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Patent Searching and Data


Title:
SEMICONDUCTOR COMPONENT AND METHOD FOR PRODUCING SEMICONDUCTOR COMPONENTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/073005
Kind Code:
A1
Abstract:
A semiconductor component (1) is specified, comprising at least a rear side (11) opposite the front side, a leadframe (3) comprising a first connection part (31) and a second connection part (32), and comprising a molded body (4), which mechanically connects the first connection part and the second connection part to one another, wherein, in a plan view of the front side, the first connection part and the second connection part do not, or do not significantly, project beyond the molded body and are accessible in each case at the front side and at the rear side for externally making electrical contact with the semiconductor chip. Furthermore, a method for producing semiconductor components is specified.

Inventors:
MÜLLER MICHAEL (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/077800
Publication Date:
April 18, 2019
Filing Date:
October 11, 2018
Export Citation:
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Assignee:
OSRAM OPTO SEMICONDUCTORS GMBH (DE)
International Classes:
H01L33/54; H01L31/02; H01L33/62; H01L33/48
Foreign References:
US20140291720A12014-10-02
US20090218588A12009-09-03
US20130161668A12013-06-27
US20170200878A12017-07-13
DE10214208A12003-10-23
DE102015100262A12016-07-14
DE102012102847A12013-10-02
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
ZACCO PATENTANWALTS- UND RECHTSANWALTSGESELLSCHAFT MBH (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Halbleiterbauelement (1) mit zumindest einen Halbleiter¬ chip (2), einer Vorderseite (10) und einer der Vorderseite gegenüber liegenden Rückseite (11), einem Leiterrahmen (3) mit einem ersten Anschlussteil (31) und einem zweiten Anschlussteil (32) und mit einem Formkörper (4), der das erste Anschlussteil und das zweite Anschlussteil mechanisch mitei¬ nander verbindet, wobei das erste Anschlussteil und das zwei- te Anschlussteil in einer Draufsicht auf die Vorderseite nicht oder nicht wesentlich über den Formkörper hinaus ragen und jeweils an der Vorderseite und an der Rückseite für eine externe elektrische Kontaktierung des Halbleiterbauelements zugänglich sind.

2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1,

wobei der Formkörper und der Leiterrahmen an einer das Halbleiterbauelement in lateraler Richtung begrenzenden Seitenfläche (15) stellenweise bündig abschließen.

3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2,

wobei sich der Leiterrahmen in einer senkrecht zur Rückseite des Halbleiterbauelements verlaufenden vertikalen Richtung zumindest durch 90% der maximalen vertikalen Ausdehnung des Formkörpers hindurch erstreckt.

4. Halbleiterbauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Formkörper stellenweise unmittelbar an den Halbleiterchip angrenzt.

5. Halbleiterbauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das erste Anschlussteil eine erste vorderseitige Kon¬ taktfläche (310) und eine erste rückseitige Kontaktfläche (311) aufweist. 6. Halbleiterbauelement nach Anspruch 5,

wobei die vorderseitige Kontaktfläche und eine Vorderseite des Formkörpers in demselben vertikalen Abstand oder im Wesentlichen in demselben vertikalen Abstand zur Rückseite des Halbleiterbauelements angeordnet sind.

7. Halbleiterbauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Halbleiterchip auf dem ersten Anschlussteil ange¬ ordnet und über eine Verbindungsleitung (25) mit dem zweiten Anschlussteil elektrisch leitend verbunden ist und wobei die Verbindungsleitung in den Formkörper eingebettet ist.

8. Halbleiterbauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das erste Anschlussteil einen Zentralbereich (315) auf¬ weist, auf dem der Halbleiterchip angeordnet ist, und wobei ein Fortsatz (316), der sich vom Zentralbereich weg erstreckt, die erste vorderseitige Kontaktfläche bildet.

9. Halbleiterbauelement nach Anspruch 8,

wobei der Fortsatz zwischen dem Zentralbereich und der ersten vorderseitigen Kontaktfläche einen gebogenen Bereich (317) des Leiterrahmens aufweist.

10. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das erste Anschlussteil einen Zentralbereich (315) , auf dem Halbleiterchip angeordnet ist, und einen Kontaktstift (318) aufweist, wobei der Kontaktstift die vorderseitige Kon¬ taktfläche bildet und der Leiterrahmen im Bereich des Kon- taktstifts eine größere vertikale Ausdehnung aufweist als im Zentralbereich .

11. Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von Halbleiter- bauelementen mit den Schritten:

a) Bereitstellen eines Leiterrahmens (3) mit einer Mehrzahl von Bauelementbereichen (39) ;

b) Anordnen von zumindest einem Halbleiterchip (2) in jedem Bauelementbereich des Leiterrahmens;

c) Umhüllen des Leiterrahmens mit einer Formmasse zur Ausbil¬ dung eines Formkörperverbunds (49), wobei der Leiterrahmen an einer Vorderseite des Formkörperverbunds und an einer der Vorderseite gegenüberliegenden Rückseite des Formkörperverbunds für eine externe elektrische Kontaktierung zugänglich ist; und

d) Vereinzeln des Formkörperverbunds in die Mehrzahl von Halbleiterbauelementen .

12. Verfahren nach Anspruch 11,

wobei der Leiterrahmen vor Schritt c) stellenweise gebogen wird .

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12,

wobei der Leiterrahmen in Schritt c) in eine Form (47) mit einem Oberteil (470) und einem Unterteil (471) eingebracht wird, wobei das Oberteil Erhebungen (4701) aufweist, mit de¬ nen der Leiterrahmen stellenweise gegen das Unterteil ge¬ drückt wird. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13,

wobei das Unterteil weitere Erhebungen (4710) aufweist, mit denen der Leiterrahmen stellenweise gegen das Oberteil ge¬ drückt wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei der Leiterrahmen Verbinder (37) aufweist, über die benachbarte Bauelementbereiche miteinander verbunden sind, und wobei zumindest einige der Erhebungen gegen die Verbinder drücken.

16. Verfahren nach Anspruch 15,

wobei einige der Verbinder als Querverbinder (371) ausgebildet sind, die schräg zur Rückseite des Formkörperverbunds verlaufen.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16,

wobei die Verbinder in Schritt d) durchtrennt werden. 18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17,

wobei ein Halbleiterbauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 hergestellt wird.

Description:
Halbleiterbauelement und Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbaue1ementen

Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Halbleiterbauelement sowie ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen .

Bei Halbleiterbauelementen, beispielsweise für den Einsatz in der Sensorik, werden vermehrt besonders kompakte Bauformen gefordert, sowohl in Bezug auf die Grundfläche sowie auf die Bauteilhöhe senkrecht zur Grundfläche. Zudem sind für ver ¬ schiedene Anwendungen unterschiedliche Arten der Befestigung der Bauelemente erforderlich.

Eine Aufgabe ist es, ein Halbleiterbauelement anzugeben, das sich durch eine kompakte Bauform auszeichnet und vielseitig einsetzbar ist. Weiterhin soll ein Verfahren angegeben werden, mit dem Halbleiterbauelemente einfach und zuverlässig in kompakter Form hergestellt werden können.

Diese Aufgaben werden unter anderem durch ein Halbleiterbauelement beziehungsweise ein Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.

Es wird ein Halbleiterbauelement angegeben, beispielsweise ein optoelektronisches Halbleiterbauelement, das zur Erzeu ¬ gung und/oder zum Empfangen von Strahlung vorgesehen ist.

Das Halbleiterbauelement erstreckt sich in einer vertikalen Richtung zwischen einer Vorderseite und einer der Vorderseite gegenüberliegenden Rückseite. Insbesondere verlaufen die Vorderseite und die Rückseite zumindest stellenweise parallel zueinander. In lateraler Richtung ist das Halbleiterbauelement durch Seitenflächen begrenzt, welche die Vorderseite und die Rückseite miteinander verbinden. Die Seitenflächen verlaufen insbesondere senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur Vorderseite und/oder zur Rückseite.

Das Halbleiterbauelement weist zumindest einen Halbleiterchip auf. Beispielsweise ist der Halbleiterchip zum Erzeugen und/oder zum Empfangen von elektromagnetischer Strahlung, et- wa im sichtbaren, ultravioletten oder infraroten Spektralbereich, vorgesehen. Beispielsweise ist der Halbleiterchip ein optoelektronischer Halbleiterchip, etwa ein Lumineszenzdioden-Halbleiterchip wie eine Leuchtdiode oder eine Laserdiode oder eine Fotodiode oder ein Fototransistor.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauele ¬ ments weist das Halbleiterbauelement einen Leiterrahmen mit einem ersten Anschlussteil und einem zweiten Anschlussteil auf. Der Leiterrahmen ist insbesondere selbsttragend ausge- bildet. Beispielsweise ist der Leiterrahmen bei der Herstel ¬ lung aus einem Metallblech gebildet, wobei das Metallblech auf einer oder auf beiden Seiten mit einer Beschichtung versehen sein kann. Das erste Anschlussteil und das zweite Anschlussteil sind insbesondere zur externen elektrischen Kontaktierung des Halbleiterbauelements vorgesehen .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauele- ments weist das Halbleiterbauelement einen Formkörper auf. Der Formkörper enthält beispielsweise ein Kunststoffmaterial , etwa ein Epoxid oder ein Silikon. Der Formkörper ist insbesondere an den Leiterrahmen angeformt. An den Stellen, an de- nen der Formkörper an den Leiterrahmen angeformt ist, grenzt der Formkörper unmittelbar an den Leiterrahmen an. Insbesondere verbindet der Formkörper das erste Anschlussteil und das zweite Anschlussteil mechanisch miteinander. Der Formkörper ist zweckmäßigerweise elektrisch isolierend ausgebildet.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauele ¬ ments ragen das erste Anschlussteil und das zweite Anschluss ¬ teil in einer Draufsicht auf einer Vorderseite des Halblei- terbauelements in lateraler Richtung nicht oder nicht wesent ¬ lich über den Formkörper hinaus. „Nicht wesentlich" bedeutet in diesem Zusammenhang insbesondere, dass die Anschlussteile jeweils um höchstens 10 ym in lateraler Richtung aus dem Formkörper heraus stehen.

Insbesondere überlappt eine für die elektrische Kontaktierung vorgesehene Außenfläche des ersten Anschlussteils beziehungs ¬ weise des zweiten Anschlussteils jeweils mit dem Formkörper. Mit anderen Worten weist das Halbleiterbauelement keine Kon- taktbeinchen auf, die sich in lateraler Richtung aus dem Formkörper heraus erstrecken und die zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterbauelements vorgesehen sind. Der Platz ¬ bedarf bei der Montage des Halbleiterbauelements auf einem Anschlussträger, etwa einer Leiterplatte, wird dadurch ver- ringert.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauele ¬ ments sind das erste Anschlussteil und das zweite Anschluss ¬ teil an der Vorderseite des Halbleiterbauelements und an der Rückseite des Halbleiterbauelements für eine externe elektri ¬ sche Kontaktierung des Halbleiterbauelements zugänglich. Das Halbleiterbauelement ist also von der Vorderseite oder von der Rückseite her extern elektrisch kontaktierbar . Insbeson- dere ist die Funktionsweise des Halbleiterbauelements unab ¬ hängig davon, ob das Halbleiterbauelement nur an der Vorderseite oder nur an der Rückseite elektrisch kontaktiert ist. Mit anderen Worten kann bei dem am Anschlussträger montierten Halbleiterbauelement entweder die Vorderseite oder die Rück ¬ seite dem Anschlussträger zugewandt sein. Das Halbleiterbau ¬ element zeichnet sich dadurch hinsichtlich der Montierbarkeit durch eine besonders hohe Flexibilität aus. In mindestens einer Ausführungsform des Halbleiterbauelements weist das Halbleiterbauelement zumindest einen Halbleiter ¬ chip, eine Vorderseite und eine der Vorderseite gegenüberlie ¬ gende Rückseite, einen Leiterrahmen mit einem ersten Anschlussteil und einem zweiten Anschlussteil und einen Form- körper auf, wobei der Formkörper das erste Anschlussteil und das zweite Anschlussteil mechanisch miteinander verbindet und wobei das erste Anschlussteil und das zweite Anschlussteil in einer Draufsicht auf die Vorderseite des Halbleiterbauele ¬ ments nicht oder nicht wesentlich über den Formkörper hinaus- ragen. An der Vorderseite und an der Rückseite des Halblei ¬ terbauelements sind das erste Anschlussteil und das zweite Anschlussteil für eine externe elektrische Kontaktierung des Halbleiterbauelements zugänglich . Ein derartiges Halbleiterbauelement vereint einen geringen Platzbedarf bei der Montage auf einem Anschlussträger mit einer geringen erzielbaren Bauhöhe des Halbleiterbauelements und mit einer besonders hohen Flexibilität in der Montierbar ¬ keit.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauele ¬ ments schließen der Formkörper und der Leiterrahmen an einer das Halbleiterbauelement in lateraler Richtung begrenzenden Seitenfläche stellenweise bündig ab. Der Leiterrahmen er ¬ streckt sich also in lateraler Richtung zumindest stellenwei ¬ se bis zur Seitenfläche des Halbleiterbauelements, ragt über die Seitenfläche jedoch nicht oder zumindest nicht wesentlich hinaus. „Nicht wesentlich" bedeutet beispielsweise eine Ab ¬ weichung von höchstens 5 ym.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauele ¬ ments erstreckt sich der Leiterrahmen in einer senkrecht zur Rückseite des Halbleiterbauelements verlaufenden vertikalen Richtung zumindest durch 90 % der maximalen vertikalen Ausdehnung des Formkörpers hindurch. Insbesondere kann sich der Leiterrahmen in vertikaler Richtung auch vollständig durch den Formkörper hindurch erstrecken. Der Leiterrahmen muss sich jedoch nicht zwingend entlang einer vertikal verlaufenden Gerade durch den Formkörper hindurch erstrecken. Vielmehr kann der Leiterrahmen in einem Teilbereich die Vorderseite des Halbleiterbauelements und in einem lateral davon beab- standeten Teilbereich die Rückseite des Halbleiterbauelements bilden .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauele ¬ ments grenzt der Formkörper stellenweise unmittelbar an den Halbleiterchip an. Insbesondere kann der Formkörper auch an eine Verbindungsleitung, über die der Halbleiterchip mit einem der Anschlussteile, etwa dem zweiten Anschlussteil, elektrisch leitend verbunden ist, angrenzen.

Der Formkörper ist insbesondere stellenweise an den Halb- leiterchip angeformt. Das bedeutet, der Formkörper folgt stellenweise der Außenform des Halbleiterchips. Bei dem Form ¬ körper handelt es sich insbesondere nicht um ein vorgefertig ¬ tes Gehäuse, in das der Halbleiterchip platziert wird. Viel- mehr entsteht der Formkörper bei der Herstellung des Halbleiterbauelements erst, nachdem der Halbleiterchip bereits am Leiterrahmen befestigt ist. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauele ¬ ments weist das erste Anschlussteil eine erste vorderseitige Kontaktfläche und eine erste rückseitige Kontaktfläche auf. Die erste vorderseitige Kontaktfläche und die erste rücksei ¬ tige Kontaktfläche sind insbesondere über das erste An- schlussteil elektrisch leitend miteinander verbunden, sodass sich im Betrieb des Halbleiterbauelements die erste vorder ¬ seitige Kontaktfläche und die erste rückseitige Kontaktfläche auf demselben elektrischen Potenzial befinden. Die erste vorderseitige Kontaktfläche und die erste rückseitige Kontakt- fläche verlaufen zum Beispiel parallel zueinander und sind durch verschiedene Teilbereiche des Leiterrahmens, insbeson ¬ dere des ersten Anschlussteils gebildet.

Analog kann das zweite Anschlussteil eine zweite vorderseiti- ge Kontaktfläche und eine zweite rückseitige Kontaktfläche aufweisen .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauele ¬ ments sind die vorderseitige Kontaktfläche und eine Vorder- seite des Formkörpers in demselben vertikalen Abstand oder im Wesentlichen in demselben vertikalen Abstand zur Rückseite des Halbleiterbauelements angeordnet. Mit anderen Worten be ¬ finden sich die Vorderseite des Formkörpers und die vorder ¬ seitige Kontaktfläche auf demselben Niveau oder zumindest im Wesentlichen auf demselben Niveau. Im Wesentlichen bedeutet hierbei insbesondere, dass sich die vertikalen Abstände um höchstens 10 ym voneinander unterscheiden. Insbesondere können die vorderseitige Kontaktfläche und die Vorderseite des Formkörpers, abgesehen von fertigungsbedingten geringen Abweichungen, bündig abschließen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauele- ments ist der Halbleiterchip auf dem ersten Anschlussteil angeordnet und über eine Verbindungsleitung mit dem zweiten Anschlussteil elektrisch leitend verbunden. Die Verbindungslei ¬ tung ist beispielsweise in den Formkörper eingebettet. Der Formkörper kann also dem Schutz der Verbindungsleitung, etwa einer Drahtbondverbindung, vor mechanischer Beanspruchung dienen .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauele ¬ ments weist das erste Anschlussteil einen Zentralbereich auf, auf dem der Halbleiterchip angeordnet ist. Beispielsweise ist der Halbleiterchip mit einem Verbindungsmittel, etwa einem Lot oder einem elektrisch leitfähigen Klebemittel, an dem ersten Anschlussteil befestigt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauele ¬ ments weist das erste Anschlussteil einen Fortsatz auf, der sich vom Zentralbereich weg erstreckt und die erste vorderseitige Kontaktfläche bildet. Der Fortsatz und das erste An ¬ schlussteil sind insbesondere einstückig ausgebildet.

Insbesondere kann der Fortsatz zwischen dem Zentralbereich und der ersten vorderseitigen Kontaktfläche einen gebogenen Bereich des Leiterrahmens aufweisen. Mittels des gebogenen Bereichs kann der Leiterrahmen stellenweise die Vorderseite des Halbleiterbauelements und stellenweise die Rückseite des Halbleiterbauelements bilden, auch wenn der Formkörper eine größere vertikale Ausdehnung, also eine größere Dicke, auf ¬ weist als das Ausgangsmaterial des Leiterrahmens. Beispiels- weise ist der Leiterrahmen so gebogen, dass die gesamte vertikale Ausdehnung des Leiterrahmens mindestens 1,5 Mal so groß und höchstens fünf Mal so groß ist wie die Dicke des Leiterrahmens an sich.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Halbleiterbauele ¬ ments weist das erste Anschlussteil einen Kontaktstift auf, wobei der Kontaktstift die vorderseitige Kontaktfläche bildet und der Leiterrahmen im Bereich des Kontaktstifts eine größe- re vertikale Ausdehnung aufweist als im Zentralbereich. Bei ¬ spielsweise entspricht die vertikale Ausdehnung im Bereich des Kontaktstifts der ursprünglichen vertikalen Ausdehnung, also der ursprünglichen Dicke des Metallblechs, aus dem der Leiterrahmen hervorgeht. Im Zentralbereich kann Material des ursprünglichen Leiterrahmens entfernt sein, etwa durch Ätzen. Das erste Anschlussteil kann im Zentralbereich deshalb Spuren eines Ätzverfahrens aufweisen. Auf die Ausbildung eines gebo ¬ genen Bereichs des Leiterrahmens kann in diesem Fall verzich ¬ tet werden.

Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von Halbleiterbauelementen angegeben.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt, in dem ein Leiterrahmen mit einer Mehrzahl von Bauelementbereichen bereitgestellt wird. Bei der späteren Vereinzelung des Leiterrahmens geht aus jedem Bauelementbe ¬ reich des Leiterrahmens ein Leiterrahmen des Halbleiterbau ¬ elements hervor, insbesondere mit einem ersten Anschlussteil und einem zweiten Anschlussteil.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren einen Schritt, in dem zumindest ein Halbleiter- chip in jedem Bauelementbereich des Leiterrahmens angeordnet und insbesondere befestigt wird, etwa mittels eines Verbin ¬ dungsmittels . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren einen Schritt, in dem der Leiterrahmen mit einer Formmasse zur Ausbildung eines Formkörperverbunds umhüllt wird, wobei der Leiterrahmen an einer Vorderseite des Formkörperverbunds und an einer der Vorderseite gegenüberliegen- den Rückseite des Formkörperverbunds für eine externe elekt ¬ rische Kontaktierung zugänglich ist. Das Umhüllen des Leiterrahmens erfolgt insbesondere mittels eines Formverfahrens.

Unter einem Formverfahren wird allgemein ein Verfahren ver- standen, mit dem eine Formmasse gemäß einer vorgegebenen Form ausgestaltet und erforderlichenfalls ausgehärtet werden kann. Insbesondere umfasst der Begriff „Formverfahren" Gießen (molding) , Folien assistiertes Gießen (film assisted molding) , Spritzgießen (injection molding), Spritzpressen (transfer molding) und Formpressen (compression molding) .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren einen Schritt, in dem der Formkörperverbund in die Mehrzahl von Halbleiterbauelementen vereinzelt wird. Ins- besondere weist jedes Halbleiterbauelement jeweils einen Formkörper als Teil des Formkörperverbunds, zumindest einen Halbleiterchip und einen Leiterrahmen mit einem ersten Anschlussteil und einem zweiten Anschlussteil auf. In mindestens einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein Leiterrahmen mit einer Mehrzahl von Bauelementbereichen bereitgestellt und zumindest ein Halbleiterchip in jedem Bau ¬ elementbereich des Leiterrahmens angeordnet. Der Leiterrahmen wird mit einer Formmasse zur Ausbildung eines Formkörperverbunds umhüllt, wobei der Leiterrahmen an einer Vorderseite des Formkörperverbunds und an einer der Vorderseite gegen ¬ überliegenden Rückseite des Formkörperverbunds für eine ex- terne elektrische Kontaktierung zugänglich ist. Der Formkörperverbund wird in die Mehrzahl von Halbleiterbauelementen vereinzelt .

Das beschriebene Verfahren erfolgt zweckmäßigerweise in der Reihenfolge der obigen Aufzählung. Insbesondere kann das Um ¬ hüllen des Leiterrahmens erfolgen, nachdem die Halbleiterchips bereits an dem Leiterrahmen befestigt sind.

Beim Vereinzeln des Formkörperverbunds wird insbesondere auch der Leiterrahmen zwischen benachbarten Bauelementbereichen durchtrennt. Das Vereinzeln erfolgt beispielsweise mecha ¬ nisch, etwa mittels Sägens, chemisch, etwa mittels Ätzens, oder mittels kohärenter Strahlung, etwa in einem Lasertrennverfahren .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Leiterrahmen vor dem Umhüllen des Leiterrahmens mit der Formmasse stellenweise gebogen. Insbesondere erfolgt das Biegen derart, dass erste Teilbereiche des Leiterrahmens in einer ersten Ebene und zweite Teilbereiche des Leiterrahmens in ei ¬ ner parallel zur ersten Ebene verlaufenden und von der ersten Ebene beabstandeten zweiten Ebene verlaufen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird beim Umhüllen des Leiterrahmens der Leiterrahmen in eine Form mit einem Oberteil und einem Unterteil eingebracht, wobei das Oberteil Erhebungen aufweist, mit denen der Leiterrahmen stellenweise gegen das Unterteil gedrückt wird. Insbesondere kann mittels einer Erhebung des Oberteils eine Vorderseite des Halbleiterchips abgedeckt werden, sodass die Vorderseite des Halbleiterchips zumindest stellenweise nicht mit der Formmasse bedeckt wird.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist das Unterteil weitere Erhebungen auf, mit denen der Leiter ¬ rahmen stellenweise gegen das Oberteil der Form gedrückt wird. Bereiche des Leiterrahmens, die unmittelbar an das Oberteil angrenzen, bleiben frei von der Formmasse.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist der Leiterrahmen Verbinder auf, über die benachbarte Bauelemente miteinander verbunden sind. Insbesondere können zumindest einige der Erhebungen und/oder der weiteren Erhebungen gegen die Verbinder drücken. Beim Vereinzeln können die Verbinder durchtrennt werden, sodass die Verbinder in den fertiggestellten Halbleiterbauelementen nicht mehr oder nur noch zum Teil vorhanden sind.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens sind ei ¬ nige der Verbinder als Querverbinder ausgebildet, wobei die Querverbinder schräg, etwa windschief, zur Rückseite des Formkörperverbunds verlaufen. Insbesondere verbinden die Querverbinder in der ersten Ebene verlaufende Teilbereiche des Leiterrahmens mit in der zweiten Ebene verlaufenden Teil ¬ bereichen des Leiterrahmens mechanisch miteinander.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden die Verbinder beim Vereinzeln des Formkörperverbunds durchtrennt. Insbesondere können Vereinzelungslinien, entlang derer die Vereinzelung erfolgt, auch so verlaufen, dass zumin- dest einige der Verbinder an zwei voneinander beabstandeten Stellen durchtrennt werden.

Das beschriebene Verfahren ist zur Herstellung eines vorste ¬ hend beschriebenen Halbleiterbauelements besonders geeignet. Im Zusammenhang mit dem Halbleiterbauelement angeführte Merk ¬ male können daher auch für das Verfahren herangezogen werden und umgekehrt.

Weitere Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren.

Es zeigen:

Figuren 1A, 1B und IC ein Ausführungsbeispiel für ein

Halbleiterbauelement, wobei die Figur 1A eine Draufsicht mit zugehörigen Seitenansichten unter Weglassung des Formkörpers zeigt, Figur 1B eine Draufsicht und eine zugehörige Seitenansicht des Halbleiterbauelements darstellt und Figur IC eine Schnittansicht des Halbleiterbauelements entlang der in Figur 1B gezeigten Linie ΑΑ λ ist;

Figuren 2A und 2B ein Ausführungsbeispiel für ein Halblei ¬ terbauelement in schematischer Draufsicht und zuge ¬ hörigen Seitenansichten unter Weglassung des Formkörpers in Figur 2A und in einer schematischen Draufsicht in Figur 2B; und

Figuren 3A bis 3F ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen, wobei die Figuren 3A und 3D schematische Darstellungen in Draufsicht zu verschiedenen Stadien des Verfahrens zeigen, die Figuren 3B und 3C schematische Darstel ¬ lungen eines Unterteils beziehungsweise eines Ober- teils einer Form veranschaulichen und die Figuren

3E und 3F eine schematische Draufsicht beziehungs ¬ weise eine schematische Rückansicht des hergestell ¬ ten Halbleiterbauelements sind. Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Figuren sind jeweils schematische Darstellungen und daher nicht unbedingt maßstabsgetreu. Vielmehr können vergleichs- weise kleine Elemente und insbesondere Schichtdicken zur Ver ¬ deutlichung übertrieben groß dargestellt sein.

In den Figuren 1A bis IC ist ein Ausführungsbeispiel für ein Halbleiterbauelement gezeigt, wobei in der Figur 1A zur ver- besserten Darstellbarkeit der Formkörper des Halbleiterbau ¬ elements 1 nicht gezeigt ist.

Das Halbleiterbauelement 1 weist einen Halbleiterchip 2 auf, beispielsweise einen optoelektronischen Halbleiterchip, der zum Empfangen und/oder zum Erzeugen von Strahlung eingerichtet ist.

Das Halbleiterbauelement 1 umfasst weiterhin einen Leiterrah ¬ men 3 mit einem ersten Anschlussteil 31 und einem zweiten An- schlussteil 32. Das Halbleiterbauelement 1 erstreckt sich in vertikaler Richtung zwischen einer Vorderseite 10 und einer der Vorderseite gegenüberliegenden Rückseite 11. In lateraler Richtung ist das Halbleiterbauelement 1 durch Seitenflächen 15 begrenzt.

Die Vorderseite, die Rückseite und die Seitenfläche des Halb- leiterbauelements sind jeweils stellenweise durch den Form ¬ körper 4 und stellenweise durch den Leiterrahmen 3 gebildet. Auf dem ersten Anschlussteil 31 ist der Halbleiterchip 2 angeordnet. Das erste Anschlussteil 31 ragt in Draufsicht auf die Vorderseite des Halbleiterbauelements nicht über den Formkörper 4 hinaus. An der Vorderseite 10 des Halbleiterbau ¬ elements und an der Rückseite 11 des Halbleiterbauelements sind eine erste vorderseitige Kontaktfläche 310 beziehungs ¬ weise eine erste rückseitige Kontaktfläche 311 für eine ex ¬ terne elektrische Kontaktierung des Halbleiterchips 2 zugäng- lieh.

Entsprechend weist das zweite Anschlussteil 32 eine zweite vorderseitige Kontaktfläche 320 an der Vorderseite 10 und ei ¬ ne zweite rückseitige Kontaktfläche 321 an der Rückseite 11 des Halbleiterbauelements 1 auf. Der Halbleiterchip 2 ist entweder über die erste vorderseitige Kontaktfläche 310 und die zweite vorderseitige Kontaktfläche 320 oder über die ers ¬ te rückseitige Kontaktfläche 311 und die zweite rückseitige Kontaktfläche 321 extern elektrisch kontaktierbar, sodass das Halbleiterbauelement 1 sowohl mit der Vorderseite 10 als auch mit der Rückseite 11 an einem Anschlussträger befestigt werden kann. Es kann also entweder die Vorderseite oder die Rückseite des Halbleiterbauelements dem Anschlussträger zuge ¬ wandt sein.

Der Formkörper 4 verbindet das erste Anschlussteil 31 und das zweite Anschlussteil 32 mechanisch stabil miteinander. Der Formkörper 4 ist weiterhin an den Halbleiterchip 2 stellen- weise angeformt. Eine Verbindungsleitung 25, über die der Halbleiterchip 2 mit dem zweiten Anschlussteil 32 elektrisch leitend verbunden ist, ist in den Formkörper 4 eingebettet. Der Formkörper 4 weist eine Ausnehmung 45 auf, in der eine Vorderseite 20 des Halbleiterchips freiliegt.

Das erste Anschlussteil 31 weist einen Zentralbereich 315 auf, in dem der Halbleiterchip 2 an dem ersten Anschlussteil befestigt ist. Von dem Zentralbereich 315 erstreckt sich ein Fortsatz 316 weg, wobei der Fortsatz 316 die erste vordersei ¬ tige Kontaktfläche 310 bildet. Zwischen der ersten vordersei ¬ tigen Kontaktfläche 310 und dem Zentralbereich 315 weist der Fortsatz 316 einen gebogenen Bereich 317 auf. Im gebogenen Bereich 317 verläuft der Leiterrahmen 3 nicht parallel zur Rückseite 11 des Halbleiterbauelements 1. Mittels des geboge ¬ nen Bereichs 317 kann die maximale vertikale Ausdehnung H des Leiterrahmens 3 größer sein als die Dicke d des Ausgangsmate ¬ rials des Leiterrahmens 3. Im Bereich des Zentralbereichs 315 kann die Dicke des Leiterrahmens 3 der ursprünglichen Dicke des Leiterrahmens entsprechen. Beispielsweise beträgt die ge ¬ samte vertikale Ausdehnung des Leiterrahmens zwischen dem einschließlich 1,5-Fachen und dem einschließlich Fünffachen der Dicke des Leiterrahmens im Bereich des Zentralbereichs. Die maximale vertikale Ausdehnung H entspricht der Bauteilhö ¬ he oder weicht zumindest um höchstens 10 % von der Bauteilhö ¬ he des Halbleiterbauelements 1 ab. Insbesondere erstreckt sich der Leiterrahmen 3 in vertikaler Richtung zumindest durch 90 % der maximalen vertikalen Ausdehnung des Formkör- pers 4 oder vollständig durch den Formkörper hindurch.

Die Vorderseite 40 des Formkörpers 4 und der Leiterrahmen 3 bilden stellenweise die Vorderseite 10 des Halbleiterbauele- ments 1. Die Rückseite 41 des Formkörpers und der Leiterrah ¬ men 3, insbesondere die rückseitigen Kontaktflächen des Leiterrahmens, bilden die Rückseite 11 des Halbleiterbauelements 1.

Der Leiterrahmen 3, insbesondere das erste Anschlussteil 31 und das zweite Anschlussteil 32, weisen stellenweise Einbuch ¬ tungen 35 auf. Die Einbuchtungen 35 sind mit dem Formkörper 4 befüllt und bewirken eine verbesserte Verzahnung zwischen dem Formkörper 4 und dem Leiterrahmen 3.

An den Seitenflächen 15 des Halbleiterbauelements 1 schließen der Leiterrahmen 3 und der Formkörper 4 stellenweise bündig ab .

Selbstverständlich kann die Zahl der ersten Kontaktflächen und zweiten Kontaktflächen an der Vorderseite und der Rückseite des Halbleiterbauelements 1 in weiten Grenzen variiert werden. Weiterhin kann bei einem Halbleiterbauelement, bei dem der Halbleiterchip 2 nicht zum Erzeugen oder Empfangen von elektromagnetischer Strahlung vorgesehen ist, auch auf die Ausnehmung 45 des Formkörpers 4 verzichtet werden, sodass der Halbleiterchip 2 vollständig in den Formkörper 4 eingebettet ist.

Der Formkörper 4 kann für die im Halbleiterchip 2 zu erzeugende oder zu empfangende Strahlung undurchlässig sein. Bei ¬ spielsweise ist der Formkörper reflektierend, etwa mit einer Reflektivität von mindestens 55 %, oder absorbierend, etwa mit einer Absorption von mindestens 55 % für auftreffende Strahlung ausgebildet. Zweckmäßigerweise die maximale vertikale Ausdehnung H des Leiterrahmens mindestens so groß wie die Summe aus Dicke des Leiterrahmens d, Dicke des Halbleiterchips 2, einschließlich Verbindungsmittel, mit dem der Halbleiterchip am ersten An- schlussteil 31 befestigt ist, und der maximalen vertikalen Ausdehnung der Verbindungsleitung 25, sodass die Verbindungsleitung in den Formkörper 4 eingebettet ist. Bei der Herstel ¬ lung des Halbleiterbauelements kann der Leiterrahmen 3 allein durch mechanische Verfahren, beispielsweise umfassend Stan- zen, Prägen und/oder Biegen, aus einem ebenen Metallblech geformt werden.

Ein durch mechanische Verfahren hergestellter Leiterrahmen kann sich außerhalb der gebogenen Bereiche 317 durch eine ho- he Planarität und Oberflächenqualität auszeichnen. Die Befes ¬ tigung des Halbleiterchips 2 sowie die Ausbildung einer Ver ¬ bindungsleitung in Form einer Drahtbond-Verbindung werden so vereinfacht . Ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Halbleiterbauelement 1 ist in den Figuren 2A und 2B schematisch gezeigt. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem im Zusam ¬ menhang mit den Figuren 1A bis IC beschriebenen Ausführungsbeispiel .

Im Unterschied hierzu sind die ersten vorderseitigen Kontakt ¬ flächen 310 sowie die zweiten vorderseitigen Kontaktflächen 320 jeweils durch Kontaktstifte 318 gebildet. Im Bereich der Kontaktstifte 318 weist der Leiterrahmen 3 eine größere ver- tikale Ausdehnung auf als im Zentralbereich 315, in dem der Halbleiterchip 2 befestigt ist. Insbesondere kann der Leiterrahmen 3 im Bereich der Kontaktstifte 318 die ursprüngliche vertikale Ausdehnung des Metall ¬ blechs für den Leiterrahmen aufweisen. Die Dicke d des Leiterrahmens 3 und die maximale vertikale Ausdehnung H des Lei- terrahmens sind also gleich.

In den übrigen Bereichen des Leiterrahmens 3, insbesondere im Zentralbereich 315, kann Material des Leiterrahmens bei ¬ spielsweise durch Ätzen entfernt sein. Im Zentralbereich 315 kann der Leiterrahmen daher Ätzspuren aufweisen. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann der Leiterrahmen auch ausschließlich durch chemische Prozesse geformt werden. Selbstverständlich kann auch eine Kombination aus mechanischen und chemischen Prozessen Anwendung finden.

Ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen wird anhand der Figuren 3A bis 3F beschrieben. Exemplarisch erfolgt die Beschreibung anhand von Halbleiterbauelementen, die wie im Zusammenhang mit den Figu- ren 1A bis IC beschrieben ausgebildet sind.

Wie in Figur 3A dargestellt, wird ein Leiterrahmen 3 bereit ¬ gestellt, wobei der Leiterrahmen 3 eine Mehrzahl von Bauele ¬ mentbereichen 39 aufweist, welche matrixförmig in lateraler Richtung nebeneinander angeordnet sind. In Figur 3A ist ein Ausschnitt mit 3 x 3 = 9 Bauelementbereichen 39 gezeigt. Die Bauelementbereiche 39 weisen jeweils ein erstes Anschlussteil 31 und ein zweites Anschlussteil 32 des Leiterrahmens auf, wobei diese wie im Zusammenhang mit den Figuren 1A bis IC be- schrieben ausgebildet sein können.

Benachbarte Bauelementbereiche 39 sind über Verbinder 37 me ¬ chanisch miteinander verbunden. Einige der Verbinder verbin- den Bauelementbereiche, die sich in derselben Ebene befinden. Querverbinder 371 verbinden Teilbereiche des Leiterrahmens 3 miteinander, welche sich auf unterschiedlichen Ebenen befinden. Entsprechend verlaufen die Querverbinder schräg zu die- sen Ebenen.

Zumindest einige der Erhebungen 4701 und der weiteren Erhe ¬ bungen 4710 drücken gegen die Verbinder 37. Dadurch kann auf einfache Weise erzielt werden, dass der Leiterrahmen an Stel- len angedrückt wird, die im späteren Halbleiterbauelement nicht vorhanden sind.

Auf den Leiterrahmen 3, insbesondere auf das erste Anschluss ¬ teil 31 eines jeden Bauelementbereichs 39, wird ein Halb- leiterchip 2 angeordnet. Die elektrisch leitende Verbindung mit dem zweiten Anschlussteil 32 erfolgt über eine Verbin ¬ dungsleitung 25.

Nachfolgend wird der Leiterrahmen zur Ausbildung eines Form- körperverbunds 49 mit einer Formmasse umhüllt. Hierfür eignet sich ein Formverfahren.

In den Figuren 3B und 3C sind Ausschnitt eines Unterteils 471 beziehungsweise eines Oberteils 470 einer Form 47 gezeigt. Das Oberteil 470 weist Erhebungen 4701 auf. Diese Erhebungen drücken den Leiterrahmen 3 stellenweise gegen das Unterteil 471 der Form. Eine der Erhebungen 4701 drückt hierbei gegen die Vorderseite des Halbleiterchips 2, sodass die Vorderseite des Halbleiterchips 2 zumindest stellenweise nicht von der Formmasse bedeckt wird.

Analog weist das Unterteil 471 der Form 47 weitere Erhebungen 4710 auf, mit denen der Leiterrahmen 3 gegen das Oberteil 470 der Form 47 gedrückt wird. An den Stellen, an denen der Leiterrahmen gegen das Oberteil 470 gedrückt wird, bleibt der Leiterrahmen 3 frei von der Formmasse. In diesen Bereichen ist der Leiterrahmen für eine spätere elektrische Kontaktie- rung an der Vorderseite des herzustellenden Halbleiterbauele ¬ ments zugänglich.

Nachfolgend kann, wie in Figur 3D dargestellt, eine Vereinze ¬ lung des Formkörperverbunds 49 entlang von Vereinzelungsli- nien 7 erfolgen. Zwischen benachbarten Bauelementbereichen 39 können, wie in Figur 3D gezeigt, auch mehr als eine Vereinze ¬ lungslinie, beispielsweise zwei Vereinzelungslinien, verlau ¬ fen. Dadurch können die Verbinder 37 und insbesondere auch die Querverbinder 371 größtenteils entfernt werden. Die Sei- tenflächen des herzustellenden Halbleiterbauelements 15 ent ¬ stehen bei der Vereinzelung und können daher für das Vereinzelungsverfahren charakteristische Spuren aufweisen, etwa Sägespuren oder Spuren eines chemischen Materialabtrags oder eines Materialabtrags durch kohärente Strahlung.

Die Figuren 3E und 3F zeigen jeweils ein vereinzeltes Halb ¬ leiterbauelement 1 in einer Draufsicht auf die Vorderseite 10 des Halbleiterbauelements in Figur 3E und in einer Draufsicht auf die Rückseite des Halbleiterbauelements in Figur 3F.

Mit dem beschriebenen Verfahren können auf einfache und zuverlässige Weise Halbleiterbauelemente hergestellt werden, die sich durch eine kompakte Bauform sowohl in Bezug auf den Platzbedarf in lateraler Richtung als auch in Bezug auf die Bauteilhöhe auszeichnen.

Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfin- dung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder die ¬ se Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder den Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Bezugszeichenliste

1 Halbleiterbauelement

10 Vorderseite des Halbleiterbauelements 11 Rückseite des Halbleiterbauelements

15 Seitenfläche des Halbleiterbauelements

2 Halbleiterchip

20 Vorderseite des Halbleiterchips

25 Verbindungsleitung

3 Leiterrahmen

31 erstes Anschlussteil

310 erste vorderseitige Kontaktfläche

311 erste rückseitige Kontaktfläche

315 Zentralbereich

316 Fortsatz

317 gebogener Bereich

318 Kontaktstift

32 zweiter Anschlussteil

320 zweite vorderseitige Kontaktfläche 321 zweite rückseitige Kontaktfläche

35 Einbuchtung

37 Verbinder

371 Querverbinder

39 Bauelementbereich

4 Formkörper

40 Vorderseite des Formkörpers

41 Rückseite des Formkörpers

45 Ausnehmung

47 Form

470 Oberteil der Form

4701 Erhebung

471 Unterteil der Form

4710 weitere Erhebung Formkörper erbünd

Vereinzelungslinie

Dicke des Leiterrahmens

maximale vertikale Ausdehnung des Leiterrahmens