OPTOELEKTRONISCHE VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER OPTOELEKTRONISCHEN VORRICHTUNG

Die vorliegende Anmeldung betrifft eine optoelektronische Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer opto elektronischen Vorrichtung.

Die Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102019 219 016.2, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Zur Herstellung von optoelektronischen Vorrichtungen werden oftmals Leuchtdioden (kurz LEDs) auf Leiterplatten montiert und mit diesen elektrisch leitend verbunden.

Eine Aufgabe ist es, eine optoelektronische Vorrichtung anzu geben, welche vereinfacht herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird unter anderem durch eine optoelektronische Vorrichtung beziehungsweise ein Verfahren zur Herstellung ei ner optoelektronischen Vorrichtung gemäß den unabhängigen Pa tentansprüchen gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Zweckmä ßigkeiten sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.

Es wird eine optoelektronische Vorrichtung mit einem Träger und einer Mehrzahl von Halbleiterchips angegeben. Die Halb leiterchips sind beispielsweise zur Erzeugung von Strahlung im ultravioletten, sichtbaren oder infraroten Spektralbereich vorgesehen. Beispielsweise weisen die Halbleiterchips mindes tens einen zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich auf. Die Halbleiterchips einer optoelektronischen Vorrichtung können bezüglich der emittierten Strahlung gleichartig sein. Die Halbleiterchips unterscheiden sich also hinsichtlich ihrer spektralen Abstrahlcharakteristik nur im Rahmen herstellungsbedingter Toleranzen. Alternativ können auf dem Träger unterschiedliche Halbleiterchips angeordnet sein, beispielsweise Halbleiterchips, die in unterschiedli chen Spektralbereichen Strahlung emittieren, etwa im roten, grünen und blauen Spektralbereich.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung sind die Halbleiterchips mit einem Verbindungs mittel an dem Träger befestigt. Das Verbindungsmittel dient insbesondere der mechanisch stabilen Befestigung der Halb leiterchips an dem Träger. Beispielsweise enthält das Verbin dungsmittel einen Klebstoff, etwa ein Polymermaterial wie ein Silikon oder ein Epoxid.

Insbesondere kann das Verbindungsmittel elektrisch isolierend sein. Das Verbindungsmittel dient also nicht der elektrischen Kontaktierung der Halbleiterchips.

Weiterhin kann das Verbindungsmittel für die im Betrieb von der optoelektronischen Vorrichtung abzustrahlende Strahlung durchlässig sein. Beispielsweise ist das Verbindungsmittel zwischen den Halbleiterchips und einer Strahlungsaustritts fläche der optoelektronischen Vorrichtung angeordnet.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung weisen die Halbleiterchips auf einer dem Träger abgewandten Hauptfläche zumindest eine Kontaktfläche auf. Insbesondere können die Halbleiterchips alle für die elektri sche Kontaktierung der Halbleiterchips erforderlichen Kon taktflächen an dieser Hauptfläche aufweisen. Die Kontaktflä- chen dienen beispielsweise der elektrischen Kontaktierung des Halbleiterchips, sodass durch Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen zwei Kontaktflächen Ladungsträger von ent gegengesetzten Seiten in den aktiven Bereich gelangen und dort unter Emission von Strahlung rekombinieren können.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung sind die Kontaktflächen jeweils mit einer An schlussbahn elektrisch kontaktiert. Die Anschlussbahn grenzt insbesondere unmittelbar an die Kontaktflächen an.

Die Anschlussbahnen dienen insbesondere auch der elektrischen Verbindung der Halbleiterchips untereinander. Beispielsweise ist zumindest ein Teil der Halbleiterchips in einer Serien schaltung oder einer Parallelschaltung oder einer Kombination aus einer Serienschaltung und einer Parallelschaltung mitei nander verbunden. Weiterhin können sich einige der Halb leiterchips oder auch alle Halbleiterchips auch in einer Mat rix-Verschaltung befinden, beispielsweise in Form einer Ak tiv-Matrix oder einer Passiv-Matrix.

Insbesondere ist die Anschlussbahn über eine Kante der Haupt fläche des Halbleiterchips auf den Träger geführt. Die An schlussbahn ist zum Beispiel in Form einer Beschichtung des Trägers mit den auf dem Träger angeordneten Halbleiterchips ausgebildet. Bonddrähte sind für die elektrische Kontaktie rung der auf der Hauptfläche angeordneten Kontaktflächen der Halbleiterchips also nicht erforderlich. Insbesondere befin det sich zwischen den Halbleiterchips und der Anschlussbahn kein gasförmiges Medium wie beispielsweise Luft.

In mindestens einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung weist die optoelektronische Vorrichtung einen Träger und eine Mehrzahl von Halbleiterchips auf, wobei die Halbleiterchips mit einem Verbindungsmittel an dem Träger be festigt sind und die Halbleiterchips auf einer dem Träger ab gewandten Hauptfläche jeweils zumindest eine Kontaktfläche aufweisen. Die Kontaktflächen sind jeweils mit einer An schlussbahn elektrisch kontaktiert, wobei die Anschlussbahn über eine Kante der Hauptfläche des Halbleiterchips auf dem Träger geführt ist.

Bei der Herstellung einer solchen optoelektronischen Vorrich tung können die Halbleiterchips auf einem Träger angeordnet werden, wobei der Träger zu diesem Zeitpunkt selbst noch völ lig unstrukturiert sein kann. Insbesondere benötigt der Trä ger zu diesem Zeitpunkt noch keine Leiterbahnen, mit welchen die Halbleiterchips elektrisch kontaktiert werden. Die elekt rische Kontaktierung der Halbleiterchips über die Anschluss bahnen kann also zu einem Zeitpunkt erfolgen, zu dem die Halbleiterchips bereits an dem Träger befestigt sind. Durch das Ausbilden der Anschlussbahnen in Form einer Beschichtung können alle Anschlussbahnen gleichzeitig ausgebildet werden, so dass alle Halbleiterchips in einem Herstellungsschritt elektrisch kontaktiert werden können.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung bedeckt das Verbindungsmittel eine Seitenfläche des Halbleiterchips zumindest bereichsweise. In einer Drauf sicht auf die optoelektronische Vorrichtung weist das Verbin dungsmittel eine größere laterale Ausdehnung auf als der je weilige Halbleiterchip, der mit dem Verbindungsmittel an dem Träger befestigt ist. Zum Beispiel umläuft das Verbindungs mittel den jeweiligen Halbleiterchip entlang des gesamten Um fangs des Halbleiterchips. Der Begriff "lateral" bezieht sich hierbei auf eine Richtung, welche parallel zu einer Haupterstreckungsebene des Trägers verläuft. Entsprechend bezeichnet eine vertikale Richtung ei ne senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Trägers verlau fende Richtung.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung weist das Verbindungsmittel eine Viskosität zwi schen einschließlich 5 Pa*s und einschließlich 30 Pa*s, be vorzugt zwischen einschließlich 10 Pa*s und einschließlich 20 Pa*s auf. Es hat sich gezeigt, dass ein Verbindungsmittel mit einer Viskosität in diesem Bereich besonders zuverlässig die Seitenflächen der Halbleiterchips bedecken kann.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung weist das Verbindungsmittel einen Thixotropie- Index zwischen einschließlich 2 und einschließlich 8, insbe sondere zwischen einschließlich 3 und einschließlich 5 auf. Der Thixotropie-Index eines Materials ist ein Maß dafür, wie stark sich die Viskosität des Materials infolge äußerer me chanischer Einflüsse, etwa durch Einwirkung von Druck und/oder Scherkräften, verändert. Beispielsweise ist der Thixotropie-Index durch den Quotienten zwischen einer Visko sität bei niedriger Drehzahl und einer Viskosität bei hoher Drehzahl eines Rotationsviskosimeters bestimmbar, wobei die hohe Drehzahl typischerweise zehnmal so groß ist wie die niedrige Drehzahl. Je stärker sich die Viskosität bei hohen Drehzahlen verringert, desto höher ist der Thixotropie-Index. Es hat sich gezeigt, dass ein Verbindungsmittel mit einem Thixotropie-Index in diesem Bereich besonders zuverlässig so verarbeitbar ist, dass die Seitenflächen der Halbleiterchips bedeckt werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung grenzt die Anschlussbahn unmittelbar an das Ver bindungsmittel an. Insbesondere kann das Verbindungsmittel in lateraler Richtung gesehen das einzige Element sein, welches sich zwischen der Seitenfläche des Halbleiterchips und der Anschlussbahn befindet.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung ist, der zur Erzeugung von Strahlung vorgesehene aktive Bereich des Halbleiterchips an der Seitenfläche von dem Verbindungsmittel bedeckt. Das Verbindungsmittel kann al so der elektrischen Isolierung des aktiven Bereichs von der Anschlussbahn dienen. Der Halbleiterchip selbst muss an der Seitenfläche also keine Isolationsschicht wie beispielsweise eine Passivierungsschicht aufweisen. Eine solche Isolations schicht kann jedoch zusätzlich vorhanden sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung ist die Seitenfläche des Halbleiterchips vom Trä ger aus gesehen bis mindestens 1 %, mindestens 30 % oder min destens 50 % oder mindestens 80 % einer Höhe des Halbleiter chips mit dem Verbindungsmittel bedeckt. Weiterhin kann die Seitenfläche bis zu 100 % der Höhe des Halbleiterchips be deckt sein, etwa zwischen einschließlich 1 % und einschließ lich 100 %.

Die Höhe bezeichnet hierbei die Ausdehnung des Halbleiter chips in vertikaler Richtung, also senkrecht zur Haupterstre ckungsebene des Trägers. Je weiter sich das Verbindungsmittel vom Träger in Richtung der Kante der Hauptfläche der Halb leiterchips erstreckt, desto geringer ist der Höhenunter schied, welcher von der Anschlussbahn an der Kante des Halb leiterchips überwunden werden muss. Dadurch vereinfachen sich eine zuverlässige Herstellung der Anschlussbahn und damit die elektrische Kontaktierung der Halbleiterchips.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung beträgt ein Winkel zwischen der Seitenfläche des Halbleiterchips und einer Außenfläche des Verbindungsmittels zumindest stellenweise mindestens 10° oder mindestens 30° o- der mindestens 45°. Die Außenfläche ist hierbei diejenige Fläche des Verbindungsmittels, die der Seitenfläche des Halb leiterchips abgewandt ist. Bei einer gekrümmten Außenfläche ändert sich dieser Winkel abhängig vom Abstand von der Sei tenfläche. In diesem Fall bezieht sich der Winkel auf eine Tangente an der jeweiligen Stelle der Außenfläche in einer Schnittebene, die senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Trägers und senkrecht zur Seitenfläche des Halbleiterchips verläuft. Beispielsweise beträgt der Winkel an jeder Stelle der Außenfläche mindestens 10° oder mindestens 30°.

Je größer der Winkel zwischen der Seitenfläche des Halb leiterchips und der Außenfläche des Verbindungsmittels ist, desto flacher ist die von der Anschlussbahn zu überformenden Flanke.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung grenzt die Anschlussbahn stellenweise unmittelbar an die Seitenfläche des Halbleiterchips an. Beispielsweise grenzt die Anschlussbahn entlang der Seitenfläche des Halb leiterchips gesehen zwischen der Kante der Hauptfläche des Halbleiterchips und der Außenfläche des Verbindungsmittels im Bereich der Seitenfläche des Halbleiterchips an die Seiten fläche des Halbleiterchips an. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung sind der Träger und das Verbindungsmittel für ei ne von den Halbleiterchips im Betrieb zu erzeugende Strahlung durchlässig. Insbesondere kann eine den Halbleiterchips abge wandte Seite des Trägers die Strahlungsaustrittsfläche der optoelektronischen Vorrichtung bilden.

Mit anderen Worten sind die Halbleiterchips auf einer Monta geseite des Trägers angeordnet und eine der Montageseite ge genüberliegende Rückseite des Trägers bildet die Strahlungs austrittsfläche der optoelektronischen Vorrichtung.

Die in den aktiven Bereichen der Halbleiterchips erzeugte Strahlung durchläuft also das Verbindungsmittel und den Trä ger, bevor sie aus der Strahlungsaustrittsfläche der opto elektronischen Vorrichtung austritt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung weist die Anschlussbahn in einer Draufsicht auf die optoelektronische Vorrichtung eine Querausdehnung von höchstens 30 gm oder höchstens 20 gm auf.

Die Querausdehnung der Anschlussbahn bezeichnet hierbei die Ausdehnung der Anschlussbahn senkrecht zu einer Haupterstre ckungsachse der Anschlussbahn. Die Haupterstreckungsachse der Anschlussbahn kann gerade oder stellenweise gekrümmt oder ge knickt sein.

Anschlussbahnen mit einer geringen Querausdehnung eignen sich insbesondere in Verbindung mit einem strahlungsdurchlässigen Träger. Insbesondere können die Anschlussbahnen so dünn sein, dass sie für das menschliche Auge bei einer Durchsicht durch die optoelektronische Vorrichtung, insbesondere auch im aus geschalteten Zustand, nicht störend wirken. Alternativ kann die Querausdehnung der Anschlussbahn auch größer sein. Beispielsweise ist die Querausdehnung höchstens so groß wie eine Kantenlänge des Halbleiterchips.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung grenzen die Anschlussbahnen stellenweise unmit telbar an den Träger an, insbesondere an die Montageseite des Trägers. Insbesondere grenzen die Anschlussbahnen an den Stellen unmittelbar an den Träger an, an denen der Träger in Draufsicht auf die optoelektronische Vorrichtung frei von dem Verbindungsmittel ist. Beispielsweise grenzen die Anschluss bahnen zwischen benachbarten Halbleiterchips stellenweise un mittelbar an den Träger an.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung ist das Verbindungsmittel einstückig ausgebildet und seitlich des Halbleiterchips das einzige Element zwischen dem Träger und der Anschlussbahn. Es hat sich gezeigt, dass das für die Befestigung der Halbleiterchips vorgesehene Ver bindungsmittel so ausgebildet werden kann, dass es zusätzlich weitere Funktionen erfüllen kann, insbesondere das verein fachte Führen der Anschlussbahnen über die Kante der Halb leiterchips und/oder die elektrische Isolierung der aktiven Bereiche von den jeweiligen Anschlussbahnen. Zusätzliche Ele mente wie beispielsweise Isolierungsschichten, welche nach dem Befestigen der Halbleiterchips auf dem Träger aufgebracht werden, sind nicht erforderlich.

In alternativen Ausführungsformen der optoelektronischen Vor richtung kann jedoch zusätzlich zu dem Verbindungsmittel eine solche Isolationsschicht vorgesehen sein, wobei die Isolati- onsschicht zumindest stellenweise zwischen dem Träger und der Anschlussbahn verläuft.

Weiterhin wird ein Verfahren zum Herstellen einer optoelekt ronischen Vorrichtung angegeben. Das Verfahren eignet sich insbesondere für die Herstellung einer vorstehend beschriebe nen optoelektronischen Vorrichtung. Im Zusammenhang mit der optoelektronischen Vorrichtung beschriebene Merkmale können daher auch für das Verfahren herangezogen werden und umge kehrt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Her stellung einer optoelektronischen Vorrichtung wird ein Träger bereitgestellt und eine Mehrzahl von Halbleiterchips wird auf dem Träger angeordnet, wobei die Halbleiterchips auf einer dem Träger abgewandten Hauptfläche jeweils mindestens eine Anschlussfläche aufweisen. Auf dem Träger mit den auf dem Träger angeordneten Halbleiterchips werden Anschlussbahnen ausgebildet. Das Ausbilden der Anschlussbahnen erfolgt also erst, nachdem die Halbleiterchips an dem Träger bereits ange ordnet und insbesondere an dem Träger befestigt sind.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden Positionen der Halbleiterchips, insbesondere Positionen der Anschlussflächen der Halbleiterchips, auf dem Träger nach dem Anordnen auf dem Träger erfasst und die Anschlussbahnen wer den basierend auf den ermittelten Positionen ausgebildet. Für jede herzustellende optoelektronische Vorrichtung kann also ermittelt werden, an welchen Positionen die Halbleiterchips exakt platziert worden sind und wo sich die mit den An schlussbahnen zu kontaktierenden Anschlussflächen tatsächlich befinden. Fertigungstoleranzen bedingt durch den Platzie- rungsprozess der Halbleiterchips auf dem Träger können so beim Ausbilden der Anschlussbahnen berücksichtigt werden. Dadurch kann auch mit besonders schmalen Anschlussbahnen eine zuverlässige Kontaktierung der Halbleiterchips erfolgen. Im Unterschied hierzu müssen bei Vorrichtungen, bei denen sich auf dem Träger bereits vor der Montage der Halbleiterchips elektrisch leitfähige Flächen für die Montage und die Kontak tierung der Halbleiterchips befinden, diese elektrisch leit fähigen Flächen so groß ausgebildet sein, dass die zu elektrisch kontaktierenden Halbleiterchips auch bei einem la teralen Versatz im Rahmen der Herstellungstoleranzen bei der Platzierung der Halbleiterchips elektrisch kontaktiert wer den.

Mit dem beschriebenen Verfahren ist dagegen die Breite der Anschlussbahnen in lateraler Richtung völlig unabhängig von der Genauigkeit des Platzierungsverfahrens, mit dem die Halb leiterchips auf dem Träger angeordnet werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden die Positionen mittels automatischer optischer Inspektion er fasst. Die optisch erfasste tatsächliche Position der Halb leiterchips kann beispielsweise in einem Speicher hinterlegt werden und für das nachfolgende Ausbilden der Anschlussbahnen genutzt werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist der Träger eine Folie oder enthält ein Glas. Beispielsweise ist der Träger zumindest während des Anordnens der Halbleiter chips auf dem Träger und/oder während des Ausbildens der An schlussbahnen auf dem Träger auf einem Hilfsträger angeord net.

Beispielsweise wird der Träger, insbesondere in Form einer Folie, auf einen Hilfsträger laminiert und nach der Herstel- lung von dem Hilfsträger wieder entfernt. Dadurch können die Vorteile eines flexiblen Trägers mit der vereinfachten Pro- zessierung auf einem starren Träger vereint werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden die Halbleiterchips beim Anordnen auf dem Träger mit einem Verbindungsmittel an dem Träger befestigt und das Verbin dungsmittel bedeckt beim Befestigen der Halbleiterchips zu mindest stellenweise die Seitenflächen der Halbleiterchips.

Insbesondere wird pro Halbleiterchip gezielt mehr Material des Verbindungsmittels verwendet als für die reine Befesti gung des Halbleiterchips an dem Träger erforderlich wäre. Das lateral über die Halbleiterchips hinauslaufende Material des Verbindungsmittels kann die Seitenflächen der Halbleiterchips bedecken. Der Grad der Bedeckung der Seitenflächen ist bei spielsweise über die Menge des Verbindungsmittels und/oder die Viskosität des Verbindungsmittels und/oder den Thixotro- pie-Index einstellbar.

Mit der beschriebenen optoelektronischen Vorrichtung und dem beschriebenen Verfahren können insbesondere die folgenden Ef fekte erzielt werden.

Die Halbleiterchips können mittels der Anschlussbahnen elektrisch kontaktiert werden, nachdem sie bereits auf dem Träger angeordnet und insbesondere an diesem befestigt sind. Der Träger kann hierbei starr oder flexibel sein und kann zum Zeitpunkt der Bestückung mit Halbleiterchips völlig unstruk turiert, insbesondere frei von metallischen Kontaktbahnen ausgebildet sein. Das Verbindungsmittel, mit dem die Halbleiterchips an dem Träger befestigt werden, kann zusätzlich weitere Funktionen erfüllen, beispielsweise die Funktion einer elektrischen Iso lierung der aktiven Bereiche der Halbleiterchips von den zu geordneten Anschlussbahnen und/oder der Ausbildung einer Ram pe an den Seitenflächen der Halbleiterchips, über die eine Führung der Anschlussbahnen erfolgen kann. Auf zusätzliche Isolationsschichten an der Seitenfläche des Halbleiterchips und/oder auf dem Träger kann verzichtet werden. Solche Isola tionsschichten können jedoch zusätzlich vorhanden sein. Eine derartige Befestigung eignet sich sowohl für starre als auch für flexible Träger.

Die Abstrahlung der optoelektronischen Vorrichtung kann durch den Träger hindurch erfolgen. Weiterhin kann die optoelektro nische Vorrichtung insgesamt im ausgeschalteten Zustand eine hohe Durchlässigkeit aufweisen, sodass die optoelektronische Vorrichtung beispielsweise auch an einem Fenster oder einer Scheibe eines Fahrzeugs befestigt werden kann, ohne die Sicht durch das Fenster oder die Scheibe wesentlich zu beeinträch tigen.

Während der Herstellung der optoelektronischen Vorrichtung können die Positionen der auf dem Träger angeordneten Halb leiterchips erfasst werden, bevor die Anschlussbahnen ausge bildet werden. Die laterale Struktur der Beschichtung, mit der die Anschlussbahnen ausgebildet werden, kann in Kenntnis der realen Position der Halbleiterchips spezifisch für die jeweilige Vorrichtung ausgebildet werden, sodass Positionsab weichungen aufgrund von Justagetoleranzen des Platzierungs- prozesses berücksichtigt werden können. Dadurch können beson ders schmale Anschlussbahnen erreicht werden. Für eine hin reichende Stromtragfähigkeit kann der Querschnitt der An- schlussbahnen gegebenenfalls durch Erhöhung der Dicke der An schlussbahnen vergrößert werden, ohne eine signifikant ver stärkte Abschattung beim Blick durch die optoelektronische Vorrichtung zu bewirken.

Die optoelektronische Vorrichtung eignet sich generell für Anwendungen, bei denen mehrere Halbleiterchips erforderlich sind, beispielsweise in einer matrixförmigen Anordnung. Ins besondere können die Vorrichtungen auch für eine Montage an gekrümmten Flächen und/oder an Fenstern oder Scheiben ausge bildet werden, beispielsweise in einem Fahrzeug, etwa einem Kraftfahrzeug .

Weiterhin können die Vorrichtungen einfach an spezifische An forderungen hinsichtlich des Designs von Lichtquellen oder Anzeigevorrichtungen angepasst werden.

Weitere Zweckmäßigkeiten und Weiterbildungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren.

Es zeigen:

Die Figuren 1A und 1B ein Ausführungsbeispiel für eine opto elektronische Vorrichtung anhand eines Ausschnitts in Schnittansicht (Figur 1A) und in Draufsicht (Figur 1B); die Figuren 2A, 2B und 2C ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Vorrich tung anhand von jeweils in schematischer Schnittansicht dar gestellten Zwischenschritten; die Figuren 3A und 3B ein Ausführungsbeispiel für ein Verfah ren zur Herstellung einer optoelektronischen Vorrichtung an hand von Zwischenschritten in schematischer Schnittansicht (Figur 3A) und in schematischer Draufsicht (Figur 3B); und

Figur 4 eine Messung eines Linienprofils eines mit einem Verbindungsmittel befestigten Halbleiterchips.

Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.

Die Figuren sind jeweils schematische Darstellungen und daher nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Insbesondere können vergleichsweise kleine Elemente und insbesondere Schichtdi cken zur verbesserten Darstellung oder zum verbesserten Ver ständnis übertrieben groß dargestellt sein.

Bei dem in den Figuren 1A und 1B dargestellten Ausführungs beispiel einer optoelektronischen Vorrichtung ist lediglich zur vereinfachten Darstellung ein Ausschnitt mit einem zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen Halbleiterchip 2 ge zeigt. Die optoelektronische Vorrichtung 1 kann eine Vielzahl solcher Halbleiterchips 2 auf einem Träger 3 aufweisen, bei spielsweise mindestens 5 oder mindestens 10 oder mindestens 100. Beispielsweise sind die Halbleiterchips 2 zumindest teilweise zueinander elektrisch in Serie und/oder elektrisch parallel zueinander verschaltet. Weiterhin können die Halb leiterchips 2 oder Gruppen von Halbleiterchips einzeln an steuerbar sein, beispielsweise mittels einer Matrixverschal tung, etwa einer Aktiv-Matrix-Verschaltung oder einer Passiv- Matrix-Verschaltung . Der Halbleiterchip 2 ist mittels eines Verbindungsmittels 4 an dem Träger 3 befestigt. Der Träger 3 weist eine den Halb leiterchips zugewandte Montageseite 31 und eine der Montages eite gegenüberliegende Rückseite 32 auf. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel bildet die Rückseite des Trägers 3 eine Strahlungsaustrittsfläche 10 der optoelektronischen Vorrich tung 1. Der Halbleiterchip 2 weist auf einer dem Träger 3 ab gewandten Hauptfläche 21 Kontaktflächen 25 zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterchips 2 auf. Die dem Träger 3 zu gewandte Seite des Halbleiterchips 2 ist frei von Kontakten für die elektrische Kontaktierung des Halbleiterchips 2.

Im Betrieb der optoelektronischen Vorrichtung 1 können über die Kontaktflächen 25 Ladungsträger in den Halbleiterchip 2 injiziert werden und in einem aktiven Bereich 20 des Halb leiterchips, beispielsweise einem pn-Übergang, unter Emission von Strahlung rekombinieren.

Beispielsweise eignen sich für die Halbleiterchips 2 LEDs in so genannter Flipchip-Geometrie, bei denen an der Hauptflä che, an denen sich die Kontaktflächen befinden, keine oder zumindest nur ein geringer Anteil der im Betrieb erzeugten Strahlung ausstritt.

Die Kontaktflächen 25 sind jeweils über eine Anschlussbahn 5 elektrisch kontaktiert. Die Kontaktbahn 5 ist über eine Kante 210 der Hauptfläche 21 des Halbleiterchips 2 geführt. In ei ner Draufsicht auf die Montageseite 31 des Trägers 3 über deckt eine Anschlussbahn 5 jeweils eine Kontaktfläche 25 des Halbleiterchips 2 zumindest bereichsweise.

Das Verbindungsmittel 4 bedeckt bereichsweise eine Seitenflä che 22 des Halbleiterchips 2. Insbesondere bedeckt das Ver- bindungsmittel 4 die Seitenfläche 22 auf Höhe des aktiven Be reichs 20. Das Verbindungsmittel 4 isoliert den aktiven Be reich 20 elektrisch von der Anschlussbahn 5.

Die Hauptfläche 21 des Halbleiterchips 2 ist frei von Materi al des Verbindungsmittels 4. In lateraler Richtung ragt das Verbindungsmittel 4 in Draufsicht auf die optoelektronische Vorrichtung 1 über den Halbleiterchip 2 hinaus, insbesondere entlang des gesamten Umfangs des Halbleiterchips 2. Die An schlussbahn 5 grenzt unmittelbar an das Verbindungsmittel 4 an. Seitlich der Halbleiterchips 2 grenzt die Anschlussbahn 5 unmittelbar an die Montageseite 31 des Trägers 3 an.

In einem Bereich der Seitenfläche 22, der von dem Verbin dungsmittel 4 nicht bedeckt ist, grenzt die Anschlussbahn 5 an den Halbleiterchip 2 an. Insbesondere ist das Verbindungs mittel 4 das einzige Element, welches in lateraler Richtung gesehen zwischen der Seitenfläche 22 des Halbleiterchips 2 und der Anschlussbahn 5 angeordnet ist. Auf der der Rückseite 32 abgewandten Seite des Trägers 3 kann optional eine Schutz schicht 6 ausgebildet sein. Beispielsweise ist die Schutz schicht 6 auf dem Träger 3 auflaminiert.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Träger 3 zweck mäßigerweise strahlungsdurchlässig. Beispielsweise enthält der Träger 3 ein Kunststoff-Material, beispielsweise Po lyethylen (PE), Polyethylenterephthalat (PET), ein Imid, etwa Polyimid (PI), oder Polymethylmethacrylat (PMMA), oder ein Glas.

Derartige Materialien eignen sich insbesondere auch für einen Träger 3, welcher flexibel in Form einer Folie ausgebildet ist. Alternativ kann auch ein starrer Träger 3 Anwendung fin den, beispielsweise kann der Träger ein Glas enthalten.

Eine Querausdehnung der Anschlussbahnen 5 kann besonders fi ligran ausgebildet werden. Beispielsweise beträgt die Quer ausdehnung höchstens 30 mpioder höchstens 20 mpi. In Verbin dung mit einem strahlungsdurchlässigen Träger 3 kann so eine optoelektronische Vorrichtung 1 realisiert werden, welche seitlich der Halbleiterchips 2 weitestgehend durchsichtig ist. Insbesondere können die Anschlussbahnen 5 so dünn ausge führt werden, dass sie für einen menschlichen Betrachter beim Durchblick durch die optoelektronische Vorrichtung nicht stö rend wirken.

Zwischen dem aktiven Bereich 20 und dem Träger 3 befinden sich also keine strahlungsundurchlässigen Schichten wie bei spielsweise Metallschichten für die elektrische Kontaktierung der Halbleiterchips 2.

In Figur 4 ist eine Messung eines Linienprofils einer Höhe h eines Halbleiterchips 2 gezeigt, welcher wie vorstehend be schrieben mittels eines Verbindungsmittels 4 an einem Träger 3 befestigt ist. Diese Messung belegt, dass ein großer Teil der Seitenflächen des Halbleiterchips durch das Verbindungs mittel 4 bedeckt werden kann. Weiterhin können große Winkel zwischen der Seitenfläche des Halbleiterchips 2 und der Au ßenfläche des Verbindungsmittels 4 realisiert werden.

Das Ausbilden der Anschlussbahnen 5 in Form einer Beschich tung wird mittels des die Seitenflächen 22 bedeckenden Ver bindungsmittels 4 vereinfacht. Je weiter sich das Verbin dungsmittel 4 in vertikaler Richtung entlang der Seitenfläche 22 bis zur Kante 210 der Hauptfläche 21 erstreckt, desto ge- ringer ist der Höhenunterschied, der an der Kante 210 von der Anschlussbahn 5 überformt werden muss. Weiterhin kann eine Außenfläche 41 des Verbindungsmittels 4 einen vergleichsweise großen Winkel 410 zur Seitenfläche 22 des Halbleiterchips 2 einnehmen, beispielsweise mindestens 30° oder mindestens 45°. Dadurch wird die Zuverlässigkeit der Anschlussbahn 5 über die Kante 210 hinweg weiter erhöht.

Als strahlungsdurchlässiges Verbindungsmittel eignet sich beispielsweise ein Epoxid oder ein Silikon. Vorzugsweise han delt es sich um ein Epoxid oder Silikon mit einer Viskosität zwischen 10 und 20 Pa*s und einem Thixotropie-Index zwischen 3 und 5.

Von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel abweichend eignet sich die beschriebene Ausgestaltung des Verbindungsmittels 4 aber auch für andere Formen der optoelektronischen Vorrich tung 1. Beispielsweise kann die Abstrahlung der optoelektro nischen Vorrichtung 1 auch an der Seite erfolgen, auf der sich die Halbleiterchips 2 auf dem Träger 3 befinden, also an der Montageseite. In diesem Fall kann der Träger 3 auch strahlungsundurchlässig, beispielsweise für die zu erzeugende Strahlung reflektierend sein. Weiterhin kann auch das Verbin dungsmittel 4 strahlungsundurchlässig sein, beispielsweise reflektierend .

Ferner kann auch ein starrer Träger Anwendung finden. Weiter hin ist auch denkbar, dass der Halbleiterchip 2 an der Haupt fläche 21 nur eine Kontaktfläche 25 aufweist und eine weitere Kontaktfläche auf der der Hauptfläche gegenüberliegenden Sei te des Halbleiterchips 2 angeordnet ist. In diesem Fall kann also auch nur eine Kontaktfläche pro Halbleiterchip mittels einer Anschlussbahn in Form einer Beschichtung elektrisch kontaktiert werden.

Anhand der Figuren 2A bis 2C ist ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Vor richtung gezeigt, wobei exemplarisch eine Vorrichtung herge stellt wird, wie sie im Zusammenhang mit den Figuren 1A und 1B beschrieben ausgebildet ist.

Ein Träger 3 wird bereitgestellt (Figur 2A). Bei einem fle xiblen Träger 3 wird dieser vorzugsweise auf einem Hilfsträ ger 7 angeordnet. Beispielsweise wird der Träger 3 auf den Hilfsträger 7 geklebt, etwa durch Laminierung unter Verwen dung eines Trockenresists.

Die Prozessierung auf dem flexiblen Träger 3 kann so analog zur Prozessierung auf einem starren Träger erfolgen.

Auf den Träger 3 werden Halbleiterchips 2 mittels eines Ver bindungsmittels 4 aufgebracht (Figur 2B). Beim Platzieren der Halbleiterchips 2 auf dem Träger 3 wird Material des Verbin dungsmittels 4 seitlich verdrängt und bedeckt stellenweise die Seitenflächen 22 der Halbleiterchips 2. Der Grad der Be deckung der Seitenflächen 22 ist über die Menge des Verbin dungsmittels in Kombination mit der Viskosität des Verbin dungsmittels und dessen Thixotropie-Indizes einstellbar. Bei spielsweise basiert das Verbindungsmittel auf einem Polymer material, etwa einem Epoxid oder einem Silikon.

Das Verbindungsmittel 4 ist in vertikaler Richtung gesehen das einzige Element zwischen der Montageseite 31 des Trägers 3 und dem Halbleiterchip 2. Die Hauptfläche 21 des Halbleiterchips 2 bleibt frei von dem Verbindungsmittel 4, insbesondere die Kontaktflächen 25. Das Verbindungsmittel 4 bildet in Schnittansicht gesehen seitlich des Halbleiterchips 2 eine Rampe von der Montageseite 31 des Trägers 3 in Richtung der vom Träger 3 abgewandten Hauptflä che 21 des Halbleiterchips 2.

Nachfolgend wird eine strukturierte metallische Beschichtung zur Ausbildung der Anschlussbahnen 5 aufgebracht. Für die An schlussbahnen 5 eignet sich beispielsweise Kupfer. Die An schlussbahnen 5 grenzen jeweils unmittelbar an die zugeordne ten Kontaktflächen 25, den zugeordneten Halbleiterchip 2, das Verbindungsmittel 4, und die Montageseite 31 des Trägers 3 an.

Optional kann der Träger 3 mit den darauf aufgebrachten Halb leiterchips 2 nachfolgend mit einer Schutzschicht versehen werden, beispielsweise durch Aufbringen einer Folie, etwa durch Laminieren.

Abschließend kann der Hilfsträger 7 entfernt werden. Der Trä ger 3 kann auch in Form eines Rolle-zu-Rolle-Verfahrens zu optoelektronischen Vorrichtungen verarbeitet werden.

Die Figuren 3A und 3B zeigen Zwischenschritte eines weiteren Ausführungsbeispiels für ein Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Vorrichtung. Dieses Verfahren entspricht im Wesentlichen dem im Zusammenhang mit den Figuren 2A bis 2C beschriebenen Ausführungsbeispiel.

Insbesondere können die Halbleiterchips 2 wie im Zusammenhang mit den Figuren 2A und 2B beschrieben auf einem Träger 3 be festigt werden. Grundsätzlich ist jedoch auch denkbar, dass das Verbindungsmittel 4 die Seitenflächen 22 der Halbleiter- Chips 2 nicht oder nicht wesentlich bedeckt und stattdessen beispielsweise nach dem Befestigen der Halbleiterchips auf dem Träger 3 eine Isolationsschicht aufgebracht wird, wobei diese Isolationsschicht die Seitenflächen 22 der Halbleiter chips 2 stellenweise bedeckt.

Nach dem Befestigen der Halbleiterchips 2 werden die exakten Positionen der Halbleiterchips 2 erfasst, beispielsweise op ^¬ tisch mittels eines Bildaufnahmegeräts 8. Wie in Figur 3B dargestellt, können die Positionen Pli, P12, P21, P22, ...der in dem Ausschnitt dargestellten vier Halbleiterchips 2 in ei ner nominell gleichförmigen Matrixanordnung aufgrund von To leranzen bei der Platzierung der Halbleiterchips 2 auf dem Träger 3 von einem exakten regulären Muster abweichen. Typi sche Justagetoleranzen können bis zu 50 pm betragen.

Nach dem Erfassen der Positionen Pli, P12, P21, P22,...werden die Anschlussbahnen 5 in Kenntnis dieser Positionen ausgebil det. Der Verlauf der Anschlussbahnen 5 berücksichtigt also die reale Position der Kontaktflächen 25 der Halbleiterchips 2 auf dem Träger 3. Zusammen mit den Anschlussbahnen 5 können auch externe Anschlussflächen 51 der optoelektronischen Vor richtung 1 ausgebildet werden.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind rein exemplarisch die Halbleiterchips 2 einer Zeile jeweils elektrisch in Serie verschaltet. Die Art der elektrischen Kontaktierung der Halb leiterchips 2 kann jedoch in weiten Grenzen variiert werden. Insgesamt kann mit diesem Verfahren eine hohe Filigranität der Anschlussbahnen 5 und damit eine hohe Transparenz einer optoelektronischen Vorrichtung 1 erzielt werden. Der für eine hinreichende Stromtragfähigkeit erforderliche Querschnitt der Anschlussbahnen kann durch Erhöhung der Schichtdicke bei der Abscheidung der Anschlussbahnen erreicht werden.

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 Pa tentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder die se Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder den Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Bezugszeichenliste

1 optoelektronische Vorrichtung 10 Strahlungsaustrittsfläche

2 Halbleiterchip

20 aktiver Bereich

21 Hauptfläche

210 Kante 22 Seitenfläche 25 Kontaktfläche 3 Träger

31 Montageseite

32 Rückseite 4 Verbindungsmittel

41 Außenfläche 410 Winkel 5 Anschlussbahn

51 externe Anschlussfläche 6 Schutzschicht 7 Hilfsträger

Pli, P12, P21, P22 Position

8 Bildaufnahmegerät