VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON OPTOELEKTRONISCHEN HALBLEITERBAUTEILEN UND OPTOELEKTRONISCHES HALBLEITERBAUTEIL

Es wird ein Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterbauteilen angegeben, Darüber hinaus wird ein optoelektronisches Halbleiterbauteil angegeben.

Eine zu lösende Aufgabe liegt darin, optoelektronische

Halbleiterbauteile bereit zu stellen, die eine hohe

mechanische Stabilität aufweisen und Strahlung mit einem hohen Kontrast emittieren .

Diese Aufgabe wird unter anderem durch ein Verfahren und durch ein optoelektronisches Halbleiterbauteil mit den

Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugt Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das

optoelektronische Halbleiterbauteil zur Emission von

Strahlung, insbesondere von sichtbarem Licht, eingerichtet. Insbesondere ist eine Farbe des in Betrieb von dem

Halbleiterbauteil abgestrahlten Lichts einstellbar. So kann es sich bei dem Halbleiterbauteil um zumindest einen

Bildpunkt oder Pixel handeln, das zur verschiedenfarbigen Emission von Licht eingerichtet ist. Bei den

Halbleiterbauteilen handelt es sich insbesondere um

Leuchtdioden, kurz LEDs.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt des Aufbringens von optoelektronischen

Halbleiterchips auf einen Träger. Die Halbleiterchips sind zur Erzeugung von Strahlung eingerichtet. Insbesondere handelt es sich bei den Halbleiterchips um Leuchtdiodenchips, kurz LED-Chips. Die Halbleiterchips innerhalb eines

Halbleiterbauteils können baugleich sein oder zur

verschiedenfarbigen Emission eingerichtet sein.

Bei dem Träger kann es sich um einen temporären oder einen permanenten Träger handeln. In Falle eines temporären Trägers ist dieser beispielsweise als Folie ausgeführt. In Falle eines permanenten Trägers ist dieser beispielsweise eine

Leiterplatte, etwa eine bedruckte Leiterplatte basierend auf einem Kunststoffmaterial oder eine Metallkernplatine oder ein keramisches Substrat mit Leiterbahnen. Ebenso kann es sich bei dem permanenten Träger um einen Leiterrahmen handeln, sodass das fertige Halbleiterbauteil zum Beispiel ein QFN- Bauteil ist.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt des Erzeugens eines Vergusses. Der Verguss wird insbesondere mittels Spritzpressen oder Spritzgießen oder

Formpressen erzeugt. Solche Verfahren werden auch als Molden bezeichnet. Der Verguss weist eine dem Träger abgewandte Vergussoberseite auf. Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird der Verguss direkt um die Halbleiterchips herum erzeugt. Das heißt, in

Draufsicht gesehen können die Halbleiterchips je ringsum in einer geschlossenen Bahn von einem Vergussmaterial des

Vergusses umgeben sein. Dabei berührt der Verguss die

Halbleiterchips bevorzugt unmittelbar, so dass die

Halbleiterchips direkt von dem Verguss eingeschlossen sind. Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die

Halbleiterchips in Draufsicht gesehen frei von dem

Vergussmaterial des Vergusses. Alternativ ist es möglich, dass die Halbleiterchips von einer dünnen Schicht des

Vergussmaterials bedeckt werden, beispielsweise mit einer Dicke von höchstens 10 ym oder 5 ym. Besonders bevorzugt jedoch ist die dem Träger abgewandte Seite der

Halbleiterchips und/oder eines optionalen Leuchtstoffkörpers frei von dem Vergussmaterial.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Verguss und damit das Vergussmaterial reflektierend für die von den

Halbleiterchips im Betrieb erzeugte Strahlung. Insbesondere erscheint der Verguss einem Betrachter weiß. Bei dem

Vergussmaterial handelt es sich etwa um ein Silikon, in das reflektierende Partikel, beispielsweise aus einem Metalloxid wie Titanoxid, beigegeben sind.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird der Verguss mit Gräben erzeugt. Die Gräben liegen zwischen zumindest einigen benachbarten Halbleiterchips oder zwischen insbesondere zu

Bildpunkten zusammengefassten Gruppen von Halbleiterchips.

Dabei sind die Gräben bevorzugt von den zugehörigen

Halbleiterchips beabstandet. Das heißt, die Gräben berühren die Halbleiterchips in diesem Fall nicht. Zwischen den Gräben und den zugehörigen Halbleiterchips befindet sich bevorzugt durchgehend das Vergussmaterial.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt des Verfüllens der Gräben mit einem

Stützmaterial. Durch das Stützmaterial wird mindestens ein Stützkörper gebildet. Das Stützmaterial weist in fertigem, ausgehärtetem Zustand bevorzugt eine höhere spezifische mechanische Stabilität auf als das Vergussmaterial. Zum

Beispiel handelt es sich bei dem Stützmaterial um ein Epoxid. Das Stützmaterial kann ein Matrixmaterial wie ein Epoxid und eine Faserverstärkung etwa aus Glasfasern aufweisen und optional weitere Komponenten wie Farbpartikel umfassen oder hieraus bestehen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform bleibt der Verguss neben den Gräben frei von dem Stützmaterial. Das heißt, in Draufsicht gesehen kann das Stützmaterial für den oder für die Stützkörper auf die Gräben beschränkt sein. Durch den Stützkörper wird bevorzugt eine mechanische Stabilität der fertigen Halbleiterbauteile erhöht, in Vergleich zu

Halbleiterbauteilen ohne solche mit dem Stützmaterial

verfüllte Gräben, bei denen anstatt des Stützmaterials lediglich das Vergussmaterial vorhanden ist.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt des Vereinzeins zu den Halbleiterbauteilen. Das Vereinzeln erfolgt zumindest durch den Stützkörper hindurch. Handelt es sich bei dem Träger um einen permanenten Träger, so ist bevorzugt auch der Träger von dem Vereinzeln

betroffen. Ebenso kann der Verguss von dem Vereinzeln

betroffen sein. Das Vereinzeln wird beispielsweise mittels Sägen, Lasertrennen, Brechen, Schneiden und/oder Fräsen durchgeführt .

In mindestens einer Ausführungsform dient das Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterbauteilen und umfasst die folgenden Schritte, bevorzugt in der angegebenen Reihenfolge :

A) Aufbringen von optoelektronischen Halbleiterchips zur Erzeugung einer Strahlung auf einen Träger, B) Erzeugen eines Vergusses mit einer dem Träger abgewandten Vergussoberseite direkt um die Halbleiterchips herum, sodass die Halbleiterchips in Draufsicht gesehen frei von einem reflektierenden Vergussmaterial des Vergusses bleiben und sodass der Verguss zwischen den Halbleiterchips Gräben aufweist,

C) Verfüllen der Gräben mit einem Stützmaterial, sodass zumindest ein Stützkörper gebildet wird und der Verguss neben den Gräben frei von dem Stützmaterial bleibt, und

D) Vereinzeln zu den Halbleiterbauteilen, beispielsweise zumindest durch den Stützkörper hindurch.

Mit den hier beschriebenen Halbleiterbauteilen lässt sich ein höherer Kontrast erreichen, ohne dass mechanische

Schwachstellen auftreten. Demgegenüber werden bei

herkömmlichen Halbleiterbauteilen die Halbleiterchips nur mit einem hochreflektierenden Material wie einem Silikon

umgössen, das jedoch vergleichsweise weich ist und somit keinen ausreichenden mechanischen Schutz bietet. Alternativ können vorgefertigte Gehäuse verwendet werden, die eine

Ausnehmung aufweisen, in dem Halbleiterchips montiert werden. Jedoch sind solche vorgefertigten Gehäuse vergleichsweise teuer . Bei dem hier beschriebenen Verfahren werden insbesondere durch einen ersten Vergussschritt die Halbleiterchips

umformt, zum Beispiel mit einer auf weißem Silikon

basierenden Pressmasse. Dieser Schritt kann bereits verwendet werden, um die Gräben zu formen, wobei sich die

Halbleiterchips im für den Kontrast benötigten Abstand zueinander befinden können. Diese für den ersten Verguss verwendbare Pressmasse weist jedoch optisch eine nicht ausreichende Absorption und/oder Reflektivität auf, um die geforderten Kontrastanforderungen zu erfüllen. Daher wird in einem zweiten Vergussschritt der zumindest eine Stützkörper erzeugt, um die etwa im ersten Vergussschritt erzeugten

Gräben zu verfüllen. Dabei wird als Stützmaterial bevorzugt ein anderes Material verwendet, mit dem die an den optischen Kontrast geforderten Anforderungen erfüllbar sind und das bevorzugt eine erhöhte mechanische Stabilität aufweist.

Somit kann ein Überverguss reduziert werden. Weiterhin ist eine erhöhte mechanische Stabilität insbesondere gegenüber Schüttgut-Prozessen gegeben, da das Stützmaterial für die Stützkörper geringere Anforderungen hinsichtlich der

optischen Eigenschaften erfüllen muss und daher auf

mechanische Eigenschaften hin optimiert sein kann. Weiterhin können beide Vergussschritte, also das Erzeugen des Vergusses und das Füllen der Gräben, auf Panel-Ebene durchgeführt werden, wodurch eine Parallelprozessierung und

Kostenersparnisse erreichbar sind. Gemäß zumindest einer Ausführungsform durchdringen die Gräben in Richtung senkrecht zu dem Träger und von der

Vergussoberseite her den Verguss zu mindestens 30 % oder 40 % oder 50 %. Es ist möglich, dass die Gräben den Verguss vollständig durchdringen und damit von der Vergussoberseite her bis zu dem Träger reichen. Alternativ oder zusätzlich durchdringen die Gräben den Verguss von der Vergussoberseite her zu höchstens 90 % oder 80 % oder 70 %. Bevorzugt weisen die Gräben eine Tiefe zwischen einschließlich 50 % und 70 % einer Dicke des Vergusses auf.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt ein lateraler Abstand zwischen den Halbleiterchips und den Gräben an der Vergussoberseite bei mindestens 30 ym oder 50 ym oder 80 ym. alternativ oder zusätzlich liegt dieser Abstand bei höchstens 250 ym oder 150 ym oder 100 ym.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Verguss an der Vergussoberseite für die im Betrieb von den Halbleiterchips erzeugte Strahlung teilweise durchlässig. Insbesondere liegt ein Transmissionsvermögen des Vergusses direkt an der

Vergussoberseite und insbesondere in Richtung parallel zur Vergussoberseite für die erzeugte Strahlung bei mindestens 0,2 % oder 0,5 % oder 1 %. Alternativ oder zusätzlich liegt dieses Transmissionsvermögen bei höchstens 10 % oder 5 % oder 3 %, insbesondere zwischen einschließlich 1 % und 3 %. Das heißt, ein vergleichsweise großer Anteil der Strahlung kann in den fertigen Halbleiterbauteilen durch den Verguss

hindurch zum Stützkörper gelangen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Stützkörper für die im Betrieb erzeugte Strahlung absorbierend. Insbesondere erscheint der Stützkörper einem Betrachter grau oder schwarz. Beispielsweise liegt ein Absorptionskoeffizient des

Stützkörpers für die Strahlung bei mindestens 0,7 oder 0,8 oder 0,9 oder 0,95. Der Stützkörper ist zum Beispiel aus einem Epoxid gefertigt, in das absorbierende Partikel etwa aus Ruß beigegeben sind.

Alternativ kann der Stützkörper eine hohe Reflektivität aufweisen. In diesem Fall ist es möglich, dass der

Stützkörper mit einer reflektierenden Beschichtung versehen ist oder aus einem reflektierenden Material wie einem Metall gebildet wird.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das Stützmaterial einen um mindestens einen Faktor 1,5 oder 2 oder 4 höheren Elastizitätsmodul auf als das Vergussmaterial. Dies gilt insbesondere bei Raumtemperatur, also 296 K.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden mit dem Schritt A) an dem Träger abgewandten Chipoberseiten der

Halbleiterchips Leuchtstoffkörper angebracht. Es ist möglich, dass jedem oder den meisten der Halbleiterchips je ein

Leuchtstoffkörper zugeordnet wird. Dabei ist eine Zuordnung zwischen den Halbleiterchips und den Leuchtstoffkörper bevorzugt eineindeutig. Alternativ ist es möglich, dass ein Leuchtstoffkörper gemeinsam mehreren Halbleiterchips

nachgeordnet ist oder dass einem Halbleiterchip mehrere

Leuchtstoffkörper nachgeordnet sind. Die Leuchtstoffkörper sind zur teilweisen oder vollständigen Umwandlung der von den Halbleiterchips erzeugten Strahlung in eine langwelligere Strahlung eingerichtet.

Emittieren die Halbleiterchips blaues Licht, so kann mittels der Leuchtstoffkörper insgesamt weißes Mischlicht erzeugt werden. Im Falle einer Vollkonversion der Strahlung der

Halbleiterchips durch die Leuchtstoffkörper kann

beispielsweise blaues Licht und grünes Licht und rotes Licht erzeugt werden. In diesem Fall können die Halbleiterchips nahultraviolette Strahlung oder blaues Licht emittieren.

Emittieren die Halbleiterchips blaues Licht, so ist es möglich, dass auf einem Teil der Halbleiterchips anstelle eines Leuchtstoffkörpers ein Transmissionskörper aufgebracht wird, der entweder transparent oder streuend für das blaue Licht wirkt und der frei von einem Leuchtstoff sein kann. Damit kann ein RGB-Bild aufgebaut werden, entweder mittels rot, blau und grün emittierender Leuchtstoffe oder mittels blau emittierender Halbleiterchips zusammen mit rot

emittierenden und grün emittierenden Leuchtstoffen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform schließen der Leuchtstoffkörper und/oder der Stützkörper und/oder der

Transmissionskörper bündig mit der Vergussoberseite ab. Das heißt, durch die Vergussoberseite zusammen mit dem

Stützkörper und dem Leuchtstoffkörper und dem

Transmissionskörper kann eine gemeinsame Ebene gebildet sein. Insbesondere erstreckt sich der Verguss weder auf den

Leuchtstoffkörper noch auf den Stützkörper noch auf den

Transmissionskörper und umgekehrt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird der Verguss stellenweise direkt auf den Träger aufgebracht. Insbesondere kann der Träger vollständig von dem Verguss zusammen mit den Halbleiterchips und/oder den Leuchtstoffkörpern bedeckt sein, optional zusammen mit elektrischen Verbindungsmitteln für die Halbleiterchips wie Bonddrähte.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird der Verguss im Schritt B) mittels folienunterstütztem Spritzpressen oder folienunterstütztem Spritzgießen erzeugt, auch als FAM oder Film Assisted Molding bezeichnet. Dabei werden die Gräben bevorzugt bereits mit dem Spritzgießen oder Spritzpressen gebildet, so dass nachträglich kein Vergussmaterial entfernt wird, um die Gräben zu bilden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden im Schritt B) in den Gräben am Verguss je eine oder mehrere

Verankerungsstrukturen geformt. Durch die

Verankerungsstrukturen wird im Schritt C) eine Anhaftung des Stützkörpers an dem Verguss erhöht. Die

Verankerungsstrukturen sind beispielsweise durch Noppen, Erhebungen und/oder Wälle gebildet, die sich innerhalb der Gräben und/oder entlang der Gräben erstrecken können.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Schritt B) zwei Teilschritte Bl) und B2), die bevorzugt in der

angegebenen Reihenfolge aufeinander folgen. Im Teilschritt Bl) wird der Verguss mit einer gleichmäßigen Dicke erzeugt. Das heißt, im Schritt Bl) sind noch keine Gräben vorhanden. Nachfolgend wird im Teilschritt B2) der mindestens eine

Graben durch stellenweises Entfernen des Vergussmaterials gebildet. Bei diesem Entfernen handelt es sich bevorzugt um ein Sägen, alternativ um einen Laserprozess oder um ein

Schleifen oder Fräsen oder Ätzen. Durch ein solches Entfernen des Vergussmaterials sind senkrechte oder nahezu senkrecht zur Vergussoberseite verlaufende Gräbenseitenwände der Gräben realisierbar. Die Gräben durchdringen den Verguss dann bevorzugt nur unvollständig.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird beim Erzeugen der Gräben, insbesondere mittels Sägen, eine Aufrauung gebildet. Die Aufrauung weist beispielsweise eine mittlere Rauheit von mindestens 5 ym oder 10 ym oder 20 ym und/oder von höchstens 50 ym oder 40 ym oder 30 ym auf. Mit anderen Worten ist der Verguss an den Gräben vergleichsweise rau. Die Rauheit in den Gräben übersteigt eine Rauheit an der Vergussoberseite zum

Beispiel um mindestens einen Faktor 5 oder 10 oder 20. Durch eine solche Aufrauung in den Gräben ist eine Anhaftung des Stützmaterials an den Verguss erhöht. Gemäß zumindest einer Ausführungsform schließen die

Seitenwände der Gräben mit der Vergussoberseite einen Winkel von mindestens 90° oder 95° oder 105° ein. Alternativ oder zusätzlich liegt dieser Winkel bei höchstens 140° oder 135° oder 125°. Mit anderen Worten können die Seitenwände

senkrecht oder nahezu senkrecht zur Vergussoberseite

verlaufen oder einen vergleichsweise großen Winkel zur

Vergussoberseite bilden. Insbesondere durch vergleichsweise große Winkel können Entformschrägen für eine Pressform realisiert werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird entlang von Kanten der Gräben im Schritt B) eine Randverrundung gebildet. Ein Krümmungsradius der Randverrundung liegt beispielsweise bei mindestens 5 ym oder 10 ym oder 20 ym und/oder bei höchstens 100 ym oder 50 ym oder 30 ym.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden die Gräben nach dem Schritt B) und vor dem Schritt C) zusätzlich aufgeraut. Damit ist eine Rauheit der Gräben erhöhbar, verbunden mit einer erhöhten Haftung des Stützmaterials an dem Verguss. Dieses Aufrauen ist beispielsweise durch ein Sandstrahlen, auch als Blasting bezeichnet, möglich.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden die Gräben im Schritt C) bündig und vollständig mit dem Stützmaterial ausgefüllt. Das heißt, das Stützmaterial ragt aus dem Gräben nicht hervor. Damit wird durch die Vergussoberseite und eine dem Träger abgewandte Oberseite der Stützkörper bevorzugt eine zusammenhängende Ebene gebildet.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Träger im Bereich der Gräben ein oder mehrere Verankerungselemente auf. Durch das mindestens eine Verankerungselement ist eine

Anhaftung des Stützkörpers an dem Träger gesteigert.

Derartige Verankerungselemente sind beispielsweise durch Löcher in einer Metallschicht im Bereich der Gräben

realisierbar .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform erstrecken sich die Gräben vor dem Schritt D) in Draufsicht gesehen

zusammenhängend über mehrere der späteren Halbleiterbauteile hinweg. Dadurch sind die Gräben im Schritt C) effizient mit dem Stützmaterial auffüllbar und eine Anzahl von

Anspritzpunkten kann reduziert werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird pro Graben genau ein Stützkörper geformt. Dazu ist es möglich, dass sich benachbarte Gräben weder berühren noch schneiden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die Gräben in Richtung quer zu einer Längsrichtung eine Vielzahl von

Abzweigungen auf. Die Abzweigungen können nur nach einer Seite hin ausgebildet sein oder sich beiderseits der

Längsrichtung erstrecken. Es ist möglich, dass durch die Abzweigung H-förmige, entlang der Längsrichtung

aneinanderhängende Strukturen gebildet werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden die

Halbleiterchips in Draufsicht gesehen an einer, an drei oder an vier Seiten von den betreffenden, zugeordneten Gräben sowie zusammen mit den zwei oder vier zugehörigen

Abzweigungen umgeben. Das heißt, in den fertigen

Halbleiterbauteilen ist der Stützkörper in Draufsicht gesehen insbesondere U-förmig gestaltet, wobei pro Halbleiterbauteil einer oder zwei dieser U-förmigen Gräben vorhanden sein können . Gemäß zumindest einer Ausführungsform erfolgt im Schritt D) eine Vereinzelung entlang mindestens einer

Vereinzelungslinie, die vollständig neben den Gräben

verläuft. Das heißt, die Stützkörper sind von dieser

Vereinzelungslinie nicht betroffen. Diese Vereinzelungslinie kann vollständig durch den Verguss und optional durch den Träger hindurch verlaufen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die

Halbleiterchips zumindest bis zum Schritt C) und optional auch in den fertigen Halbleiterbauteilen zu Bildpunkten oder Pixeln gruppiert. Die Bildpunkte sind zu einer variablen, farbigen Lichtemission eingerichtet. Innerhalb der Bildpunkte können die Halbleiterchips elektrisch unabhängig voneinander ansteuerbar sein. Bevorzugt befindet sich zwischen den

Halbleiterchips und/oder innerhalb der Bildpunkte kein

Graben. Mit anderen Worten können die Halbleiterchips innerhalb der Bildpunkte und/oder der Halbleiterbauteile durch eine zusammenhangende, ununterbrochene Vergussoberseite miteinander verbunden sein.

Darüber hinaus wird ein optoelektronisches Halbleiterbauteil angegeben. Das Halbleiterbauteil wird insbesondere mit einem Verfahren hergestellt, wie in Verbindung mit einer oder mehrerer der oben genannten Ausführungsformen beschrieben. Merkmale des Halbleiterbauteils sind daher auch für das Verfahren offenbart und umgekehrt.

In mindestens einer Ausführungsform umfasst das

optoelektronische Halbleiterbauteil einen Träger, welcher bevorzugt elektrische Kontaktflächen umfasst. Ferner umfasst das Halbleiterbauteil einen oder mehrere optoelektronische Halbleiterchips zur Erzeugung einer Strahlung, welche auf den Träger angebracht sind, insbesondere an den elektrischen Kontaktflächen. Direkt um die Halbleiterchips herum ist ein Verguss mit einer dem Träger abgewandten Vergussoberseite geformt, sodass die Halbleiterchips in Draufsicht gesehen frei von einem reflektierenden Vergussmaterial des Vergusses sind. Mindestens ein Graben ist in dem Verguss vorhanden, wobei der Graben von den Halbleiterchips beabstandet sein kann. Mindestens ein Stützkörper in dem Graben ist auf den Graben beschränkt und berührt die Halbleiterchips bevorzugt nicht.

Bevorzugt sind genau drei Seitenflächen des

Halbleiterbauteils, optional alle vier Seitenflächen, teilweise durch den Stützkörper gebildet. Eine

Bauteiloberseite des Halbleiterbauteils kann von dem Verguss zusammen mit dem Stützkörper und dem Halbleiterchip,

alternativ dem Leuchtstoffkörper oder dem

Transmissionskörper, gebildet sein. Eine Bauteilunterseite des Halbleiterbauteils ist bevorzugt ausschließlich durch den Träger gebildet.

Nachfolgend werden ein hier beschriebenes Verfahren und ein hier beschriebenes optoelektronisches Halbleiterbauteil unter Bezugnahme auf die 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 1 bis 3 schematische Schnittdarstellungen von

Verfahrensschritten eines hier beschriebenen

Verfahrens zur Herstellung von

Ausführungsbeispielen von optoelektronischen

Halbleiterbauteilen, und

Figuren 4 bis 9 in den Figurenteilen A schematische

Draufsichten auf mit einem hier beschriebenen Verfahren hergestellte Panele mit einer Vielzahl von nichtvereinzelten Halbleiterbauteilen und in den Figurenteilen B perspektivische Darstellungen von Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauteilen.

In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterbauteilen 1 illustriert. Gemäß Figur 1A wird ein Träger 2 bereitgestellt, der elektrische Kontaktflächen 41 umfasst. Der Träger 2 basiert beispielsweise auf einer Keramik. An den elektrischen Kontaktflächen 41 sind optoelektronische Halbleiterchips 3 aufgebracht, insbesondere LED-Chips. Besonders bevorzugt befinden sich an dem Träger 2 abgewandten Chipoberseiten 30 jeweils Leuchtstoffkörper 7 oder transparente Körper ohne Wellenlängenkonversionseigenschaften. Die Leuchtstoffkörper 7 sind zur Umwandlung einer in den Halbleiterchips 3 erzeugten Strahlung R eingerichtet.

Im Verfahrensschritt, wie in Figur 1A gezeigt, befinden sich die Halbleiterchips 3 in einer Kavität, die durch den Träger 2 zusammen mit einer Pressform 81 gebildet wird. An der Pressform 81 befindet sich eine Pressfolie 82. Hierdurch ist, siehe auch Figur 1B, mittels Formpressen oder Spritzgießen oder Spritzpressen ein Verguss 5 zu erzeugen. Dabei weist die Pressform 81 Ausstülpungen auf, so dass der Verguss 5 mit Gräben 56 erzeugt wird. Die Gräben 56 können sich in Richtung senkrecht zur Zeichenebene durchgehend durch den Verguss 5 erstrecken .

Die Gräben 56 reichen von einer dem Träger 2 abgewandten Vergussoberseite 50 her zu ungefähr 50 % bis 60 % durch den Verguss 5 hindurch. Seitenwände 59 der Gräben 56 weisen zur Vergussoberseite 50 hin einen Winkel von ungefähr 120° auf, so dass die Pressform 81 effizient entfernbar ist. Die

Vergussoberseite 50 schließt bündig mit dem Träger 2

abgewandten Oberseiten der Leuchtstoffkörper 7 ab. Ein

Ausstand D an der Vergussoberseite 50 zwischen den

Leuchtstoffkörpern 7 und den Gräben 56 liegt bevorzugt zwischen 80 ym und 100 ym. Aufgrund dieses geringen Abstands D gelangt die in den Halbleiterchips 3 im Betrieb erzeugte Strahlung R teilweise durch den fertigen Verguss 5 hin zu den Gräben 56.

Bei einem Vergussmaterial für den Verguss 5 handelt es sich beispielsweise um ein Silikon, das zu ungefähr 30 Gew% mit Titandioxidpartikeln gefüllt ist. Eine Dicke der elektrischen Kontaktflächen 41 liegt zum Beispiel bei mindestens 20 ym und/oder höchstens 70 ym, insbesondere um 50 ym. Eine Dicke des Vergusses 5 vom Träger 2 bis zur Vergussoberseite 50 liegt beispielsweise bei mindestens 150 ym und/oder bei höchstens 400 ym, insbesondere um 250 ym.

Im Verfahrensschritt der Figur IC wird eine weitere Pressform 83 mit einer weiteren Pressfolie 84 an dem Verguss 5 angebracht, sodass durch die Gräben 56 zusammen mit der weiteren Pressform 83 Kavitäten 85 gebildet werden.

Diese Kavitäten 85 werden mit einem Stützmaterial für

Stützkörper 6 verfüllt, siehe auch Figur ID. Die Stützkörper 6 schließen bündig mit der Vergussoberseite 50 ab und füllen die Gräben 56 vollständig aus. Pro Graben 56 entsteht ein Stützkörper 6. Im Verfahrensschritt der Figur IE erfolgt ein Vereinzeln entlang von Vereinzelungslinien S durch den Träger 2, den Verguss 5 und die Stützkörper 6 hindurch. Dieses Vereinzeln erfolgt entlang der Gräben 56. Beispielsweise wird das

Vereinzeln mittels eines Sägeblatts 9 durchgeführt.

In Figur 1F sind die fertigen Halbleiterbauteile 1

dargestellt. Im Betrieb gelangt aufgrund des kleinen Abstands D ein Anteil der Strahlung R zu dem Stützkörper 6 und wird dort absorbiert. Der Stützkörper 6 erscheint bevorzugt schwarz.

Optional kann eine weitere Vereinzelungslinie S vorhanden sein, die zwischen benachbarten Halbleiterchips 3 liegt.

Diese zusätzliche Vereinzelungslinie S ist auf den Träger 7 und den Verguss 5 beschränkt, so dass die Stützkörper 6 von dieser weiteren Vereinzelungslinie S nicht betroffen sind.

In den Figuren 2A und 2B sind optionale zusätzliche

Verfahrensschritte gezeigt, die zwischen den

Verfahrensschritten der Figuren 1B und IC erfolgen können.

Gemäß Figur 2A wird über den Verguss 5 durchgehend hinweg und optional auch über die Leuchtstoffkörper 7 hinweg eine

Aufrauung 85 erzeugt, beispielsweise mittels Sandstrahlen. Durch diese Aufrauung 85 kann nachfolgend eine Anhaftung des Stützkörpers 6 an dem Verguss 5 erhöht werden. Zudem ist es möglich, dass eine Auskopplung von Strahlung aus den

Leuchtstoffkörpern 7 heraus erhöht wird.

Wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen ist es möglich, dass eine Kontaktierung der Halbleiterchips 3 an den Chipoberseiten 30 mit Hilfe von Bonddrähten 42 erfolgt, die durch den Leuchtstoffkörper 7 und/oder den Verguss 5 hindurch zu den Kontaktflächen 41 geführt sind. Alternativ können, wie in Figur 1 illustriert, jeweils auch Flip-Chips verwendet werden .

Anders als in Figur 2A ist die Aufrauung 58 gemäß Figur 2B auf die Gräben 56 beschränkt.

Die Figuren 2C bis 2E betreffen Varianten, bei denen

Verankerungsstrukturen 57 und/oder Verankerungselemente 27 vorhanden sind, durch die eine Anhaftung des Stützkörpers 6 an dem Träger 2 und/oder an dem Verguss 5 steigerbar ist. Die Schritte der Figuren 2C bis 2E entsprechen insbesondere je dem Schritt der Figur IB.

In Figur 2C ist gezeigt, dass an den Träger 2 mehrere

Verankerungselemente 27 vorhanden sind. Die

Verankerungselemente 27 sind beispielsweise durch eine mit Löchern versehene Metallschicht oder Keramikschicht oder KunststoffSchicht gebildet. Diese Löcher können

zylinderförmig sein, wie in der linken Hälfte der Figur 2C illustriert, oder invers kegelförmig oder trapezförmig, wie in der rechten Hälfte der Figur 2C gezeigt. Solche mit

Hinterschneidungen versehene Verankerungselemente 27 sind beispielsweise durch ein Ätzen einer Ausgangsschicht

erzeugbar .

Ferner ist es wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen möglich, dass an Kanten der Gräben 56 jeweils

Randverrundungen 51 vorhanden sind. Ein Krümmungsradius der Randverrundungen 51 liegt beispielsweise bei 20 ym.

Gemäß Figur 2D werden am Verguss 5 in den Gräben 56

Verankerungsstrukturen 57 geformt, etwa durch eine passend gestaltete Pressform 51 im Schritt entsprechend der Figur 1A. Die Verankerungsstrukturen 57 können an den Seitenwänden 59 angebracht sein und/oder an einer Unterseite der Gräben 56, die dem Träger 2 am nächsten liegt. Die

Verankerungsstrukturen 57 sind beispielsweise durch Wälle gebildet, die sich entlang der Gräben 56 erstrecken, und/oder durch einzelne, kuppeiförmige Noppen, von denen mehrere entlang der Gräben 56 aufgereiht sein können. In Figur 2E ist illustriert, dass die Verankerungsstrukturen 57 insbesondere an den Seitenwänden 59 mit den

Verankerungselementen 27 am Träger 2 kombiniert werden können. Dabei ist es wie auch in allen anderen

Ausführungsbeispielen möglich, dass die Verankerungselemente 27 durch eine Aufrauung des Trägers 2 gebildet sind. Das heißt, die Verankerungselemente 27 müssen sich nicht aus dem Träger 2 heraus erheben sondern können in den Träger 2 eingebracht sein. In den Figuren 2C und 2E reichen die Gräben 56 bis an den

Träger 2 heran, so dass die Verankerungselemente 27 frei von dem Verguss 5 sind. In Figur 3 ist eine Alternative zum Formen des Vergusses 5 mit den Gräben 56 illustriert. Die Schritte der Figuren 3A bis 3C können die in den Figuren 1A und 1B gezeigten Schritte ersetzen. Im Übrigen gelten die Ausführungen zur Figur 1 entsprechend.

Gemäß Figur 3A wird der Verguss 5 mit der durchgehenden

Vergussoberseite 50 erzeugt. Somit sind nach diesem Schritt noch keine Gräben vorhanden.

Gemäß Figur 3B erfolgt ein Entfernen von Material des

Vergusses 5 im Bereich der späteren Gräben. Dies wird

insbesondere mittels eines Sägeblatts 9 durchgeführt. Die Gräben 56 reichen bevorzugt nicht bis zum Träger 2.

Alternativ ist es insbesondere im Falle eines nur temporären Trägers 2 möglich, dass die Gräben 56 auch bis an oder bis in den Träger 2 reichen.

Die resultierenden Gräben 56 sind in Figur 3C illustriert. Die Seitenwände 59 der Gräben 56 sind senkrecht oder nahezu senkrecht zur Vergussoberseite 50 orientiert, sodass der Winkel bei 90° liegt. Bevorzugt wird durch das Sägen im Schritt der Figur 3B in den Gräben 56 eine Aufrauung 58 erzeugt, beispielsweise mit einer Rauheit zwischen 10 ym und 30 ym. Durch diese Aufrauung 58 haftet das Stützmaterial für die Stützkörper 6 stärker an dem Verguss 5. Die übrigen

Verfahrensschritte können analog zur Figur 1 durchgeführt werden . Die Figurenteile A der Figuren 4 bis 7 beziehen sich auf

Panele vor dem Vereinzeln, also auf die Anordnung nach dem Verfahrensschritt entsprechend der Figur ID. Die Figurenteile B betreffen jeweils perspektivische Darstellungen der

fertigen Halbleiterbauteile 1 nach dem Schritt der Figur 1F.

Wie in Figur 4A gezeigt, können die Halbleiterchips 3a, 3b, 3c jeweils zu Bildpunkten 33 gruppiert sein. Dabei können sich die Halbleiterchips 3a, 3b, 3c berühren oder fast berühren und entlang einer Linie parallel zu Längsrichtungen der Stützkörper 6 aufgereiht sein. Die Stützkörper 6

erstrecken sich entlang von geraden Linien zwischen

benachbarten Bildpunkten 33 über das durch den Träger 2 und den Vergusskörper 5 gebildete Panel hinweg. Dabei sind die Stützkörper 6 innerhalb der Halbleiterbauteile 1 je nur an einer Seite der Bildpunkte 33 angebracht, an denen sich nicht die Banddrähte 42 befinden. In Draufsicht gesehen befindet sich der Stützkörper 6 damit in den fertigen

Halbleiterbauteilen lediglich an einer einzigen Seite der Bildpunkte 33.

Eine der Vereinzelungslinien S verläuft entlang des

jeweiligen Stützkörpers 6, eine weitere, parallel hierzu verlaufende Vereinzelungslinie S verläuft nur durch den

Verguss 5 zusammen mit dem Träger 2 hindurch. Ein dritte Vereinzelungslinie S, die schematisch in Figur 4A angedeutet ist, verläuft senkrecht zu den beiden erstgenannten

Vereinzelungslinien zwischen benachbarten Gruppen und

Bildpunkten 33 hindurch.

Damit weist der Stützkörper 6 in dem fertigen

Halbleiterbauteilen 1, siehe Figur 4B, eine balkenförmige Gestalt auf. Der Stützkörper 6 liegt an drei Seitenflächen 15 der Halbleiterbauteile 1 frei. Die Seitenflächen 15 können aus dem Träger 2, dem Stützkörper 6 sowie dem Verguss 5 bestehen . Gemäß Figur 5A weisen die Stützkörper 6 in Draufsicht gesehen senkrecht zu deren Längsrichtungen je mehrere Abzweigungen 55 auf. Damit sind die Stützkörper 6, pro Halbleiterbauteil 1, in Draufsicht gesehen U-förmig gestaltet und, solange noch nicht vereinzelt, als entlang der Längsrichtungen

zusammengesetzte liegende H ^x s geformt.

Die Halbleiterchips 3 können, wie auch in allen anderen

Ausführungsbeispielen, quadratförmig zu den Bildpunkten 33 gruppiert sein, beispielsweise als RGGB-Pixel.

Beim Ausführungsbeispiel der Figur 6 sind jedem Bildpunkt 33 zwei der Stützkörper 6 aus Figur 5 zugeordnet. Damit werden die beispielsweise einzeln montierten Halbleiterchips 3a, 3b, 3c, die zu den Bildpunkten 33 gruppiert sind, beidseitig von den in Draufsicht U-förmigen Stützkörpern 6 eingefasst. Es ist möglich, dass sich parallel zu den Stützkörpern 6 auch der Verguss 5 in Draufsicht gesehen als durchgehender

Streifen über das Panel der Figur 6A hinweg erstreckt.

Beim Ausführungsbeispiel der Figur 7 ist in dem Panel ein zusammenhängender Stützkörper 6 gebildet, der die jeweiligen Halbleiterchips 3 oder Bildpunkte 33 rahmenförmig umgibt. Da sich insbesondere direkt an dem Träger 2 der Verguss 5 als zusammenhängende Schicht befindet, ist auch der Verguss 5 über alle Halbleiterbauteile 1 in noch nicht vereinzeltem Zustand einstückig ausgebildet. Damit umgibt der Stützkörper 6 auch in den fertigen

Halbleiterbauteilen 1, siehe Figur 7B, den Verguss 5 sowie den Halbleiterchip 3 an der Oberseite rahmenförmig . In den Figuren 4 bis 6 sind die Leuchtstoffkörper 7 nicht eigens gezeichnet, können aber je in gleicher Weise vorhanden seine wie in Figur 7. Gemäß Figur 8A verlaufen die Vereinzelungslinien S nicht durch den Stützkörper 6 hindurch, sondern sind auf den

Verguss 5 und optional auf den Träger 2 beschränkt. Handelt es sich um ein QFN-Bauteil, sodass der Träger 2 ein

Leiterrahmen ist, so können die Vereinzelungslinien S auf den Verguss 5 beschränkt sein. Dabei sind eventuell vorhandene, schmale nicht gezeichnete Verbindungsstege zwischen einzelnen Leiterrahmenteilen vernachlässigt. Somit können die

Seitenflächen 15 aus dem Vergussmaterial des Vergusses 5 bestehen, siehe Figur 8B, unter Vernachlässigung eventuell durchtrennter Verbindungsstege. Auch die Halbleiterbauteile 1, wie in den übrigen Figuren gezeigt, können abweichend von der jeweiligen Darstellung als QFN-Bauteile entsprechend Figur 7 ausgeführt werden. Der Stützkörper 6 umschließt die einzelnen Halbleiterchips 3 gemäß Figur 8 jeweils vollständig in Form eines insbesondere rechteckigen Rahmens. Dabei kann der Stützkörper 6 wie in Figur 1 den Verguss 5 zur zum Teil durchdringen oder auch vollständig durch den Verguss 5 verlaufen, wie etwa in den Figuren 2C oder 2E beschrieben. Weiterhin ist es möglich, dass der Stützkörper 6 in Draufsicht gesehen entsprechend der Figuren 4 bis 6 gestaltet ist.

Abweichend von der Darstellung in Figur 8 ist es möglich, dass zwischen den einzelnen rahmenförmigen Stützkörpern 6 nicht gezeichnete Verbindungskanäle vorhanden sind, sodass mehrere der Stützkörper 6 gemeinsam gespritzt werden können. Die Vereinzelungslinien S verlaufen dann bevorzugt durch solche Verbindungskanäle hindurch, insbesondere senkrecht zu solchen Verbindungskanälen.

In den Figuren 9A und 9B ist illustriert, dass die Gräben 56 direkt bis an die Halbleiterchips 3 reichen. Dabei können die Gräben 56 auf eine Seite der Halbleiterchips 3 beschränkt sein, analog zu Figur 4, können sich aber genauso auf mehrere Seiten der Halbleiterchips 3 erstrecken, wie in Verbindung mit den Figuren 5 bis 7 gezeigt.

Der Stützkörper 6 kann bis zum Träger 2 reichen, siehe Figur 9B, sodass eine der Seitenflächen 15 durch den Stützkörper 6 und optional zusammen mit dem Träger 2 gebildet ist.

Abweichend davon können die Gräben 56 den Verguss 5 auch nur zum Teil durchlaufen, entsprechend der Gestaltung in Figur 4.

Die in den Figuren gezeigten Komponenten folgen, sofern nicht anders kenntlich gemacht, bevorzugt in der angegebenen

Reihenfolge jeweils unmittelbar aufeinander. Sich in den Figuren nicht berührende Schichten sind bevorzugt voneinander beabstandet. Soweit Linien parallel zueinander gezeichnet sind, sind die entsprechenden Flächen bevorzugt ebenso parallel zueinander ausgerichtet. Ebenfalls, soweit nicht anders kenntlich gemacht, sind die relativen Positionen der gezeichneten Komponenten zueinander in den Figuren korrekt wiedergegeben .

Die hier beschriebene Erfindung ist nicht durch die

Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele 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 dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist .

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2017 117 150.9, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Bezugs zeichenliste

1 optoelektronisches Halbleiterbauteil

15 Seitenfläche des Halbleiterbauteils

2 Träger

27 Verankerungselemente

3 Halbleiterchip

33 Bildpunkt

30 Chipoberseite

41 elektrische Kontaktfläche

42 Bonddraht

5 Verguss

50 Vergussoberseite

51 Randverrundung

55 Abzweigung

56 Graben

57 Verankerungsstruktur

58 Aufrauung

59 Grabenseitenwand

6 Stützkörper

7 Leuchtstoffkörper

81 Pressform

82 Pressfolie

83 weitere Pressform

84 weitere Pressfolie

85 Kavität

9 Sägeblatt

R Strahlung

S Vereinzelungslinie

□ Winkel Vergussoberseite - Grabenseitenwand