DE102011056810B4 - Optoelectronic semiconductor component - Google Patents
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Abstract
Optoelektronisches Halbleiterbauelement umfassend- ein Gehäuse, das einen Gehäusekörper (3) mit einer Kavität (7) und zumindest ein erstes Anschlussträgerteil (1a, 1b, 1) und ein zweites Anschlussträgerteil (2) aufweist, wobei der Gehäusekörper (3) aus einem Gehäusematerial gebildet ist,- einen optoelektronischen Halbleiterchip (5), der in der Kavität (7) und auf dem zweiten Anschlussträgerteil (2) angeordnet ist, wobei- das erste Anschlussträgerteil (1a, 1b, 1) und das zweite Anschlussträgerteil (2) durch zumindest einen Zwischenraum (4a, 4b, 4) voneinander getrennt sind,- das erste Anschlussträgerteil (1a, 1b, 1) und/oder das zweite Anschlussträgerteil (2) zumindest zwei Verstärkungsarme (8a, 8b) umfassen,- die zumindest zwei Verstärkungsarme (8a, 8b) zumindest stellenweise quer, insbesondere senkrecht, zu dem zumindest einen Zwischenraum (4a, 4b, 4) angeordnet sind, und- wobei der Gehäusekörper (3), das erste und/oder das zweite Anschlussträgerteil (1a, 1b, 1, 2) Verankerungs- und/oder Abschattungsstrukturen (10) aufweisen, und- das erste und zweite Anschlussträgerteil (1a, 1b, 1, 2) zu jeder Außenwand des Gehäusekörpers (3) beabstandet sind.Optoelectronic semiconductor component comprising - a housing which has a housing body (3) with a cavity (7) and at least one first connection carrier part (1a, 1b, 1) and a second connection carrier part (2), the housing body (3) being formed from a housing material is, - an optoelectronic semiconductor chip (5), which is arranged in the cavity (7) and on the second connection carrier part (2), wherein- the first connection carrier part (1a, 1b, 1) and the second connection carrier part (2) by at least one space (4a, 4b, 4) are separated from one another, - the first connection carrier part (1a, 1b, 1) and/or the second connection carrier part (2) comprise at least two reinforcement arms (8a, 8b), - the at least two reinforcement arms (8a, 8b) are arranged at least in places transversely, in particular perpendicularly, to the at least one intermediate space (4a, 4b, 4), and- the housing body (3), the first and/or the second connection carrier part (1a, 1b, 1, 2) anchoring and/or having the shading structures (10), and- the first and second connection carrier parts (1a, 1b, 1, 2) are spaced apart from each outer wall of the housing body (3).
Description
Es wird ein optoelektronisches Halbleiterbauelement mit einem Gehäuse und einem optoelektronischen Halbleiterchip angegeben, der in dem Gehäuse angeordnet und insbesondere zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung geeignet ist.An optoelectronic semiconductor component with a housing and an optoelectronic semiconductor chip is specified, which is arranged in the housing and is particularly suitable for generating electromagnetic radiation.
Ein Gehäuse für einen optoelektronischen Halbleiterchip kann einen Gehäusekörper aufweisen, der beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial wie PPA (Polyphtalamid) hergestellt ist. Problematisch ist hierbei die relativ schnelle Alterung des Kunststoffmaterials bei Einwirkung kurzwelliger Strahlung und die damit verbundene eingeschränkte Lebensdauer des gesamten optoelektronischen Halbleiterbauelements.A package for an optoelectronic semiconductor chip may have a package body made of a plastic material such as PPA (polyphthalamide), for example. The problem here is the relatively rapid aging of the plastic material when exposed to short-wave radiation and the associated limited service life of the entire optoelectronic semiconductor component.
US 2011 / 0 074 276 Al bezieht sich auf ein Halbleiterbauelement mit einem Gehäusekörper und einer Kavität sowie zwei Anschlussträgern.US 2011/0 074 276 A1 relates to a semiconductor component with a housing body and a cavity as well as two connection carriers.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, ein alterungsstabiles optoelektronisches Halbleiterbauelement anzugeben, das sowohl den Belastungen durch Temperatur- und UV-Bestrahlung als auch den mechanischen Belastungen während der Fertigung und dem späteren Handling der fertigen Bauelemente standhält.It is the object of the present application to specify an aging-stable optoelectronic semiconductor component that withstands both the stresses caused by temperature and UV radiation and the mechanical stresses during production and later handling of the finished components.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein optoelektronisches Halbleiterbauelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen des Halbleiterbauelements sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by an optoelectronic semiconductor component having the features of
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Halbleiterbauelement ein Gehäuse, das einen Gehäusekörper mit einer Kavität und zumindest einen ersten Anschlussträger und einen zweiten Anschlussträger aufweist, wobei der Gehäusekörper aus einem Gehäusematerial gebildet ist. In der Kavität und auf dem zweiten Anschlussträgerteil ist ein optoelektronischer Halbleiterchip angeordnet. Das erste Anschlussträgerteil und das zweite Anschlussträgerteil sind durch zumindest einen Zwischenraum voneinander getrennt. Der Gehäusekörper, das erste und/oder das zweite Anschlussträgerteil weisen Verankerungs- und/oder Abschattungsstrukturen auf, das erste und zweite Anschlussträgerteil sind zu jeder Außenwand des Gehäusekörpers beabstandet. Das Gehäusematerial kann dabei zum Beispiel eines der folgenden Materialien enthalten: Silikon, Epoxid, Silikon-Epoxid-Hybridmaterial.In accordance with at least one embodiment, the optoelectronic semiconductor component includes a housing which has a housing body with a cavity and at least one first connection carrier and a second connection carrier, the housing body being formed from a housing material. An optoelectronic semiconductor chip is arranged in the cavity and on the second connection carrier part. The first connection carrier part and the second connection carrier part are separated from one another by at least one intermediate space. The housing body, the first and/or the second connection carrier part have anchoring and/or shading structures, the first and second connection carrier part are spaced apart from each outer wall of the housing body. The housing material can contain, for example, one of the following materials: silicone, epoxy, silicone-epoxy hybrid material.
Das erste Anschlussträgerteil und/oder das zweite Anschlussträgerteil umfassen zumindest zwei Verstärkungsarme, die zumindest stellenweise quer, insbesondere senkrecht, zu dem zumindest einen Zwischenraum angeordnet sind. Mit anderen Worten kann der Zwischenraum in einem Schnitt durch das optoelektronische Halbleiterbauelement in einer Ebene parallel zu den Anschlussträgern entlang einer gedachten Linie verlaufen. Die Verstärkungsarme verlaufen dann quer zu dieser Linie und schneiden diese. Die Verstärkungsarme ragen also in den Zwischenraum hinein. Die Verstärkungsarme verlaufen dabei zumindest zu einem Teil des Zwischenraums, also zumindest stellenweise, quer oder senkrecht.The first connection carrier part and/or the second connection carrier part comprise at least two reinforcement arms which are arranged at least in places transversely, in particular perpendicularly, to the at least one intermediate space. In other words, the intermediate space can run along an imaginary line in a section through the optoelectronic semiconductor component in a plane parallel to the connection carriers. The reinforcement arms then run across this line and intersect it. The reinforcement arms thus protrude into the intermediate space. The reinforcement arms run at least to part of the intermediate space, ie at least in places, transversely or vertically.
Insbesondere ein Silikon-enthaltendes Gehäusematerial hat den Vorteil, dass es besonders UV-stabil und hoch Temperatur-stabil ist. Durch die Verwendung des Silikon-enthaltenden Gehäusematerials kann somit ein alterungsstabiler Gehäusekörper geschaffen werden.In particular, a housing material containing silicone has the advantage that it is particularly UV-stable and highly temperature-stable. A housing body that is stable against aging can thus be created through the use of the housing material containing silicone.
Für langlebige LED-Anwendungen ist es vorteilhaft, Keramikbasierte Bauteile zu verwenden. Als Alternative zu den Keramik-basierten Bauteilen können aber auch Gehäusekörper verwendet werden, die zumindest teilweise Silikon enthalten. Ein Vorteil von Silikon ist es, dass Silikon UV- und hoch Temperatur-stabil ist. Zudem haben Silikon-basierte Gehäusekörper gegenüber den Keramik-basierten Gehäusekörpern den Vorteil von geringeren Kosten. Jedoch haben die Silikonbasierten Gehäusekörper den Nachteil, dass diese schlechte mechanische Eigenschaften sowie eine hohe Bruchempfindlichkeit aufweisen.For long-life LED applications, it is advantageous to use ceramic-based components. As an alternative to the ceramic-based components, however, housing bodies can also be used which at least partially contain silicone. An advantage of silicone is that silicone is UV and high temperature stable. In addition, silicon-based housing bodies have the advantage of lower costs compared to ceramic-based housing bodies. However, the silicone-based housing bodies have the disadvantage that they have poor mechanical properties and are highly susceptible to breakage.
Durch die zumindest zwei Verstärkungsarme kann die Bruchfestigkeit des Bauelements - insbesondere bei der Verwendung eines Silikon-enthaltenden Gehäusematerials - deutlich gesteigert werden. Ein herkömmlicherweise auftretendes Brechen erfolgt insbesondere meist im Zwischenraum zwischen den Anschlussträgerteilen. Durch die Verstärkungsarme kann gerade in diesem Bereich des Bauelements der Brüchigkeit entgegengewirkt werden, so dass mit Vorteil ein robustes Halbleiterbauelement geschaffen wird.The at least two reinforcement arms can significantly increase the breaking strength of the component—in particular when using a housing material containing silicone. Breaking that usually occurs usually occurs in particular in the intermediate space between the connection carrier parts. The reinforcement arms can counteract the brittleness in this area of the component in particular, so that a robust semiconductor component is advantageously created.
Die Verstärkungsarme weisen in den Zwischenraum hinein. Dabei sind die Verstärkungsarme derart ausgebildet, dass das erste Anschlussträgerteil und das zweite Anschlussträgerteil nicht in direktem Kontakt miteinander stehen.The reinforcement arms point into the gap. The reinforcement arms are designed in such a way that the first connection carrier part and the second connection carrier part are not in direct contact with one another.
Zwischen dem ersten Anschlussträgerteil und dem zweiten Anschlussträgerteil kann auch mehr als ein Zwischenraum angeordnet sein. In diesem Fall können die zumindest zwei Verstärkungsarme in unterschiedliche Zwischenräume hinein ragen.More than one intermediate space can also be arranged between the first connection carrier part and the second connection carrier part. In this case, the at least two reinforcement arms can protrude into different intermediate spaces.
Das Halbleiterbauelement ist ein optoelektronisches Bauelement, das die Umwandlung von elektrisch erzeugten Daten oder Energien in Lichtemissionen ermöglicht oder umgekehrt. Das Halbleiterbauelement weist zumindest einen optoelektronischen Halbleiterchip auf, vorzugsweise einen strahlungsemittierenden Halbleiterchip. Der Halbleiterchip ist bevorzugt eine LED (lichtemittierende Diode), zum Beispiel eine Dünnfilm-LED. Bei Dünnfilm-LEDs ist insbesondere ein Aufwachssubstrat, auf dem Schichten des Halbleiterchips epitaktisch aufgewachsen worden sind, teilweise oder vollständig abgelöst worden. Aber auch die Verwendung von so genannten Saphir-LEDs, bei denen eine Lichtauskopplung zumindest zum Teil durch ein Saphir-Aufwachssubstrat hindurch erfolgt, ist möglich.The semiconductor device is an optoelectronic device that enables the conversion of electrically generated data or energy into light emissions or vice versa. The semiconductor component has at least one optoelectronic semiconductor chip, preferably a radiation-emitting semiconductor chip. The semiconductor chip is preferably an LED (light emitting diode), for example a thin film LED. In the case of thin-film LEDs, in particular a growth substrate on which layers of the semiconductor chip have been grown epitaxially has been partially or completely detached. However, it is also possible to use so-called sapphire LEDs, in which light is coupled out at least partially through a sapphire growth substrate.
Der Halbleiterchip weist einen Halbleiterschichtenstapel auf, in dem eine aktive Schicht enthalten ist. Die aktive Schicht ist insbesondere geeignet zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung. Hierzu enthält die aktive Schicht vorzugsweise einen pn-Übergang, eine Doppelheterostruktur, eine Einfachquantentopfstruktur (SQW, Single Quantum Well) oder eine Mehrfachquantentopfstruktur (MQW, Multi Quantum Well) zur Strahlungserzeugung. Die Bezeichnung Quantentopfstruktur entfaltet hierbei keine Bedeutung hinsichtlich der Dimensionalität der Quantisierung. Sie umfasst unter anderem Quantentröge, Quantendrähte und Quantenpunkte und jede Kombination dieser Strukturen.The semiconductor chip has a semiconductor layer stack containing an active layer. The active layer is particularly suitable for generating electromagnetic radiation. For this purpose, the active layer preferably contains a pn junction, a double heterostructure, a single quantum well structure (SQW, Single Quantum Well) or a multiple quantum well structure (MQW, Multi Quantum Well) for generating radiation. The term quantum well structure has no meaning with regard to the dimensionality of the quantization. It includes, but is not limited to, quantum wells, quantum wires, and quantum dots, and any combination of these structures.
Der Halbleiterschichtenstapel des Halbleiterchips enthält vorzugsweise ein III-V-Halbleitermaterial. III-V-Halbleitermaterialien sind zur Strahlungserzeugung im ultravioletten, über den sichtbaren bis in den infraroten Spektralbereich besonders geeignet.The semiconductor layer stack of the semiconductor chip preferably contains a III-V semiconductor material. III-V semiconductor materials are particularly suitable for generating radiation in the ultraviolet, through the visible to the infrared spectral range.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform enthält der Anschlussträger ein Metall oder eine Metallverbindung oder besteht aus einem Metall oder einer Metallverbindung. Beispielsweise ist der Anschlussträger aus Kupfer gebildet.In accordance with at least one embodiment, the connection carrier contains a metal or a metal compound or consists of a metal or a metal compound. For example, the connection carrier is formed from copper.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Anschlussträger ein geätzter oder gestanzter Leiterrahmen. Besonders bevorzugt ist der Anschlussträger kein halbgeätzter Leiterrahmen. Vorteilhafterweise lassen sich bei einem geätzten Leiterrahmen mit geringfügigem Aufwand und relativ geringen Kosten die Verstärkungsarme ausbilden.In accordance with at least one embodiment, the connection carrier is an etched or stamped lead frame. The connection carrier is particularly preferably not a half-etched lead frame. Advantageously, in the case of an etched lead frame, the reinforcement arms can be formed with little effort and at relatively low cost.
Es ist alternativ aber auch denkbar, dass der Anschlussträger ein halbgeätzter Leiterrahmen (auch „semi-etched leadframe“) ist. Dies schließt insbesondere ein, dass der Leiterrahmen bei der Herstellung von Durchbrüchen von einer ersten Seite aus nur bis etwa zur Hälfte geätzt wird. Ausgehend von einer der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite wird der Leiterrahmen ebenfalls nur bis etwa zur Hälfte geätzt, so dass sich die beiden geätzten Bereiche treffen und insgesamt einen Durchbruch ergeben, der sich von der ersten bis zur zweiten Seite erstreckt. Entsprechend können beidseitig teilweise geätzte Bereiche, insbesondere halbgeätzte Bereiche, gebildet werden, die sich nicht bis zur gegenüberliegenden Seite erstrecken. Ein solcher halbgeätzter Leiterrahmen ist in der Herstellung relativ aufwendig, lässt sich aber besonders stabil in das Gehäusematerial - zum Beispiel gegeben durch eine Pressmasse - einbetten. Der halbgeätzte Leiterrahmen ist besonders gut im Gehäusematerial verankert.Alternatively, however, it is also conceivable for the connection carrier to be a semi-etched lead frame. This includes, in particular, that the leadframe is only etched approximately halfway from a first side during the production of openings. Starting from a second side opposite the first side, the leadframe is also only etched approximately halfway, so that the two etched areas meet and overall result in a breakthrough that extends from the first to the second side. Correspondingly, partially etched areas on both sides, in particular half-etched areas, can be formed which do not extend to the opposite side. Such a half-etched lead frame is relatively expensive to produce, but can be embedded particularly stably in the housing material—given, for example, by a molding compound. The half-etched lead frame is particularly well anchored in the housing material.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist auf einer ersten Seite der Anschlussträgerteile ein erster Kontaktbereich vorgesehen, auf dem der optoelektronische Halbleiterchip angeordnet ist. Der erste Kontaktbereich bildet vorzugsweise einen ersten elektrischen Anschluss für den Halbleiterchip. Weiterhin ist mit Vorteil auf der ersten Seite der Anschlussträgerteile ein zweiter Kontaktbereich vorgesehen. Der zweite Kontaktbereich bildet insbesondere einen zweiten elektrischen Anschluss für den Halbleiterchip. Der zweite Kontaktbereich ist insbesondere ein Drahtanschlussbereich.In accordance with at least one embodiment, a first contact region, on which the optoelectronic semiconductor chip is arranged, is provided on a first side of the connection carrier parts. The first contact area preferably forms a first electrical connection for the semiconductor chip. Furthermore, a second contact area is advantageously provided on the first side of the connection carrier parts. The second contact area forms in particular a second electrical connection for the semiconductor chip. The second contact area is in particular a wire connection area.
Das zweite Anschlussträgerteil umfasst bevorzugt den ersten Kontaktbereich. Weiter bevorzugt umfasst das erste Anschlussträgerteil den zweiten Kontaktbereich.The second connection carrier part preferably includes the first contact area. More preferably, the first connection carrier part includes the second contact area.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist in dem Zwischenraum zwischen den Anschlussträgerteilen Gehäusematerial angeordnet. Vorteilhafterweise sind die beiden Anschlussträgerteile durch das Gehäusematerial im Zwischenraum elektrisch und mechanisch voneinander isoliert.According to at least one embodiment, housing material is arranged in the intermediate space between the connection carrier parts. The two connection carrier parts are advantageously electrically and mechanically insulated from one another by the housing material in the intermediate space.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Gehäusekörper aus einer Pressmasse hergestellt. Weiter bevorzugt ist der Gehäusekörper um den Anschlussträger gepresst. Mit der Herstellung des Gehäusekörpers aus einer Pressmasse sind vorteilhafterweise designtechnische Freiheiten, beispielsweise bei der Gestaltung der Kavität und bei der Gestaltung der Verstärkungsarme, verbunden.According to at least one embodiment, the housing body is made from a molding compound. More preferably, the housing body is pressed around the connection carrier. Manufacturing the housing body from a molding compound is advantageously associated with design freedom, for example in the design of the cavity and in the design of the reinforcement arms.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist durch die zumindest zwei Verstärkungsarme der Zwischenraum in Draufsicht auf die Anschlussträgerteile krummlinig ausgebildet. Durch diese Maßnahme kann die Gefahr von Rissbildungen entlang des Zwischenraumes reduziert werden. Krummlinig bedeutet hier insbesondere nicht geradlinig. Vorzugsweise ist der Zwischenraum in Draufsicht C-förmig ausgebildet.According to at least one embodiment, the intermediate space is formed in a curvilinear manner in a top view of the connection carrier parts due to the at least two reinforcement arms. This measure can reduce the risk of cracks forming along the intermediate space. Here, curvilinear means in particular not rectilinear. The intermediate space is preferably C-shaped in plan view.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umschließen die zumindest zwei Verstärkungsarme des ersten und/oder zweiten Anschlussträgerteils das zweite und/oder erste Anschlussträgerteil zumindest bereichsweise. Das bedeutet, dass die Verstärkungsarme des einen Anschlussträgerteils das andere Anschlussträgerteil zumindest bereichsweise umschließen. Dabei erfolgt jedoch kein direkter Kontakt des ersten Anschlussträgerteils mit dem zweiten Anschlussträgerteil. Das eine Anschlussträgerteil, das von den Verstärkungsarmen des anderen Anschlussträgerteils umschlossen ist, ist vorzugsweise bereichsweise zwischen den Verstärkungsarmen des anderen Anschlussträgerteils angeordnet.According to at least one embodiment, the at least two reinforcement arms enclose of the first and/or second connection carrier part, the second and/or first connection carrier part at least in regions. This means that the reinforcement arms of one connection carrier part enclose the other connection carrier part at least in regions. In this case, however, there is no direct contact between the first connection carrier part and the second connection carrier part. One connection carrier part, which is enclosed by the reinforcement arms of the other connection carrier part, is preferably arranged in regions between the reinforcement arms of the other connection carrier part.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die zumindest zwei Verstärkungsarme die volle Stärke des ersten und/oder zweiten Anschlussträgerteils auf. Das bedeutet, dass die Verstärkungsarme somit keine halbgeätzten Bereiche sind. Dadurch kann die Bruchfestigkeit gerade im Bereich des Zwischenraumes zwischen erstem und zweitem Anschlussträgerteil weiter erhöht werden.According to at least one embodiment, the at least two reinforcement arms have the full thickness of the first and/or second connection carrier part. This means that the gain arms are thus not half-etched areas. As a result, the breaking strength can be further increased precisely in the area of the intermediate space between the first and second connection carrier parts.
Das erste und zweite Anschlussträgerteil sind zu jeder Außenwand des Gehäusekörpers beabstandet. Durch die Beabstandung kann insbesondere bei einem Vereinzeln des Gehäuses aus beispielsweise einem Verbund ein so genanntes Chipping vermieden werden. Das bedeutet, dass durch diese Beabstandung bei einem Vereinzeln durch beispielsweise Sägen die Gefahr eines Ausbrechens des Gehäusekörpers und damit eine Bauelementbeschädigung reduziert werden kann.The first and second terminal carrier parts are spaced from each outer wall of the housing body. As a result of the spacing, so-called chipping can be avoided, in particular when the housing is separated from a composite, for example. This means that this spacing can reduce the risk of the housing body breaking out and thus damage to the component when it is separated by sawing, for example.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist in der Kavität eine Vergussmasse eingebracht, die den Halbleiterchip umhüllt. Beispielsweise ist die Vergussmasse ein klarer Verguss. Vorzugsweise enthält die Vergussmasse Silikon.In accordance with at least one embodiment, a potting compound that encapsulates the semiconductor chip is introduced into the cavity. For example, the potting compound is a clear potting compound. The potting compound preferably contains silicone.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind in der Vergussmasse Partikel eingebettet. Besonders bevorzugt sind die Partikel in der Vergussmasse gleichmäßig und homogen eingebettet. Beispielsweise sind die Partikel Reflexionspartikel. Bei einem reflektierenden Verguss kann es sich beispielsweise um einen Polymerverguss handeln, in das reflektierend wirkende Partikel eingefüllt sind. Das Polymer des Vergussmaterials, das eine Matrix für die Partikel bildet, ist zum Beispiel ein Silikon, ein Epoxid oder ein Silikon-Epoxid-Hybrid-Material. Die reflektierenden Partikel sind beispielsweise aus einem Metalloxyd wie Aluminium-Oxyd oder Titan-Oxyd, aus einem Metallfluorid wie Kalziumfluorid oder aus einem Siliziumoxyd hergestellt oder bestehen daraus. Besonders bevorzugt sind die reflektierenden Partikel TiO2-Partikel.According to at least one embodiment, particles are embedded in the potting compound. The particles are particularly preferably embedded uniformly and homogeneously in the casting compound. For example, the particles are reflection particles. A reflective encapsulation can be, for example, a polymer encapsulation into which reflective particles are filled. The polymer of the potting material that forms a matrix for the particles is, for example, a silicone, an epoxy or a silicone-epoxy hybrid material. The reflective particles are made of or consist of a metal oxide such as aluminum oxide or titanium oxide, a metal fluoride such as calcium fluoride or a silicon oxide, for example. The reflective particles are particularly preferably TiO 2 particles.
Bei einer weiteren Ausführungsform sind die eingebetteten Partikel Konverterpartikel, bevorzugt zur Wellenkonversion eines Teils der von dem Halbleiterchip emittierten Strahlung in Strahlung größerer Wellenlänge. Insbesondere umfassen die Konverterpartikel mindestens einen Leuchtstoff. Bevorzugt ist die Vergussmasse aus einem Matrixmaterial, beispielsweise einem Epoxidharz oder einem Silikonmaterial, gebildet. Weiter bevorzugt sind die Konverterpartikel in das Matrixmaterial bevorzugt homogen eingebettet, sodass eine gleichmäßige Wellenlängenkonversion gewährleistet werden kann.In a further embodiment, the embedded particles are converter particles, preferably for wave conversion of part of the radiation emitted by the semiconductor chip into radiation of longer wavelength. In particular, the converter particles include at least one phosphor. The casting compound is preferably formed from a matrix material, for example an epoxy resin or a silicone material. More preferably, the converter particles are preferably homogeneously embedded in the matrix material, so that a uniform wavelength conversion can be ensured.
Alternativ kann zur Wellenlängenkonversion auf einer Oberfläche des Halbleiterchips ein Konverterelement angeordnet sein. Beispielsweise kann das Konverterelement ein Plättchen aus beispielsweise einem keramischen Material oder Silikon sein, das aus einem Leuchtstoff oder mehreren Leuchtstoffen besteht oder mindestens einen Leuchtstoff enthält. Ferner kann das Konverterelement eine elektrophoretisch abgeschiedene Pulverschicht mit einem oder mehreren Leuchtstoffen enthalten.Alternatively, a converter element can be arranged on a surface of the semiconductor chip for wavelength conversion. For example, the converter element can be a lamina made of, for example, a ceramic material or silicone, which consists of one or more phosphors or contains at least one phosphor. Furthermore, the converter element can contain an electrophoretically deposited powder layer with one or more phosphors.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind in dem Gehäusekörper ein ESD-Chip und/oder ein ASIC eingebettet. Durch die Einbettung des oder der zusätzlichen Chips in den Gehäusekörper kann insbesondere ein platzsparendes, möglichst klein und kostengünstig hergestelltes Bauelement realisiert werden.According to at least one embodiment, an ESD chip and/or an ASIC are embedded in the housing body. By embedding the additional chip or chips in the housing body, a space-saving component that is as small and inexpensive as possible can be realized in particular.
Der Gehäusekörper, das erste und/oder das zweite Anschlussträgerteil weisen Verankerungs- und/oder Abschattungsstrukturen auf. Diese können aufgrund des Gehäusekörpermaterials aus Silikon oder Silikonpressmasse besonders einfach in dem Bauelement realisiert werden, ohne sich insgesamt negativ auf die Größe des Bauelements auszuwirken. Durch die Verankerungsstruktur kann insbesondere die Haftung zwischen Anschlussträger und Gehäusekörper verbessert werden, ohne dabei einen zusätzlichen Haftvermittler zu benötigen. Durch die Abschattungsstrukturen kann insbesondere eine gewünschte Abstrahlcharakteristik der von dem Halbleiterchip emittierten Strahlung ermöglicht werden. Zudem können mit Vorteil unerwünschte Lichteinflüsse von Strahlung aus der Umgebung auf das Bauelement vermieden werden.The housing body, the first and/or the second connection carrier part have anchoring and/or shading structures. Due to the housing body material made of silicone or silicone molding compound, these can be implemented particularly easily in the component without having an overall negative effect on the size of the component. In particular, the adhesion between the connection carrier and the housing body can be improved by the anchoring structure without the need for an additional adhesion promoter. The shading structures can in particular enable a desired emission characteristic of the radiation emitted by the semiconductor chip. In addition, undesired light effects of radiation from the environment on the component can advantageously be avoided.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden in Verbindung mit den
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1A ,1B ,3A jeweils eine schematische Aufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bauelements, -
3B jeweils einen schematischen Querschnitt eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Bauelements den3A ,4A , -
3C jeweils eine schematische Quersicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelements gemäß den3A ,4A , -
4A bis4C jeweils eine schematische Ansicht eines Beispiels eines Halbleiterbauelements, und -
2 eine schematische Aufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Bauelements gemäß dem Stand der Technik.
-
1A ,1B ,3A in each case a schematic plan view of an exemplary embodiment of a component according to the invention, -
3B each a schematic cross section of an embodiment of the device according to the invention3A ,4A , -
3C in each case a schematic transverse view of an exemplary embodiment of a semiconductor component according to the invention3A ,4A , -
4A until4C each a schematic view of an example of a semiconductor device, and -
2 a schematic plan view of an embodiment of a component according to the prior art.
In den Figuren können gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Bestandteile und deren Größenverhältnisse untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen. Vielmehr können einzelne Bestandteile, wie beispielsweise Schichten, Strukturen, Komponenten und Bereiche zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben dick oder groß dimensioniert dargestellt sein.In the figures, components that are the same or have the same effect can each be provided with the same reference symbols. The components shown and their proportions to one another are not to be regarded as true to scale. Rather, individual parts, such as layers, structures, components and areas, can be shown with exaggerated thickness or dimensions for better representation and/or for better understanding.
In
Die Anschlussträgerteile sind mit einem Gehäusekörper 3 umgossen, der beispielsweise Keramik und/oder Silikon und/oder Epoxid und/oder Silikon-Epoxid-Hybridmaterial umfasst. Gehäusekörper aus Silikon haben dabei den Vorteil geringer Herstellungskosten, einer sehr guten Haftung sowie designtechnischer Freiheiten.The connection carrier parts are encapsulated with a
Auf dem zweiten Anschlussträgerteil 2 ist ein optoelektronischer Halbleiterchip angeordnet (nicht dargestellt), der geeignet ist, elektromagnetische Strahlung zu emittieren. Zum elektrischen Verbinden des Halbleiterchips ist dieser beispielsweise mittels einer elektrisch leitfähigen Schicht, beispielsweise einer Lot-Schicht, auf dem zweiten Anschlussträgerteil 2 befestigt. Der zweite elektrische Anschluss wird beispielsweise mittels eines Bonddrahtes realisiert, der von dem Halbleiterchip zu einem Bereich des ersten Anschlussträgerteils 1a, 1b geführt und an diesem elektrisch kontaktiert ist. Alternativ kann die Kontaktierung drahtfrei erfolgen, wenn es sich bei dem Halbleiterchip um einen Flip-Chip handelt. Ferner ist es möglich, dass eine Kontaktierung mittels wenigstens zwei Bonddrähten erfolgt. In diesem Fall kann es sich bei dem Halbleiterchip zum Beispiel um einen Saphir-Chip handeln, bei dem zwei Kontakte zur Drahtkontaktierung an einer Oberseite des Halbleiterchips angeordnet sind.An optoelectronic semiconductor chip (not shown) is arranged on the second
Bei dem herkömmlichen Halbleiterbauelement sind die Zwischenräume 4a, 4b zwischen dem zweiten Anschlussträgerteil 2 und den zwei Bereichen 1a, 1b des ersten Anschlussträgerteils geradlinig ausgeführt. Dabei hat sich herausgestellt, dass das Bauelement insgesamt schlechte mechanische Eigenschaften aufgrund hoher Bruchempfindlichkeit aufweist. Insgesamt ist es möglich, dass Bauelemente mit derart ausgebildeten geradlinigen Zwischenräumen nicht zuverlässig den Belastungen durch Temperatur und UV-Bestrahlung wie auch den mechanischen Belastungen während der Fertigung und dem späteren Handling der Bauelemente standhalten können.In the conventional semiconductor component, the
Um die Robustheit derartiger herkömmlicher Bauelemente zu verbessern, können designtechnische Maßnahmen umgesetzt werden, um trotz ungünstiger Voraussetzungen seitens des Gehäusematerials aus beispielsweise Silikon, UV- und hoch Temperatur-stabile sowie mechanisch ausreichend stabile Bauelemente herzustellen. Derartig verbesserte Bauelemente sind in Verbindung mit den Ausführungsbeispielen der
In
Die Anschlussträgerteile 1a, 1b, 2 sind in einem Gehäusekörper 3 eingebracht. Insbesondere ist der Gehäusekörper 3 aus einem Gehäusematerial gebildet, das Silikon und/oder Epoxid und/oder Silikon-Epoxid-Hybridmaterial enthält. Vorzugsweise enthält das Gehäusematerial Silikonpressmasse, wobei die Anschlussträgerteile 1a, 1b, 2 in dem Gehäusekörper 3 eingepresst sind. Ferner kann das Gehäusematerial bis zu 92 % Gewichtsanteil Füllstoff, zum Beispiel mineralische Partikel, enthalten, die zum Beispiel zur Einstellung eines bestimmten thermischen Ausdehnungskoeffizienten geeignet sind.The
Auf dem zweiten Anschlussträgerteil 2 ist ein Halbleiterchip aufgebracht (nicht dargestellt) und mit dem zweiten Anschlussträgerteil elektrisch und mechanisch verbunden. Zur weiteren elektrischen Kontaktierung ist beispielsweise ein Bond-Draht ausgebildet, der von dem Halbleiterchip zu einem Bereich des ersten Anschlussträgerteils 1a, 1b geführt ist. Vorzugsweise ist der Halbleiterchip in einer Kavität des Gehäusekörpers angeordnet.A semiconductor chip (not illustrated) is applied to the second
Um die Robustheit des Halbleiterbauelements zu erhöhen, sind an dem zweiten Anschlussträgerteil 2 zwei Verstärkungsarme 8a, 8b ausgebildet. Die Verstärkungsarme 8a, 8b sind quer, insbesondere senkrecht, zu den Zwischenräumen 4a, 4b angeordnet, die das zweite Anschlussträgerteil 2 von den Bereichen 1a, 1b des ersten Anschlussträgerteils trennen. Durch die zwei Verstärkungsarme 8a, 8b sind die Zwischenräume 4a, 4b in Draufsicht auf das Bauelement jeweils krummlinig, insbesondere jeweils L-förmig ausgebildet. Durch das Ausbilden der zwei Verstärkungsarme 8a, 8b umschließt das zweite Anschlussträgerteil 2 die Bereiche 1a, 1b des ersten Anschlussträgerteils zumindest bereichsweise. Insbesondere sind die Verstärkungsarme 8a, 8b seitlich beabstandet zu dem jeweiligen Bereich 1a, 1b des ersten Anschlussträgerteils ausgebildet. Vorzugsweise weisen die zwei Verstärkungsarme 8a, 8b die volle Stärke des ersten und zweiten Anschlussträgerteils 1a, 1b, 2 auf. Das bedeutet, dass die zwei Verstärkungsarme 8a, 8b nicht halb geätzte Bereiche des zweiten Anschlussträgerteils 2 sind.In order to increase the robustness of the semiconductor component, two
Um ein so genanntes Chipping beim Vereinzeln des Bauelements aus einem Verbund mit beispielsweise Sägen zu verhindern, reichen das erste und zweite Anschlussträgerteil 1a, 1b, 2 nicht bis zur Außenwand des Gehäusekörpers 3. Insbesondere sind die Bereiche 1a, 1b des ersten Anschlussträgerteils und das zweite Anschlussträgerteil 2 zu jeder Außenwand des Gehäusekörpers 3 beabstandet. Dadurch kann mit Vorteil die Robustheit des Bauelements weiter erhöht werden.In order to prevent so-called chipping when separating the component from a composite with saws, for example, the first and second
In den Zwischenräumen 4a, 4b zwischen den Anschlussträgerteilen 1a, 1b, 2 ist vorzugsweise Gehäusematerial angeordnet. Das bedeutet, dass zwischen den Anschlussträgerteilen 1a, 1b, 2 Silikon-Pressmasse angeordnet ist. Dadurch kann mit Vorteil die Robustheit des Bauelements weiter erhöht werden.Housing material is preferably arranged in the
In
Die Anschlussträgerteile 1a, 1b, 2 sind in einem Gehäusekörper 3 aus Gehäusematerial, das vorzugsweise Pressmasse umfasst, angeordnet. Die Pressmasse kann eines der folgenden Materialien enthalten oder aus einem der folgenden Materialien bestehen: Silikon, Epoxid, Silikon-Epoxid-Hybridmaterial. Der Halbleiterchip 5 ist in einer Kavität 7 des Gehäusekörpers 3 angeordnet. In dem Gehäusekörper 3 auf dem zweiten Anschlussträgerteil 2, insbesondere auf einem der Verstärkungsarme 8a, ist ein ESD-Chip oder ein ASIC 9 angeordnet. Der ESD-Chip oder ASIC 9 ist dabei vollständig von dem Gehäusematerial umschlossen, und damit von außen nicht sichtbar. Dies ermöglicht bei gleichzeitiger Anforderung nach zentrischer Chipanordnung ein kleineres, günstigeres Bauteil.The
Im Übrigen stimmt das Ausführungsbeispiel der
In
In dem Zwischenraum 4 ist wiederum Gehäusematerial 3 angeordnet. Durch die zwei Verstärkungsarme 8a, 8b ist der Zwischenraum in Draufsicht krummlinig ausgebildet.
Insbesondere ist der Zwischenraum 4 C-förmig ausgebildet. In diese C-Form reicht das erste Anschlussträgerteil 1 hinein.In particular, the
Die Verstärkungsarme 8a, 8b weisen vorzugsweise die volle Stärke des ersten und zweiten Anschlussträgerteils auf.The
Der Halbleiterchip (nicht dargestellt) ist auf dem zweiten Anschlussträgerteil 2 elektrisch und mechanisch befestigt, wobei zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterchips ein Bond-Draht von dem Halbleiterchip zum ersten Anschlussträgerteil 1 geführt ist. Vorzugsweise ist der Halbleiterchip in einer Kavität des Gehäusekörpers 3 angeordnet.The semiconductor chip (not shown) is electrically and mechanically attached to the second
In
In
Die Anschlussträgerteile 1, 2 sind vorzugsweise zu Außenwänden des Bauelements, insbesondere des Gehäusekörpers 3 beabstandet. Dadurch kann die Robustheit des Bauelements weiter erhöht werden. Insbesondere beim Vereinzeln des Bauelements aus einem Verbund kann so die Gefahr eines Brechens während des Sägeprozesses reduziert werden.The
Im Übrigen stimmen die Ausführungsbeispiele der
In
Das Bauelement der
Im Übrigen stimmt das Beispiel der
In
Im Übrigen stimmt das Beispiel der
In dem Beispiel der
Im Übrigen stimmt das Beispiel der
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6066861A (en) | 1996-09-20 | 2000-05-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Wavelength-converting casting composition and its use |
| DE102006032416A1 (en) | 2005-09-29 | 2007-04-05 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Radiation-emitting component |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6066861A (en) | 1996-09-20 | 2000-05-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Wavelength-converting casting composition and its use |
| DE102006032416A1 (en) | 2005-09-29 | 2007-04-05 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Radiation-emitting component |
| US20080151557A1 (en) | 2006-12-22 | 2008-06-26 | Lighthouse Technology Co., Ltd. | Light emission diode |
| US20090224271A1 (en) | 2007-03-30 | 2009-09-10 | Seoul Semiconductor Co., Ltd. | Led package |
| US20110127569A1 (en) | 2008-07-23 | 2011-06-02 | Rohm Co., Ltd. | Led module |
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