckung mit der elektrisch leitenden Schicht und somit vor der Gefahr von Kurzschlüssen geschützt sind. Dazu werden die Kontaktelemente beispielsweise

vollständig in die Verbindungsschicht eingedrückt. Die

Verbindungsschicht ist also bevorzugt verformbar und/oder elastisch. Vorliegend werden dann zum Beispiel das

Schutzelement oder die Schutzelemente durch die

Verbindungsschicht gebildet.

Insbesondere erstreckt sich die Verbindungsschicht

durchgehend und zusammenhängend entlang des Trägers und weist keine Unterbrechungen zwischen den Halbleiterchips oder im Bereich der Halbleiterchips auf. Die Verbindungsschicht hat beispielsweise eine Dicke von zumindest 2 ym oder 5 ym oder 10 ym. Alternativ oder zusätzlich hat die Verbindungsschicht eine Dicke von höchstens 30 ym oder 20 ym oder 15 ym. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die

Verbindungsschicht ein thermoplastisches Material auf oder besteht daraus. Thermoplaste sind insbesondere Kunststoffe, die sich in einem bestimmten Temperaturbereich verformen lassen. Zum Aufbringen der Halbleiterchips auf dem Träger kann also die Verbindungsschicht bevorzugt auf eine

entsprechende Temperatur gebracht werden, so dass die

Kontaktelemente in die Verbindungsschicht eingedrückt werden können. Die Erfinder haben herausgefunden, dass Verbindungsschichten, zum Beispiel aus thermoplastischen Materialien, auch einen besonders guten Schutz der

Kontaktelemente vor insbesondere nasschemischen Prozessen bieten .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden die

Halbleiterchips nach dem Schritt E) von dem Träger abgelöst, beispielsweise durch entsprechendes Erwärmen der

Verbindungsschicht oder des Trägers. Die Halbleiterchips mit der Konverterschicht können nach dem Ablösen oder vor dem

Ablösen vom Träger vereinzelt werden. Auf diese Weise werden einzelne optoelektronische Bauelemente erzeugt. Die

Kontaktelemente der Halbleiterchips liegen bei den fertigen Bauelementen bevorzugt frei und sind frei zugänglich.

Insbesondere sind die vom Träger abgelösten und vereinzelten Bauelemente auch ohne weitere Vergussmaterialien mechanisch selbsttragend und stabil ausgebildet. Die optoelektronischen Bauelemente sind in ihren Abmessungen bevorzugt an die

Abmessungen der Halbleiterchips angepasst, weichen also in ihren lateralen und/oder vertikalen Abmessungen um weniger als 10 % oder 5 % von den entsprechenden Abmessungen der Halbleiterchips ab. Gemäß zumindest einer Ausführungsform überdecken die

elektrisch leitende Schicht und/oder die Konverterschicht nach den Schritten C) oder D) die nicht vom Träger bedeckten Seiten der Halbleiterchips zu zumindest 90 % oder 95 % oder 99 % oder vollständig.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Träger ein Vergussmaterial, in das die Halbleiterchips eingebettet werden. Der Schritt A) , in dem der Träger und die Halbleiterchips bereitgestellt werden, fällt in diesem Fall mit dem Schritt B) , in dem die Halbleiterchips auf dem Träger angeordnet werden, zusammen. Das Vergussmaterial weist beispielsweise ein Polymer oder ein Acrylat oder ein Omocer oder ein Epoxidharz oder einen Fotolack oder einen

Kunststoff, wie einen weißen Kunststoff, auf oder besteht daraus. Möglich ist hier zum Beispiel ein Silikon oder Harz mit darin eingebrachten Titandioxidpartikeln. Das

Vergussmaterial wird dann im Weiteren nicht von den

Halbleiterchips abgelöst, bildet dann also einen Teil der fertigen optoelektronischen Bauelemente.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind nach den Schritten A) und B) die Halbleiterchips derart in dem Vergussmaterial eingebettet, dass die Kontaktseiten vollständig von dem

Träger bedeckt sind. Die quer zur Kontaktseite verlaufenden Seitenflächen der Halbleiterchips sind teilweise oder

vollständig von dem Vergussmaterial bedeckt. Die der

Kontaktseite gegenüberliegende Strahlungsseite eines jeden Halbleiterchips ist teilweise oder vollständig frei von dem Vergussmaterial. Insbesondere schließen der Halbleiterchip und das Vergussmaterial dann an der Strahlungsseite bündig miteinander ab. Das Einbetten der Halbleiterchips in dem Träger oder dem

Vergussmaterial kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Halbleiterchips zunächst auf einem Hilfsträger angeordnet werden, wobei die Strahlungsseiten dem Hilfsträger zugewandt sind. Anschließend werden die Halbleiterchips mit dem

Vergussmaterial Übergossen und vollständig umformt. Nach dem Ablösen des Hilfsträgers liegen die Strahlungsseiten dann zum Beispiel frei. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist nach den Schritten A) und B) der Verbund aus Vergussmaterial und Halbleiterchips selbstragend. Das heißt insbesondere, dass der Verbund auch ohne weiteren Träger mechanisch stabil ist. Um dies zu erreichen, kann zuvor die Durchführung eines

Aushärteprozesses für das Vergussmaterial nötig sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden nach dem Schritt E) Löcher in das Vergussmaterial eingebracht, durch die hindurch die zuvor von dem Vergussmaterial überdeckten

Kontaktelemente elektrisch kontaktiert werden können.

Vorliegend bildet beispielsweise das Vergussmaterial das oder die Schutzelemente um die Kontaktelemente.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird vor dem Schritt C) ein Verguss zwischen den Halbleiterchips eingebracht.

Insbesondere werden zwischen zwei benachbarten

Halbleiterchips befindliche Freiräume mit dem Verguss

aufgefüllt. In den Freiräumen kann der Träger vor dem

Auffüllen frei liegen. Zum Beispiel handelt es sich bei dem Verguss um ein oben genanntes Vergussmaterial, mit dem die Freiräume teilweise oder vollständig aufgefüllt werden können. Der Verguss wird dabei bevorzugt ringsum die

Halbleiterchips angeordnet, sodass zumindest jeweils eine oder alle Seitenflächen der Halbleiterchips jeweils

teilweise, etwa zu zumindest 90 % oder 95 %, oder vollständig von dem Verguss bedeckt oder umformt werden. Die

Strahlungsseiten der Halbleiterchips bleiben dabei jeweils teilweise oder vollständig frei von dem Verguss.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird im Schritt C) die elektrisch leitende Schicht auch auf den zwischen den Halbleiterchips liegenden Verguss aufgebracht. Im Schritt E) kann die elektrisch leitende Schicht dann auch aus Bereichen zwischen der Konverterschicht und dem Verguss entfernt werden .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird im Schritt E) die elektrisch leitende Schicht mittels eines nasschemischen Prozesses entfernt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die elektrisch leitende Schicht zumindest ein Metall oder eine

Metalllegierung auf oder besteht daraus. Mögliche Metalle sind zum Beispiel: AI, Ag, Au, Ti, Pt, Li, Na, Ka, Ru, Cs, Be, Ca, Mg, Sr, Ba, Sc, Si, Ga, Sn. Möglich ist aber auch, dass die elektrisch leitende Schicht ein leitfähiges

transparentes Material, wie ITO oder ZnO, umfasst oder daraus besteht .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird im Schritt E) das Metall der elektrisch leitenden Schicht durch eine chemische Reaktion teilweise oder vollständig in ein Salz aus dem

Metall umgewandelt. Dazu kann die elektrisch leitende Schicht beispielsweise mit einem protischen Reaktionspartner in

Kontakt gebracht werden und anschließend mit einem

Lösungsmittel herausgewaschen werden. Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der Druckschrift WO 2014/001149 AI bekannt .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der

Stoffmengenanteil des Salzes in der Konverterschicht nach dem Schritt E) zumindest 0,001 % oder 0,01 % oder 0,1 %.

Alternativ oder zusätzlich beträgt der Stoffmengenanteil des Salzes höchstens 2 % oder höchstens 1 % oder 0,5 %. Dabei kann das Salz tatsächlich innerhalb der Konverterschicht verteilt sein und/oder eine separate Schicht unterhalb der Konverterschicht bilden. Im letzteren Fall wird diese

separate Schicht zum Beispiel als Teil der Konverterschicht betrachtet.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die

Konverterschicht nach dem Abscheideprozess im Schritt D) eine homogene Schichtdicke mit maximalen Dickenschwankungen von 20 % oder 10 % oder 5 % oder 3 % oder 1 % um einen Mittelwert der Schichtdicke auf. Der Mittelwert der Schichtdicke wird beispielsweise entlang der gesamten Ausdehnung der

Konverterschicht bestimmt. Durch eine solch homogene

Schichtdicke kann eine besonders hohe Farborthomogenität entlang einer gesamten Strahlungsaustrittsfläche der

Halbleiterchips realisiert werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform beträgt die

Schichtdicke der Konverterschicht nach dem Schritt E) höchstens 70 ym oder 50 ym oder 30 ym. Alternativ oder zusätzlich beträgt die Schichtdicke nach dem Schritt E) zumindest 10 ym oder 20 ym oder 30 ym. Unter der Schichtdicke wird dabei beispielsweise die maximale oder mittlere

Schichtdicke der Konverterschicht verstanden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform verläuft die

Konverterschicht nach dem Schritt E) durchgehend,

zusammenhängend und unterbrechungsfrei auf den

Halbleiterchips. Insbesondere ist auch nach einem etwaigen Vereinzelungsprozess der Halbleiterchips die Konverterschicht auf jedem einzelnen Halbleiterchip durchgehend,

zusammenhängend und unterbrechungsfrei ausgebildet Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die

Konverterschicht aus einem Pulver von Konverterpartikeln gebildet. Die Konverterschicht ist also frei von einem

Bindemittel, wie einem Silikon oder einem Harz, das die einzelnen Konverterpartikel miteinander verbindet. Bevorzugt ist der Stoffmengenanteil der Konverterpartikel in der

Konverterschicht zumindest 90 % oder 95 % oder 99 %. Die Konverterschicht für sich alleine genommen ist beispielsweise porös und/oder bröckelig und/oder zerbrechlich und/oder mechanisch instabil. Insbesondere ist die Konverterschicht nicht keramisch und/oder nicht gesintert. Die

Konverterschicht kann zum Beispiel auf dem Halbleiterchip über Van-der-Waals-Kräfte zumindest vorübergehend formstabil gehalten sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die

Konverterschicht nach dem Schritt E) mit einer Kapselschicht umgeben, zum Beispiel formschlüssig umgeben. Die

Kapselschicht kann in direktem Kontakt mit der

Konverterschicht sein und verhindert bevorzugt ein späteres Abblättern oder Abbröckeln oder Ablösen der Konverterschicht von den Halbleiterchips. Dies ist insbesondere deshalb vorteilhaft, da die Konverterschicht bevorzugt aus einem Pulver von Konverterpartikeln besteht. Die Kapselschicht weist beispielsweise ein Silikon oder Parylen oder Harz auf oder besteht daraus. Die Schichtdicke der Kapselschicht auf der Konverterschicht beträgt beispielsweise zumindest 100 nm oder 500 nm oder 1 ym. Alternativ oder zusätzlich ist die Schichtdicke der Kapselschicht höchstens 500 ym oder 300 ym oder 100 ym. Insbesondere kann es sich bei der Kapselschicht auch um einen Verguss, beispielsweise um einen

Silikonverguss , handeln, der auf den Halbleiterchip mit der Konverterschicht aufgebracht ist. Es ist aber auch möglich, zwischen der Kapselschicht und der Konverterschicht noch eine dünne Fixierungsschicht zur

Fixierung der Konverterpartikel oder der Konverterschicht auf den Halbleiterchips anzuordnen. Die Fixierungsschicht basiert beispielsweise auf einem Polymer und hat eine Dicke zwischen einschließlich 100 nm und 1 ym.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die

Kapselschicht ein transparentes Material oder besteht daraus. Insbesondere ist das transparente Material für die von dem Halbleiterchip und/oder für die von dem Konverterelement emittierte Strahlung zu zumindest 80 % oder 90 % oder 95 % durchlässig . Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird die Kapselschicht nach dem Schritt E) derart strukturiert, dass die

strukturierte Kapselschicht in dem fertigen Bauelement eine Linsenwirkung für die von dem jeweiligen Halbleiterchip emittierte Strahlung hat. Insbesondere kann die Kapselschicht beispielsweise gleichzeitig, zum Beispiel als Verguss, auf alle Halbleiterchips und den Träger aufgebracht werden.

Anschließend kann die Kapselschicht in Bereichen zwischen den Halbleiterchips wieder abgetragen werden und dabei

beispielsweise zu einzelnen Linsen über den jeweiligen

Halbleiterchips geformt werden. Alternativ ist es aber auch möglich, die Halbleiterchips durch die Kapselschicht hindurch zu vereinzeln, und erst anschließend für jedes einzelne so entstandene Bauelement die Kapselschicht zu strukturieren, beispielsweise durch Abschleifen von Kanten der

Kapselschicht.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Träger eine Leiterplatte, auf der die Halbleiterchips im Schritt B) elektrisch angeschlossen und mechanisch dauerhaft befestigt werden. Wird eine solche Leiterplatte als Träger verwendet, verbleibt der Träger bevorzugt auf den Halbleiterchips, wird also nicht nach dem Schritt E) von den Halbleiterchips abgelöst. Bei der Leiterplatte kann es sich beispielsweise um ein Aktivmatrixelement handeln, über das die einzelnen

Halbleiterchips einzeln und unabhängig voneinander

angesteuert werden können. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist auf dem Träger für jeden Halbleiterchip ein Schutzrahmen, zum Beispiel aus einem gegen nasschemische Prozesse resistenten Kunststoff,

aufgebracht. Beim Aufbringen im Schritt B) werden die

Halbleiterchips dann bevorzugt so auf dem Träger platziert, dass die Kontaktelemente teilweise oder vollständig von dem entsprechenden Schutzrahmen umgeben sind. Insbesondere soll der Schutzrahmen ein Bedecken der Kontaktelemente mit der elektrisch leitenden Schicht im Schritt C) verhindern. Die Schutzrahmen bilden dann also insbesondere die oben genannten Schutzelemente.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform handelt es sich bei den Halbleiterchips um sogenannte Volumenemitter mit einem

Aufwachssubstrat und einer auf dem Aufwachssubstrat

gewachsenen Halbleiterschichtenfolge. Das Aufwachssubstrat bildet dabei gleichzeitig die stabilisierende Komponente in dem Halbleiterchip; weitere Stabilisierungsmaßnahmen sind dann nicht nötig. Das Aufwachssubstrat kann beispielsweise Saphir oder Silizium oder Germanium oder SiC oder GaN

aufweisen oder daraus bestehen. Die Halbleiterschichtenfolge basiert beispielsweise auf einem III-V-Verbindungs- Halbleitermaterial , insbesondere auf AlInGaN oder AlGaAs . Außerdem weist die Halbleiterschichtenfolge bevorzugt eine aktive Schicht auf, die zumindest einen pn-Übergang und/oder eine Quantentopfstruktur aufweist.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die

Kontaktelemente auf einer dem Aufwachssubstrat abgewandten Seite der Halbleiterschichtenfolge angeordnet. Es kann sich also bei den Halbleiterchips um sogenannte Flip-Chips, insbesondere Saphir-Flip-Chips, handeln. Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die

Halbleiterchips jeweils Dünnfilmhalbleiterchips mit einem den Halbleiterchip stabilisierenden Substrat und einer auf dem Substrat aufgebrachten Halbleiterschichtenfolge. Das Substrat ist dabei vom Aufwachssubstrat der Halbleiterschichtenfolge unterschiedlich, und das Aufwachssubstrat ist entfernt. Das Substrat selbst bildet dann zum Beispiel alleine die

stabilisierende Komponente des Halbleiterchips, ohne dass Reste eines Aufwachssubstrats zur Stabilisierung beitragen oder beitragen müssen. Die Kontaktelemente sind in diesem Fall bevorzugt auf einer der Halbleiterschichtenfolge

abgewandten Seite des Substrats aufgebracht.

Darüber hinaus wird ein oberflächenmontierbares

optoelektronisches Bauelement angegeben. Das

optoelektronische Bauelement kann insbesondere mit dem hier beschriebenen Verfahren hergestellt werden. Das heißt, sämtliche in Verbindung mit dem Bauelement offenbarten

Merkmale sind auch für das Verfahren offenbart und umgekehrt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das

oberflächenmontierbare optoelektronische Bauelement einen optoelektronischen Halbleiterchip mit freiliegenden

Kontaktelementen zur externen elektrischen Kontaktierung des Bauelements auf. Die Kontaktelemente sind dabei auf einer gemeinsamen Kontaktseite des Halbleiterchips angeordnet.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist auf eine der

Kontaktseite gegenüberliegende Strahlungsseite des

Halbleiterchips eine durchgehend, zusammenhängend und unterbrechungsfrei ausgebildete Konverterschicht aufgebracht Zusätzlich kann die Konverterschicht aber auch noch auf quer zur Kontaktseite verlaufende Seitenflächen des

Halbleiterchips, insbesondere auf alle Seitenflächen, aufgebracht sein und dabei durchgehend, zusammenhängend und unterbrechungsfrei verlaufen. Die Strahlungsseite und/oder die Seitenflächen des Halbleiterchips sind dann zu zumindest 90 % von der Konverterschicht überdeckt. Zum Beispiel ist di Konverterschicht dabei in direktem Kontakt mit dem

Halbleiterchip .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist eine Kapselschicht auf die Konverterschicht aufgebracht und bedeckt die

Konverterschicht vollständig und umschließt diese.

Insbesondere umgibt die Kapselschicht die Konverterschicht formschlüssig und/oder ist mit der Konverterschicht in direktem Kontakt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die

Konverterschicht dazu eingerichtet, im bestimmungsgemäßen Betrieb des Bauelements zumindest einen Teil einer von dem Halbleiterchip emittierten Strahlung in Strahlung eines anderen Wellenlängenbereichs zu konvertieren.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die

Konverterschicht entlang ihrer gesamten lateralen Ausdehnung auf dem Halbleiterchip eine homogene Schichtdicke auf mit maximalen Dickenschwankungen von 5 % um einen Mittelwert der Schichtdicke .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Schichtdicke der Konverterschicht höchstens 70 ym.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die

Konverterschicht ein Pulver aus Konverterpartikeln, das durch die Kapselschicht auf dem Halbleiterchip gehalten wird.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Halbleiterchip in einem Vergussmaterial eingebettet. Das Vergussmaterial bedeckt dabei alle quer zur Kontaktseite verlaufenden

Seitenflächen des Halbleiterchips teilweise oder vollständig. Bevorzugt verläuft das Vergussmaterial zusammenhängend, durchgehend und unterbrechungsfrei rund um den

Halbleiterchip. Die Seitenflächen des Halbleiterchips sind dann höchstens teilweise oder gar nicht von der

Konverterschicht überdeckt. Das Vergussmaterial kann mit den Seitenflächen des Halbleiterchips in direktem Kontakt stehen.

Die Dicke des Vergussmaterials auf den Seitenflächen beträgt beispielsweise zumindest 1 ym oder zumindest 5 ym oder zumindest 10 ym. Alternativ oder zusätzlich beträgt die Dicke des Vergussmaterials höchstens 100 ym oder höchstens 50 ym oder höchstens 10 ym.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die

Konverterschicht stellenweise auf dem Vergussmaterial

angeordnet und schließt in lateraler Richtung parallel zur

Kontaktseite bündig mit dem Vergussmaterial ab. Das heißt in Draufsicht auf die Strahlungsseite des Bauelements überdeckt die Konverterschicht den Halbleiterchip und das um den

Halbleiterchip verlaufende Vergussmaterial deckungsgleich.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die

Konverterschicht in lateraler Richtung parallel zur

Kontaktseite von dem Vergussmaterial umgeben, insbesondere vollständig umgeben. Die Konverterschicht ist dann in dem Vergussmaterial eingebettet und liegt beispielsweise nur an einer der Strahlungsseite abgewandten Seite frei. In diesem Fall schließen das Vergussmaterial und die Konverterschicht in Richtung weg von der Strahlungsseite bündig miteinander ab .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die

Konverterschicht ein Salz eines Metalls auf, dessen

Stoffmengenanteil in der Konverterschicht zwischen

einschließlich 0,001 % und 2 % beträgt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Kapselschicht ein transparenter Silikonverguss . Der Silikonverguss weist beispielsweise eine Schichtdicke zwischen einschließlich 100 ym und 500 ym auf. Ferner weist der Silikonverguss bevorzugt an einer der Kontaktseite gegenüberliegenden Seite des Bauelements abgeschrägte Kanten auf. Die abgeschrägten Kanten können dabei beispielsweise eine Linsenwirkung für das von dem Halbleiterchip emittierte Licht bewirken.

Nachfolgend wird ein hier beschriebenes Verfahren zur

Herstellung optoelektronischer Bauelemente sowie ein hier beschriebenes oberflächenmontierbares optoelektronisches Bauelement unter Bezugnahme auf Zeichnungen anhand von

Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt;

vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein. Es zeigen:

Figuren 1A bis 4C Querschnittsansichten verschiedener

Verfahrensschritte zur Herstellung von Ausführungsbeispielen optoelektronischer Bauelemente,

Figuren 5A und 5D Ausführungsbeispiele eines

oberflächenmontierbaren optoelektronischen Bauelements in

Querschnittsansicht, Figuren 6A bis 6E optoelektronische Bauelemente aus dem Stand der Technik und gemäß Ausführungsbeispielen der hier

beschriebenen Erfindung, sowie Graphen der

Strahlungscharakteristik der verschiedenen Bauelemente. Figur 1A zeigt einen ersten Verfahrensschritt zur Herstellung von Ausführungsbeispielen optoelektronischer Bauelemente 100. Dabei werden ein Träger 2, beispielsweise ein Glasträger, und Halbleiterchips 1 bereitgestellt. Die Halbleiterchips 1 umfassen ein Substrat 13 und eine darauf aufgebrachte

Halbleiterschichtenfolge 14. Bei dem Substrat 13 handelt es sich beispielsweise um ein Aufwachssubstrat für die

Halbleiterschichtenfolge 14. Das Substrat 13 ist

beispielsweise ein Saphirsubstrat, auf dem eine AlInGaN- Halbleiterschichtenfolge 14 aufgewachsen ist.

Eine dem Aufwachssubstrat 13 abgewandte Seite der

Halbleiterschichtenfolge 14 ist als Kontaktseite 12

ausgebildet, auf der Kontaktelemente 10, 11 zur externen elektrischen Kontaktierung der Halbleiterschichtenfolge 14 beziehungsweise des Halbleiterchips 1 angebracht sind. Eine der Kontaktseite 12 gegenüberliegende Seite des

Halbleiterchips 1 ist als Strahlungsseite 16 ausgebildet, über die im Betrieb zumindest ein Teil der im Halbleiterchip 1 erzeugten Strahlung ausgekoppelt wird. Die Strahlungsseite 16 und die Kontaktseite 12 sind über quer zur Kontaktseite 12 verlaufende Seitenflächen 15 des Halbleiterchips 1

miteinander verbunden.

Im Verfahrensschritt der Figur 1A werden die Halbleiterchips 1 auf den Träger 2 aufgebracht, wobei die Kontaktseiten 12 dem Träger 2 zugewandt sind. Auf dem Träger 2 ist außerdem eine durchgehend und zusammenhängend ausgebildete

Verbindungsschicht 20 aufgebracht, die beispielsweise aus einem thermoplastisches Material besteht.

In dem in Figur 1B gezeigten Verfahrensschritt sind die

Halbleiterchips 1 auf dem Träger 2 lateral nebeneinander angeordnet, wobei die Kontaktelemente 10, 11 in die

Verbindungsschicht 20 eingedrückt, insbesondere vollständig eingedrückt, und in der Verbindungsschicht 20 eingebettet sind. Auf diese Weise werden die Kontaktelemente 10, 11 durch die Verbindungsschicht 20 vor Einflüssen aus weiteren

Verfahrensschritten geschützt. Zum Beispiel wurden die

Halbleiterchips 1 soweit eingedrückt, dass das

Aufwachssubstrat 13 die Verbindungsschicht 20 berührt. Dazu wurde beispielsweise die Verbindungsschicht 20 und/oder der Träger 2 und/oder die Halbleiterchips 1 auf eine bestimmte Temperatur erwärmt, bei der sich die Halbleiterchips 1 in die Verbindungsschicht 20 eindrücken lassen. Vorliegend wurde der Träger 2 auf zirka 80 °C, die Halbleiterchips 1 auf zirka 200 °C erwärmt. Außerdem ist in Figur 1B erkennbar, dass die Halbleiterchips 1 lateral zueinander beabstandet sind, also zwischen den Halbleiterchips 1 Zwischenräume gebildet sind, in denen der Träger 2 oder die Verbindungsschicht 20 freiliegt.

Im Verfahrensschritt der Figur IC ist gezeigt, wie eine elektrisch leitende Schicht 4, zum Beispiel aus einem Metall, wie AI oder Ag, formschlüssig und direkt auf die

Halbleiterchips 1 und den Träger 2 aufgebracht wird. Die elektrisch leitende Schicht 4 wird dabei als durchgehend, zusammenhängend und unterbrechungsfrei ausgebildete Schicht aufgebracht, die alle Seiten der Halbleiterchips 1, die nicht vom Träger 2 überdeckt sind, also vorliegend die

Strahlungsseite 16 und die Seitenflächen 15, bedeckt. Auch die Bereiche des Trägers 2 zwischen den Halbleiterchips 1 sind von der elektrisch leitenden Schicht 4 bedeckt. Das Aufbringen der elektrisch leitenden Schicht 4 kann

beispielsweise über ein Sputterverfahren oder über Verdampfen oder über Atomlagenabscheidung erfolgen. Vorliegend weist die elektrisch leitende Schicht 4 beispielsweise eine

Schichtdicke zwischen einschließlich 20 nm und 2 ym auf.

Figur 1D zeigt einen weiteren Verfahrensschritt, bei dem eine Konverterschicht 5 direkt und formschlüssig auf die

elektrisch leitende Schicht 4 abgeschieden wird. Das

Abscheiden der Konverterschicht 5 erfolgt dabei über ein Elektrophoreseverfahren, wie es zum Beispiel in der

Druckschrift WO 2014/001149 AI beschrieben ist. Vorliegend ist die Konverterschicht 5 wie die elektrisch leitende

Schicht 4 durchgehend, zusammenhängend und unterbrechungsfrei ausgebildet und bedeckt alle Seiten der Halbleiterchips 1, die nicht vom Träger 2 überdeckt sind, vollständig. Auch die Bereiche des Trägers 2 zwischen den Halbleiterchips 1 sind von der Konverterschicht 5 vollständig bedeckt. Die Konverterschicht 5 ist dabei bevorzugt aus einem Pulver von Konverterpartikeln gebildet, ist also verbindungsmittelfrei . Außerdem ist die Schichtdicke der Konverterschicht bevorzugt höchstens 70 ym.

In Figur IE ist ein weiterer Verfahrensschritt gezeigt, in dem die zwischen den Halbleiterchips 1 und der

Konverterschicht 5 angeordnete elektrisch leitende Schicht 4 entfernt wurde. Das Entfernen kann beispielsweise über einen nasschemischen Prozess erfolgen, wobei das Metall der

elektrisch leitenden Schicht 4 in ein Salz des Metalls umgewandelt wird. Außerdem kann das Salz zumindest teilweise durch ein Lösungsmittel aus der Konverterschicht 5 entfernt sein.

Bei dem Verfahrensschritt der Figur 1F wird auf die

Halbleiterchips 1 und den Träger 2 eine Kapselschicht 6 in Form eines Vergusses aufgebracht, die die Halbleiterchips 1 an allen nicht vom Träger 2 bedeckten Seiten vollständig umschließt. Die Schichtdicke der Kapselschicht 6 auf den Halbleiterchips 1 beträgt beispielsweise zwischen

einschließlich 100 ym und 300 ym. Die Kapselschicht 6 ist dabei bevorzugt transparent oder klarsichtig für eine von den Halbleiterchips 1 oder der Konverterschicht 5 emittierte elektromagnetische Strahlung. Vorliegend weist die

Kapselschicht 6 beispielsweise ein klarsichtiges Silikon auf oder besteht daraus. Auch ist es möglich, dass in die

Kapselschicht 6 weitere Konverterpartikel zur Lichtkonversion eingebracht sind, beispielsweise homogen darin verteilt sind.

Im Verfahrensschritt der Figur IG ist der Träger 2 mit der Verbindungsschicht 20 von den in der Kapselschicht 6 eingebetteten Halbleiterchips 1 abgelöst. Dies kann

beispielsweise wiederum durch Erwärmen der Verbindungsschicht 20 oder mit Hilfe von Laserstrahlung oder durch eine

Abschiebetechnik erfolgen.

Im Verfahrensschritt der Figur 1H ist gezeigt, wie die

Halbleiterchips 1 vereinzelt werden. Dabei werden die

Kapselschicht 6 und die Konverterschicht 5 in Bereichen zwischen den Halbleiterchips 1 durchtrennt, wodurch einzelne oberflächenmontierbare optoelektronische Bauelemente 100 entstehen. Die Bauelemente 100 sind dabei selbsttragend ausgebildet; es bedarf zur Stabilisierung der Bauelemente 100 also keines weiteren Trägers. Bei den fertigen Bauelementen 100 liegen die Kontaktelemente 10, 11 frei und sind weder von der Konverterschicht 5 noch von der Kapselschicht 6

überdeckt. Da beide Kontaktelemente 10, 11, insbesondere alle Kontaktelemente der Halbleiterchips 1, auf einer Seite der Bauelemente 100 freiliegen, sind die Bauelemente 100

oberflächenmontierbar .

Die Bauelemente 100 der Figur 1H haben beispielsweise

laterale Abmessungen von 1,2 x 1,2 mm^, wobei die

Halbleiterchips 1 selber laterale Abmessungen von zum

Beispiel 1015 x 1015 ym^ haben.

Im Ausführungsbeispiel der Figur 2 ist ein alternativer

Verfahrensschritt gezeigt, der im Wesentlichen dem

Verfahrensschritt der Figur 1B entspricht. Im Unterschied zu Figur 1B ist auf dem Träger 2 nun aber keine

Verbindungsschicht 20 aufgebracht, dafür weist der Träger 2 in Figur 2 für jeden Halbleiterchip 1 einen Schutzrahmen 21 auf, der beispielsweise auf einem Kunststoff basiert. Der Schutzrahmen 21 erfüllt dabei im Wesentlichen die gleiche Aufgabe wie die Verbindungsschicht 20 und soll die Kontaktelemente 10, 11 während weiteren Verfahrensschritten schützen . In Figur 2 ist außerdem der Träger 2 als eine Leiterplatte ausgebildet, auf der Anschlussbereiche 200, 201 ausgebildet sind. Die Anschlussbereiche 200, 201 sind dabei mit den

Kontaktelementen 10, 11 elektrisch leitend verbunden, sodass über den Träger 2 die Halbleiterchips 1 elektrisch

angeschlossen sind. Bei dem Träger 2 handelt es sich

beispielsweise um ein Aktivmatrixelement, über das jeder Halbleiterchip 1 elektrisch einzeln und unabhängig

voneinander angesteuert werden kann. Figur 3 zeigt alternative oder ergänzende Verfahrensschritte zur Herstellung von Ausführungsbeispielen optoelektronischer Bauelemente 100. In Figur 3A sind die Halbleiterchips 1 wie in Figur 1 auf einem Träger 2 aufgebracht. Zusätzlich sind die Zwischenräume zwischen den Halbleiterchips 1 mit einem Verguss 7, beispielweise einem weißen Kunststoff, aufgefüllt. Der Verguss 7 umgibt dabei die Halbleiterchips 1 vollständig und formschlüssig. Insbesondere sind die Seitenflächen 15 der Halbleiterchips 1 vollständig von dem Verguss 7 bedeckt und sind mit dem Verguss 7 in direktem Kontakt. Der Verguss 7 schließt an den Strahlungsseiten 16 mit den Halbleiterchips 1 in eine Richtung weg vom Träger 2 bündig ab, wobei die

Strahlungsseiten 16 selbst frei von dem Verguss 7 sind.

Insbesondere bilden die Strahlungsseiten 16 zusammen mit dem Verguss 7 eine plane oder ebene Fläche über alle

Halbleiterchips 1 hinweg.

Ferner ist in Figur 3A bereits der Verfahrensschritt

durchgeführt, bei dem die elektrisch leitende Schicht 4 auf die Halbleiterchips 1 aufgebracht wird. In Figur 3A bedeckt die zusammenhängend und unterbrechungsfrei ausgebildete elektrisch leitende Schicht 4 sowohl die Strahlungsseiten 16 der Halbleiterchips 1 als auch den in den Zwischenräumen angeordneten Verguss 7. Die Seitenflächen 15 der

Halbleiterchips 1 sind nicht von der elektrisch leitenden Schicht 4 bedeckt.

In Figur 3B ist ein weiterer Verfahrensschritt gezeigt, bei dem wie in Figur 1D die Konverterschicht 5 ganzflächig auf die elektrisch leitende Schicht 4 aufgebracht wird. Die

Konverterschicht 5 bedeckt dann ebenfalls die

Strahlungsseiten 16 und den Verguss 7 in den Zwischenräumen, nicht aber die Seitenflächen 15.

In Figur 4A sind die Halbleiterchips 1, anders als in Figur 1B, nicht auf einen Träger 2 aufgebracht, sondern direkt mit dem Träger 2 vergossen. Der Träger 2 ist dann insbesondere ein Vergussmaterial 22, zum Beispiel ein Kunststoff. Die Halbleiterchips 1 sind dabei derart in dem Vergussmaterial 22 eingebettet, dass die Seitenflächen 15 und die Kontaktseite 12 jeweils von dem Vergussmaterial 22 überdeckt oder bedeckt sind, die Strahlungsseiten 16 aber frei liegen. Die

Halbleiterchips 1 sind dabei in direktem Kontakt mit dem Vergussmaterial 22. Beispielsweise kann die Dicke des

Vergussmaterials 22 auf den Seitenflächen 15 gemessen

senkrecht zu den Seitenflächen 15 zwischen 20 ym und 300 ym liegen. Die Dicke des Vergussmaterials 22 auf der

Kontaktseite 12 gemessen senkrecht zur Kontaktseite 12 kann zwischen 20 ym und 70 ym liegen.

Im Verfahrensschritt der Figur 4B werden wie in Figur 3A und 3B gezeigt auf die Halbleiterchips 1 und das dazwischenliegende Vergussmaterial 22 die elektrisch leitende Schicht 4 und die Konverterschicht 5 aufgebracht.

Im Verfahrensschritt der Figur 4C wird die elektrisch

leitende Schicht 4 aus Bereichen zwischen der

Konverterschicht 5 und den Halbleiterchips 1 beziehungsweise des Vergussmaterials 22 beispielsweise über einen

nasschemischen Prozess entfernt. Außerdem werden Löcher 25 in das Vergussmaterial 22 von einer der Kontaktseite 12

gegenüberliegenden Außenseite des Vergussmaterials 22 aus eingebracht, zum Beispiel mittels eines Lasers. Durch das Ausbilden der Löcher 25 werden die Kontaktelemente 10, 11 freigelegt und können anschließend durch das Vergussmaterial 22 hindurch mittels eines elektrisch leitenden Materials elektrisch kontaktiert werden. Dies kann beispielsweise durch einen Galvanisierungsprozess realisiert werden.

Nach dem in Figur 4C gezeigten Verfahrensschritt können einzelne Bauelement 100 erzeugt werden, zum Beispiel indem das Vergussmaterial 22 in Bereichen zwischen den

Halbleiterchips 1 durchtrennt wird.

Anders als in den Figuren 3 und 4 dargestellt, können die Strahlungsseiten 16 der Halbleiterchips 1 auch zuerst mit der elektrisch leitenden Schicht 4 bedeckt werden. Erst

anschließend werden die Halbleiterchips 1 in dem

Vergussmaterial 22 eingebettet oder von dem Verguss 7 umgeben. Danach erfolgt das Aufbringen der Konverterschicht 5.

Figur 5A zeigt ein Ausführungsbeispiel eines

oberflächenmontierbaren optoelektronischen Bauelements 100 in Querschnittsansicht. Das Bauelement 100 entspricht dabei dem Bauelement 100 der Figur 1H.

Im Ausführungsbeispiel der Figur 5B ist ein

optoelektronisches Bauelement 100 gezeigt, bei dem die

Kapselschicht 6 an einer der Kontaktseite 12

gegenüberliegenden Seite abgeflachte oder abgeschrägte Kanten aufweist. Bevorzugt sind alle der Kontaktseite 12

gegenüberliegenden Kanten der Kapselschicht 6 abgeflacht oder abgeschrägt. Durch diese Abschrägung der Kapselschicht 6 kann die Kapselschicht 6 als Linse für die von dem Halbleiterchip 1 oder der Konverterschicht 5 emittierten Strahlung dienen. Die Kapselschicht 6 bewirkt also insbesondere eine Bündelung des von dem Halbleiterchip 1 emittierten Lichts.

Figur 5C zeigt ein Ausführungsbeispiel eines

optoelektronischen Bauelements 100, das mit den

Verfahrensschritten der Figur 4 hergestellt ist. Insbesondere sind die Kontaktseite 12 und die Seitenflächen 15 des

Halbleiterchips 1 mit dem Vergussmaterial 22 umformt und bedeckt. Die Konverterschicht 5 bedeckt sowohl die

Strahlungsseite 16 als auch das Vergussmaterial 22 und schließt in lateraler Richtung parallel zur Strahlungsseite 16 bündig mit dem Vergussmaterial 22 ab. Beispielsweise weisen den Seitenflächen 15 gegenüberliegende Außenseiten des Vergussmaterials 22 Spuren eine physikalischen und/oder mechanischen Materialabtrags auf, welche aus einem

Vereinzelungsprozess des Bauelements 100 aus dem in Figur 4 gezeigten Verbund resultieren.

Außerdem sind in Figur 5C die Kontaktelemente 10, 11 als Durchkontaktierungen durch das Vergussmaterial 22 ausgebildet und reichen von einer Außenseite des Bauelements 100 bis zur Kontaktseite 12 des Halbleiterchips 1.

Im Ausführungsbeispiel der Figur 5D ist anders als in Figur 5C die Konverterschicht 5 in lateraler Richtung vollständig von dem Vergussmaterial 22 umgeben. Das Vergussmaterial 22 und die Konverterschicht 5 schließen in Richtung weg von der Strahlungsseite 16 bündig miteinander ab und bilden eine plane oder ebene Fläche.

Außerdem ist in Figur 5D das Aufwachssubstrat 13 des

Halbleiterchip 1 entfernt, beispielsweise über einen Laser- Lift-Off Prozess. Der Halbleiterchip 1 weist dann kein stabilisierendes Substrat mehr auf und wäre alleine

mechanisch instabil. Mechanisch getragen und stabilisiert wird der Halbleiterchip 1 durch das Vergussmaterial 22.

In den Figuren 5C und 5D sind die dort gezeigten

Halbleiterchips 1 aber auch gegeneinander austauschbar. Das heißt in beiden Fällen kann der Halbleiterchip 1 ein

stabilisierendes Substrat aufweisen oder von dem

stabilisierenden Substrat befreit sein.

Figur 6A zeigt ein optoelektronisches Bauelement aus dem Stand der Technik. Auf einen Halbleiterchip 1 ist dabei ein

Konverterelement 5 in Form eines Vergusses aufgebracht, wobei die Schichtdicke des Konverterelements 5 zumindest 100 ym beträgt. Beispielsweise weist das Konverterelement 5

Leuchtstoffpartikel in einem Basismaterial, wie einem

Silikon, auf.

In Figur 6B ist ein Ausführungsbeispiel eines hier

beschriebenen oberflächenmontierbaren optoelektronischen Bauelements 100 in Querschnittsansicht gezeigt. Das

Konverterelement 5, das den Halbleiterchip 1 an allen von der Kontaktseite 12 abgewandten Seiten des Halbleiterchips 1 vollständig umgibt, weist beispielsweise eine Dicke von höchstens 70 ym auf.

Auf den Halbleiterchip 1 ist außerdem eine Kapselschicht 6 in Form eines transparenten Vergusses, zum Beispiel eines

Silikonvergusses, aufgebracht. Die Kapselschicht 6 kann wie in Figur 6B gezeigt in Querschnittsansicht gesehen entweder rechteckig 1002 (cube) ausgebildet sein oder abgeschrägte Kanten 1003 aufweisen (cutted edge) oder linsenförmig 1004 ausgebildet sein (lense) . Figur 6C zeigt die Fernfeld-Abstrahlcharakteristiken in Form der Strahlungsintensität F in W/sr und die Verläufe der

Farbkoordinaten C _x über den Winkel W in Grad gemessen zu einer Normalen der Strahlungsseite 16 für verschiedene optoelektronische Bauelemente. Die Kurve mit der Bezeichnung „6A" steht dabei für das Bauelement der Figur 6A, die Kurven mit der Bezeichnung 1001, 1002, 1003 und 1004 für die

entsprechenden Bauelemente 100 der Figur 6B . Es ist zu erkennen, dass sowohl eine dünne Konverterschichtdicke alleine (Kurve 1001) als auch in Kombination mit einer

Kapselschicht 6 in Linsengeometrie (Kurve 1004 und Kurve 1003) die Emission in Vorwärtsrichtung verstärken.

Andererseits bedingen dicke Konverterschichten (Kurve „6A") als auch quaderförmige Kapselschichten 6 (Kurve 1002) ausgeprägte Volumenemission. Alle Konvertergeometrien zeigen eine gute Farbhomogenität bei unterschiedlichen

Einfallswinkeln. Figur 6D zeigt das Profil der Strahlungsintensität I in beliebigen Einheiten entlang der lateralen Richtung „x" parallel zur Strahlungsseite 16. Gezeigt ist dabei die

Strahlungsintensität, die über eine Rückseite des Bauelements ausgekoppelt wird. Die Rückseite des Bauelements ist die Seite, die die Kontaktelemente 10, 11 umfasst, also zur

Montage vorgesehen ist und über die im Idealfall keine oder wenig Strahlung ausgekoppelt werden soll. Die laterale

Chipausdehnung A in mm ist in der Figur mit gestrichelten Linien dargestellt. Der Koordinatenursprung ist in der Mitte des Halbleiterchips 1 gewählt. Gezeigt ist der Fall einer dünnen Konverterschicht 5 wie in Figur 6B dargestellt (Kurve „6B") . Dabei ist der Fall gezeigt, bei dem keine

Kapselschicht 6 oder eine dünne Kapselschicht 6 von weniger als 1 ym Dicke verwendet wird. Dies ist zu dem Fall eines dicken Konvertervergusses gemäß der Figur 6A verglichen

(Kurve „6A") . Zu erkenne ist, dass dünne Konverterschichten eine höhere Strahlungsbelastung sehr nahe am Halbleiterchip 1 verursachen. Die integrale Strahlungsbelastung an der

Rückseite ist aber für einen dicken Konverterverguss im

Allgemeinen höher.

In Figur 6E ist die Intensität L in Im des von dem

optoelektronischen Bauelement 100 der Figur 6B abgestrahlten Lichts für verschiedene Ausführungsformen als Histogramm dargestellt. Zu erkennen ist, dass das Bauelement ohne eine Kapselschicht 6, siehe 1001, oder mit einer würfelförmig ausgestalteten Kapselschicht 6 , siehe 1002, in etwa die gleiche Strahlungsintensität L erzeugt. Durch abgeflachte Kanten der Kapselschicht 6, siehe 1003, beziehungsweise durch eine linsenförmige Ausgestaltung der Kapselschicht 6, siehe 1004, kann die Strahlungsintensität L des Bauelements 100 weiter erhöht werden beziehungsweise die Effizienz gesteigert werden .

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 in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn diese Merkmale oder diese Kombination selbst nicht explizit in den

Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben sind.

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102015107586.5, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Bezugs zeichenliste

1 Halbleiterchip

2 Träger

4 elektrisch leitende Schicht

5 Konverterschicht

6 KapselSchicht

7 Verguss

10 Kontaktelernent

11 Kontaktelernent

12 Kontaktseite des Halbleiterchips 1

13 Substrat

14 Halbleiterschichtenfolge

15 Seitenflächen des Halbleiterchips 1

16 Strahlungsseite des Halbleiterchips 1

20 Verbindungsschicht

21 Schutzrahmen

22 Vergussmaterial

25 Löcher

100 optoelektronisches Bauelement

200 Anschlussbereich

201 Anschlussbereich

1001 unbedeckter Bereich

1002 Rechteck

1003 abgeschnittene Kante

1004 Linse

I Strahlungsintensität (beliebige Einheiten)

A Chipausdehnung in mm

L Lichtstrom in Im

W Winkel in Grad

F Strahlungsintensität in W/sr

C _x Farbkoordinaten