DE102022111033A1

DE102022111033A1 - OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR COMPONENT

Info

Publication number: DE102022111033A1
Application number: DE102022111033.8A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Pielnhofer; Kurt-Juergen LANG
Original assignee: Ams Osram International GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2022-05-04
Filing date: 2022-05-04
Publication date: 2023-11-09
Also published as: WO2023213481A1

Abstract

Es wird ein optoelektronisches Halbleiterbauelement (1) angegeben. Das optoelektronische Halbleiterbauelement (1) umfasst einen Halbleiterkörper (10), der zur Emission von elektromagnetischer Strahlung in eine Hauptemissionsrichtung (E) vorgesehenen ist, einen elektrisch isolierenden Montagekörper (20) und eine erste und eine zweite Kontaktstruktur (31, 32) auf einer Vorderseite (20A) des Montagekörpers (20). Die Kontaktstrukturen (31, 32) umfassen jeweils ein Kontaktelement (310, 320) an einer Montageseite (20M) des Montagekörpers (20A) und einen Kontaktpfad (312, 322). Ein Verjüngungsbereich (311, 321) ist zwischen dem Kontaktelement (310, 320) und dem Kontaktpfad (312, 322) angeordnet. Die Hauptemissionsrichtung (E) des Halbleiterkörpers (10) ist quer zur Vorderseite (20A) und parallel zur Montageseite (20M) des Montagekörpers (20) ausgerichtet. Eine laterale Ausdehnung des Verjüngungsbereichs (311, 321) ist gegenüber einer lateralen Ausdehnung des Kontaktelements (310, 320) verringert.An optoelectronic semiconductor component (1) is specified. The optoelectronic semiconductor component (1) comprises a semiconductor body (10), which is intended for emitting electromagnetic radiation in a main emission direction (E), an electrically insulating mounting body (20) and a first and a second contact structure (31, 32) on a front side (20A) of the mounting body (20). The contact structures (31, 32) each comprise a contact element (310, 320) on a mounting side (20M) of the mounting body (20A) and a contact path (312, 322). A taper region (311, 321) is arranged between the contact element (310, 320) and the contact path (312, 322). The main emission direction (E) of the semiconductor body (10) is aligned transversely to the front side (20A) and parallel to the mounting side (20M) of the mounting body (20). A lateral extent of the taper region (311, 321) is reduced compared to a lateral extent of the contact element (310, 320).

Description

Es wird ein optoelektronisches Halbleiterbauelement angegeben. Das optoelektronische Halbleiterbauelement ist insbesondere zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung, beispielsweise von für das menschliche Auge wahrnehmbarem Licht, eingerichtet.An optoelectronic semiconductor component is specified. The optoelectronic semiconductor component is designed in particular to generate electromagnetic radiation, for example light that can be perceived by the human eye.

Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein optoelektronisches Halbleiterbauelement anzugeben, das eine besonders zuverlässige Montage ermöglicht.One task to be solved is to provide an optoelectronic semiconductor component that enables particularly reliable assembly.

Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Vorrichtung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und gehen weiterhin aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren hervor.This task is solved by the device according to the independent patent claim. Advantageous embodiments and further developments of the device are the subject of the dependent patent claims and can also be seen from the following description and the figures.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Halbleiterbauelement einen Halbleiterkörper, der zur Emission von elektromagnetischer Strahlung in eine Hauptemissionsrichtung vorgesehenen ist. Insbesondere umfasst der Halbleiterkörper einen zur Emission von elektromagnetischer Strahlung eingerichteten aktiven Bereich. Bevorzugt ist der Halbleiterkörper zur Emission einer elektromagnetischen Strahlung mit einer Hauptwellenlänge im sichtbaren und nicht-sichtbaren Bereich eingerichtet. Der aktive Bereich weist beispielsweise einen pn-Übergang, eine Doppelheterostruktur, eine Einfachquantentopfstruktur (SQW, single quantum well) oder eine Mehrfachquantentopfstruktur (MQW, multi quantum well) zur Strahlungserzeugung auf. Bei dem Halbleiterkörper handelt es sich beispielsweise um eine Lumineszenzdiode, insbesondere eine Leucht- oder Laserdiode. Der Halbleiterkörper ist beispielsweise mit einem Verbindungsmaterial, insbesondere einem Silberleitkleber, auf dem Montagekörper angeordnet.According to at least one embodiment, the optoelectronic semiconductor component comprises a semiconductor body which is intended for emitting electromagnetic radiation in a main emission direction. In particular, the semiconductor body comprises an active region designed to emit electromagnetic radiation. The semiconductor body is preferably set up to emit electromagnetic radiation with a main wavelength in the visible and non-visible range. The active region has, for example, 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 semiconductor body is, for example, a luminescent diode, in particular a light-emitting or laser diode. The semiconductor body is arranged on the mounting body, for example, with a connecting material, in particular a conductive silver adhesive.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Halbleiterbauelement einen elektrisch isolierenden Montagekörper. Der Montagekörper ist bevorzugt mechanisch selbsttragend ausgebildet. Beispielsweise ist der Montagekörper mit einem Leiterplattenmaterial gebildet.According to at least one embodiment, the optoelectronic semiconductor component comprises an electrically insulating mounting body. The mounting body is preferably designed to be mechanically self-supporting. For example, the mounting body is formed with a circuit board material.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Halbleiterbauelement eine erste und eine zweite Kontaktstruktur auf einer Vorderseite des Montagekörpers. Die Vorderseite des Montagekörpers ist bevorzugt parallel zu einer Haupterstreckungsebene des Montagekörpers ausgerichtet. Die erste und zweite Kontaktstruktur sind insbesondere mit einem elektrisch leitfähigen Material gebildet. Bevorzugt liegt die erste Kontaktstruktur auf einem anderen elektrischen Potential als die zweite Kontaktstruktur. Beispielsweise ist eine Anode des Halbleiterkörpers über die erste Kontaktstruktur elektrisch kontaktiert und eine Kathode des Halbleiterkörpers ist über die zweite Kontaktstruktur elektrisch kontaktiert.According to at least one embodiment, the optoelectronic semiconductor component comprises a first and a second contact structure on a front side of the mounting body. The front side of the mounting body is preferably aligned parallel to a main extension plane of the mounting body. The first and second contact structures are formed in particular with an electrically conductive material. The first contact structure is preferably at a different electrical potential than the second contact structure. For example, an anode of the semiconductor body is electrically contacted via the first contact structure and a cathode of the semiconductor body is electrically contacted via the second contact structure.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements umfassen die Kontaktstrukturen jeweils ein Kontaktelement an einer Montageseite des Montagekörpers und einen Kontaktpfad. Die Montageseite des Montagekörpers ist insbesondere quer zur Vorderseite ausgerichtet. Bevorzugt ist die Montageseite für eine nachfolgende Montage des Halbleiterbauelements an einem Träger vorgesehen. Das Kontaktelement erstreckt sich beispielsweise ausgehend von der Montageseite entlang der Vorderseite des Montagekörpers. Der Kontaktpfad erstreckt sich insbesondere auf der Vorderseite des Montagekörpers. Beispielsweise stellt der Kontaktpfad eine elektrische Verbindung zwischen dem Kontaktelement und dem Halbleiterkörper her.According to at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor component, the contact structures each include a contact element on a mounting side of the mounting body and a contact path. The mounting side of the mounting body is oriented in particular transversely to the front. The mounting side is preferably provided for subsequent mounting of the semiconductor component on a carrier. The contact element extends, for example, starting from the mounting side along the front of the mounting body. The contact path extends in particular on the front of the mounting body. For example, the contact path establishes an electrical connection between the contact element and the semiconductor body.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist ein Verjüngungsbereich zwischen dem Kontaktelement und dem Kontaktpfad angeordnet. Der Verjüngungsbereich bildet insbesondere den Übergang zwischen dem Kontaktelement und dem Kontaktpfad. Mit anderen Worten, der Verjüngungsbereich ist der Bereich, in dem der Kontaktpfad an das Kontaktelement angrenzt.According to at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor component, a taper region is arranged between the contact element and the contact path. The taper area in particular forms the transition between the contact element and the contact path. In other words, the taper area is the area where the contact path adjoins the contact element.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist die Hauptemissionsrichtung des Halbleiterkörpers quer zur Vorderseite und parallel zur Montageseite des Montagekörpers ausgerichtet. Bevorzugt verläuft die Hauptemissionsrichtung senkrecht zur Vorderseite. Insbesondere ist der Halbleiterkörper auf der Vorderseite des Montagekörpers angeordnet. Beispielsweise bildet das optoelektronische Halbleiterbauelement ein sogenanntes Side-Looker-Bauelement.According to at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor component, the main emission direction of the semiconductor body is oriented transversely to the front side and parallel to the mounting side of the mounting body. The main emission direction preferably runs perpendicular to the front side. In particular, the semiconductor body is arranged on the front of the mounting body. For example, the optoelectronic semiconductor component forms a so-called side-looker component.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist eine laterale Ausdehnung des Verjüngungsbereichs gegenüber einer lateralen Ausdehnung des Kontaktelements verringert. Mit anderen Worten, die erste Kontaktstruktur und die zweite Kontaktstruktur weisen jeweils eine Verjüngung an einem Verjüngungsbereich auf. Die laterale Ausdehnung des Kontaktelements entspricht insbesondere einer mittleren lateralen Ausdehnung parallel zur Montageseite des Montagekörpers. Die laterale Ausdehnung des Verjüngungsbereichs entspricht beispielsweise einer mittleren lateralen Ausdehnung parallel zur Montageseite des Montagekörpers. Durch eine geringe laterale Ausdehnung des Verjüngungsbereichs kann eine Benetzung des Kontaktpfades mit einem Lotmaterial vorteilhaft vermindert oder unterbunden werden.According to at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor component, a lateral extent of the taper region is reduced compared to a lateral extent of the contact element. In other words, the first contact structure and the second contact structure each have a taper at a taper region. The lateral extent of the contact element corresponds in particular to a mean lateral extent parallel to the mounting side of the mounting body. The lateral extent of the taper area corresponds, for example, to a mean lateral extent parallel to the Monta side of the mounting body. Due to a small lateral extent of the taper area, wetting of the contact path with a solder material can advantageously be reduced or prevented.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Halbleiterbauelement

- einen Halbleiterkörper, der zur Emission von elektromagnetischer Strahlung in eine Hauptemissionsrichtung vorgesehenen ist,
- einen elektrisch isolierenden Montagekörper,
- eine erste und eine zweite Kontaktstruktur auf einer Vorderseite des Montagekörpers, wobei
- die Kontaktstrukturen jeweils ein Kontaktelement an einer Montageseite des Montagekörpers und einen Kontaktpfad umfassen,
- ein Verjüngungsbereich zwischen dem Kontaktelement und dem Kontaktpfad angeordnet ist,
- die Hauptemissionsrichtung des Halbleiterkörpers quer zur Vorderseite und parallel zur Montageseite des Montagekörpers ausgerichtet ist, und
- eine laterale Ausdehnung des Verjüngungsbereichs gegenüber einer lateralen Ausdehnung des Kontaktelements verringert ist.

According to at least one embodiment, the optoelectronic semiconductor component comprises

- a semiconductor body which is intended for emitting electromagnetic radiation in a main emission direction,
- an electrically insulating mounting body,
- a first and a second contact structure on a front side of the mounting body, wherein
- the contact structures each comprise a contact element on a mounting side of the mounting body and a contact path,
- a taper area is arranged between the contact element and the contact path,
- the main emission direction of the semiconductor body is aligned transversely to the front and parallel to the mounting side of the mounting body, and
- A lateral extent of the taper area is reduced compared to a lateral extent of the contact element.

Einem hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterlaserbauelement liegen unter anderem die folgenden Überlegungen zugrunde: Bei einer Montage eines optoelektronischen Halbleiterbauelements auf einem Träger, insbesondere einer Leiterplatte (englisch: Printed Circuit Board), kommt beispielsweise ein Reflow-Lotverfahren zum Einsatz. Dabei wird zunächst eine Lotpaste auf den Träger aufgetragen, die Kontaktpads auf dem Träger bedeckt. Anschließend wird das optoelektronische Halbleiterbauelement selbst in die klebrige Lotpaste gedrückt. In einem Ofen wird das optoelektronische Halbleiterbauelement gleichmäßig auf bis zu 260 °C erhitzt, was zum Schmelzen der Lotpaste und der Benetzung der Metalloberfläche sowohl der Kontaktpads auf dem Träger als auch der Kontaktelemente des Halbleiterbauelements führt. Für eine einwandfreie Verbindung ist eine bestimmte Dicke der Lötstelle vorteilhaft. Auf dem Träger wird die laterale Benetzung durch das Lotmaterial beispielsweise durch Lötstoppstrukturen verhindert. Bei herkömmlichen optoelektronischen Halbleiterbauelementen, insbesondere bei Side-Looker-Bauelementen, sind solche Lötstoppstrukturen bislang nicht bekannt. Das kann zu einer unkontrollierten Lötstellendicke führen, was Zuverlässigkeitsprobleme aufgrund einer verminderten thermischen Verbindung oder einer verminderten mechanischen Haftung des optoelektronischen Halbleiterbauelements auf dem Träger verursachen kann. Darüber hinaus kann eine übermäßige Benetzung der Kontaktelemente des optoelektronischen Halbleiterbauelements zu einem unerwünschten Kriechen des Lotmaterials zwischen andere Schnittstellen führen und so weitere Schäden bei der Montage hervorrufen.An optoelectronic semiconductor laser component described here is based, among other things, on the following considerations: When mounting an optoelectronic semiconductor component on a carrier, in particular a printed circuit board, a reflow soldering process is used, for example. First, a solder paste is applied to the carrier, which covers the contact pads on the carrier. The optoelectronic semiconductor component itself is then pressed into the sticky solder paste. In an oven, the optoelectronic semiconductor component is heated uniformly to up to 260 ° C, which leads to the melting of the solder paste and the wetting of the metal surface of both the contact pads on the carrier and the contact elements of the semiconductor component. A certain thickness of the solder joint is advantageous for a perfect connection. On the carrier, lateral wetting by the solder material is prevented, for example by solder stop structures. Such solder stop structures are not yet known in conventional optoelectronic semiconductor components, in particular in side-looker components. This can result in uncontrolled solder joint thickness, which can cause reliability problems due to reduced thermal bonding or reduced mechanical adhesion of the optoelectronic semiconductor device to the carrier. In addition, excessive wetting of the contact elements of the optoelectronic semiconductor component can lead to undesirable creep of the solder material between other interfaces and thus cause further damage during assembly.

Das hier beschriebene optoelektronische Halbleiterlaserbauelement macht unter anderem von der Idee Gebrauch, einen Verjüngungsbereich in die Metalloberfläche des Kontaktelements einzubringen. Der Verjüngungsbereich bewirkt insbesondere, dass der Benetzungsprozess durch die Oberflächenspannung des Lotmaterials vermindert oder gestoppt wird. Dadurch wird das Volumen des Lotmaterials beispielsweise in einem unteren Drittel des Kontaktelements begrenzt, was zu einem konstanten Volumen an der Lötstelle führen kann. Der Verjüngungsbereich in der Metalloberfläche des Kontaktelements führt insbesondere zu einer Volumenkontrolle des Lotmaterials an der Lötstelle, was eine Selbstausrichtung des optoelektronischen Halbleiterbauelements begünstigt und mögliche Fehlausrichtungen bei der Bestückung auf einem Träger durch eine Selbstjustage korrigieren kann. Ferner kann dadurch verhindert werden, dass geschmolzenes Lotmaterial zwischen angrenzende Elemente kriecht. Zudem kann durch die Kontrolle der Lötstellendicke eine ausreichende mechanische Haftung des optoelektronischen Halbleiterbauelements auf einem Träger sichergestellt werden.The optoelectronic semiconductor laser component described here makes use, among other things, of the idea of introducing a taper region into the metal surface of the contact element. In particular, the taper area causes the wetting process to be reduced or stopped by the surface tension of the solder material. This limits the volume of the solder material, for example in a lower third of the contact element, which can lead to a constant volume at the solder point. The tapered area in the metal surface of the contact element leads in particular to a volume control of the solder material at the soldering point, which promotes self-alignment of the optoelectronic semiconductor component and can correct possible misalignments when equipping on a carrier through self-adjustment. Furthermore, this can prevent molten solder material from creeping between adjacent elements. In addition, by controlling the solder joint thickness, sufficient mechanical adhesion of the optoelectronic semiconductor component to a carrier can be ensured.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements entspricht eine laterale Ausdehnung des Verjüngungsbereichs höchstens einer Hälfte einer lateralen Ausdehnung des Kontaktelements. Die laterale Ausdehnung des Kontaktelements entspricht insbesondere einer mittleren lateralen Ausdehnung parallel zur Montageseite des Montagekörpers. Die laterale Ausdehnung des Verjüngungsbereichs entspricht beispielsweise einer mittleren lateralen Ausdehnung parallel zur Montageseite des Montagekörpers. Mit anderen Worten, der Verjüngungsbereich weist höchstens die Hälfte der lateralen Ausdehnung des Kontaktelements auf. Die lateralen Ausdehnungen des Kontaktelements und des Verjüngungsbereichs werden dabei insbesondere parallel zueinander gemessen.According to at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor component, a lateral extent of the taper region corresponds to at most one half of a lateral extent of the contact element. The lateral extent of the contact element corresponds in particular to a mean lateral extent parallel to the mounting side of the mounting body. The lateral extent of the taper region corresponds, for example, to a mean lateral extent parallel to the mounting side of the mounting body. In other words, the taper area has at most half of the lateral extent of the contact element. The lateral dimensions of the contact element and the taper area are measured in particular parallel to one another.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements entspricht eine Breite des Kontaktpfads einer lateralen Ausdehnung des Verjüngungsbereichs. Die Breite des Kontaktpfads entspricht insbesondere einer lateralen Ausdehnung quer zur Haupterstreckungsrichtung des Kontaktpfads. Vorteilhaft kann so eine Herstellung des Kontaktpfades vereinfacht werden.According to at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor component, a width of the contact path corresponds to a lateral extent of the taper region. The width of the contact path corresponds in particular to a lateral extent transverse to the main direction of extension of the contact path. In this way, production of the contact path can advantageously be simplified.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements vermindert oder unterbindet der Verjüngungsbereich eine Ausbreitung eines Lotmaterials in einer Richtung weg von dem Kontaktelement. Der Verjüngungsbereich ist derart ausgestaltet, dass eine Ausbreitung eines Lotmaterials bei einem Lötvorgang erschwert oder unterbunden wird. Dies geschieht beispielsweise durch eine besonders geringe laterale Ausdehnung des Verjüngungsbereichs.According to at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor component, the taper region reduces or prevents a solder material from spreading in a direction away from the contact element. The taper area is designed in such a way that the spread of a solder material during a soldering process is made more difficult or prevented. This happens, for example, through a particularly small lateral extent of the taper area.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements entspricht eine Höhe des ersten und zweiten Kontaktelements höchstens einem Drittel einer Höhe des Montagekörpers. Eine Höhe gilt hier und im Folgenden als eine vertikale Erstreckung eines Elements. Die vertikale Richtung ist parallel zur Seitenfläche des Montagekörpers und quer zur Montagefläche des Seitenkörpers ausgerichtet. Die Höhe der ersten und zweiten Kontaktelemente wird insbesondere in einer Richtung parallel zur Höhe des Montagekörpers gemessen. Eine Beschränkung der Höhe der Kontaktelemente auf weniger als ein Drittel der Höhe des Montagekörpers bewirkt eine Begrenzung eines Lotmaterials in dem unteren Drittel des Montagekörpers. Vorteilhaft verbleibt so ausreichend viel Lotmaterial an der Lötstelle, dass eine Selbstausrichtung des optoelektronischen Halbleiterbauelements begünstigt ist.According to at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor component, a height of the first and second contact elements corresponds to at most one third of a height of the mounting body. A height is considered here and below to be a vertical extent of an element. The vertical direction is aligned parallel to the side surface of the mounting body and transverse to the mounting surface of the side body. The height of the first and second contact elements is measured in particular in a direction parallel to the height of the mounting body. Restricting the height of the contact elements to less than a third of the height of the mounting body causes a limitation of solder material in the lower third of the mounting body. Advantageously, a sufficient amount of solder material remains at the soldering point to promote self-alignment of the optoelectronic semiconductor component.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist der Verjüngungsbereich derart geformt, dass sich das Lotmaterial nur höchstens 100 pm über das Kontaktelement hinaus erstreckt. Ein besonders dünner Verjüngungsbereich kann eine Ausbreitung des Lotmaterials vorteilhaft auf einen Bereich von höchstens 100 pm über das Kontaktelement hinaus begrenzen. So ist eine besonders gute Kontrolle eines Lotvolumens möglich.According to at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor component, the taper region is shaped such that the solder material only extends a maximum of 100 μm beyond the contact element. A particularly thin taper area can advantageously limit the spread of the solder material to a maximum area of 100 μm beyond the contact element. This makes particularly good control of the solder volume possible.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements sind an der Montageseite des Montagekörpers im Bereich der Kontaktelemente Ausnehmungen ausgebildet. Die Ausnehmungen wirken insbesondere als Reservoirs für aufgeschmolzenes Lotmaterial. Beispielsweise sind die Ausnehmungen von außerhalb des optoelektronischen Halbleiterbauelements betrachtet konkav geformt.According to at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor component, recesses are formed on the mounting side of the mounting body in the area of the contact elements. The recesses act in particular as reservoirs for melted solder material. For example, the recesses are concavely shaped when viewed from outside the optoelectronic semiconductor component.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements umfasst zumindest eine Kontaktstruktur eine Polaritätsmarkierung. Die Polaritätsmarkierung gibt beispielsweise an, ob an der Kontaktstruktur die Anode oder die Kathode des Halbleiterkörpers angeschlossen ist. Dies ist hilfreich für eine korrekte Montage des optoelektronischen Halbleiterbauelements an einem Träger. Die Polaritätsmarkierung umfasst beispielsweise eine Verdickung des Kontaktpfades an einer Stelle.According to at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor component, at least one contact structure comprises a polarity marking. The polarity marking indicates, for example, whether the anode or the cathode of the semiconductor body is connected to the contact structure. This is helpful for correctly mounting the optoelectronic semiconductor component on a carrier. The polarity marking includes, for example, a thickening of the contact path at one point.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist dem Halbleiterkörper ein strahlungsdurchlässiges Optikelement nachgeordnet. Insbesondere ist das Optikelement auf der Vorderseite des Montagekörpers angeordnet. Beispielsweise ist das Optikelement mit einem Epoxid gebildet. Bevorzugt dient das Optikelement zur Formung der im Betrieb aus dem Halbleiterkörper austretenden elektromagnetischen Strahlung. Insbesondere umfasst das Optikelement eine Kollimationslinse.According to at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor component, a radiation-permeable optical element is arranged downstream of the semiconductor body. In particular, the optical element is arranged on the front of the mounting body. For example, the optical element is formed with an epoxy. The optical element preferably serves to shape the electromagnetic radiation emerging from the semiconductor body during operation. In particular, the optical element includes a collimation lens.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements weisen die Kontaktstrukturen jeweils eine mehrfach abgewinkelte Struktur an dem Verjüngungsbereich auf. Die mehrfach abgewinkelte Struktur umfasst zumindest zwei abgewinkelte Bereiche. Beispielsweise umfasst die abgewinkelte Struktur zwei abgewinkelte Bereiche, in denen der Kontaktpfad jeweils einen Knick von 90° aufweist. Durch die mehrfach abgewinkelte Struktur kann eine Benetzung des Kontaktpfades mit Lotmaterial vorteilhaft verringert werden.According to at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor component, the contact structures each have a multiply angled structure on the taper region. The multi-angled structure includes at least two angled areas. For example, the angled structure includes two angled areas in which the contact path each has a bend of 90°. Due to the multiple angled structure, wetting of the contact path with solder material can be advantageously reduced.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements weist die mehrfach abgewinkelte Struktur einen Graben mit einer Grabenbreite von mindestens 50 pm, bevorzugt von mindestens 100 pm und besonders bevorzugt von mindestens 200 pm auf. Insbesondere ist der Graben zwischen dem Kontaktpfad und dem Kontaktelement angeordnet. Der Graben verhindert vorteilhaft eine Benetzung des Kontaktpfades mit Lotmaterial.According to at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor component, the multiply angled structure has a trench with a trench width of at least 50 pm, preferably at least 100 pm and particularly preferably at least 200 pm. In particular, the trench is arranged between the contact path and the contact element. The trench advantageously prevents the contact path from being wetted with solder material.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist der Montagekörper mit einem Polymerverbundmaterial gebildet. Beispielsweise ist der Montagekörper mit einem Material aus der folgenden Gruppe gebildet: Epoxy-Glasharzlaminat, BT-Material, CEM-Material. BT-Material bezeichnet insbesondere ein halogenfreies Hochtemperaturmaterial mit den Hauptbestandteilen Bismaleimid und Triazinharz. CEM-Material ist bevorzugt ein Basismaterial für Leiterplatten auf Hartpapierbasis. CEM-Material hat beispielsweise einen Kern aus epoxydharzimprägniertem Papier mit je einer Außenlage Glasgewebe. Insbesondere ist das Polymerverbundmaterial ein FR4-Material. FR4-Material bezeichnet eine Klasse von schwer entflammbaren und flammenhemmenden Verbundwerkstoffen. Bevorzugt ist FR4-Material mit Epoxidharz und Glasfasergewebe gebildet. FR4-Material weist eine hohe mechanische Stabilität auf und ist besonders einfach verfügbar.According to at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor component, the mounting body is formed with a polymer composite material. For example, the mounting body is formed with a material from the following group: epoxy glass resin laminate, BT material, CEM material. BT material refers in particular to a halogen-free high-temperature material with the main components bismaleimide and triazine resin. CEM material is preferably a base material for hard paper-based circuit boards. CEM material, for example, has a core made of epoxy resin-impregnated paper with an outer layer of glass fabric. In particular, the polymer composite material is an FR4 material. FR4 material refers to a class of flame-retardant and flame-retardant composite materials. FR4 material is preferably formed with epoxy resin and fiberglass fabric. FR4 material has high mechanical stability and is particularly easily available.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements sind die Kontaktstrukturen mit Cu gebildet. Kupfer weist eine hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit auf. Vorteilhaft kann Kupfer besonders einfach strukturiert werden.According to at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor component, the contact structures are formed with Cu. Copper has high electrical and thermal conductivity. Copper can advantageously be structured particularly easily.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements umfassen die Kontaktstrukturen eine Beschichtung mit zumindest einem Material ausgewählt aus folgender Gruppe: Ni, Pd, Au, NiAu, NiAg, NiSn. Eine Beschichtung mit zumindest einem Material ausgewählt aus der Gruppe: Ni, Pd, Au, NiAu, NiAg, NiSn vermeidet insbesondere eine unerwünschte Oxidation einer mit Kupfer gebildeten Kontaktstruktur.According to at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor component, the contact structures comprise a coating with at least one material selected from the following group: Ni, Pd, Au, NiAu, NiAg, NiSn. A coating with at least one material selected from the group: Ni, Pd, Au, NiAu, NiAg, NiSn in particular avoids undesirable oxidation of a contact structure formed with copper.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements sind Kontaktstrukturen analog zur Vorderseite auch auf einer der Vorderseite gegenüberliegenden Rückseite des Montagekörpers angeordnet. Insbesondere sind die Kontaktstrukturen auf der Rückseite mit den identischen Abmessungen zu den Kontaktstrukturen auf der Vorderseite ausgeführt. Dies ermöglicht eine besonders gleichmäßige Benetzung mit Lotmaterial auf der Vorderseite und der Rückseite. Eine Selbstjustage des optoelektronischen Halbleiterbauelements bei seiner Montage ist dadurch vorteilhaft erleichtert. Weiter ist durch die Kontaktstrukturen auf der Rückseite auch eine Stromtragfähigkeit vorteilhaft erhöht.According to at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor component, contact structures are also arranged on a rear side of the mounting body opposite the front side, analogous to the front side. In particular, the contact structures on the back are designed with identical dimensions to the contact structures on the front. This enables particularly even wetting with solder material on the front and back. Self-adjustment of the optoelectronic semiconductor component during its assembly is thereby advantageously facilitated. Furthermore, the contact structures on the back also advantageously increase the current carrying capacity.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements verlaufen Kontaktstreifen an einer Seitenfläche des Montagekörpers, wobei die Kontaktstreifen die ersten und zweiten Kontaktstrukturen von der Vorderseite mit den ersten und zweiten Kontaktstrukturen auf der Rückseite elektrisch leitend verbinden. Die Seitenfläche verbindet die Vorderseite mit der Rückseite des Montagekörpers und ist bevorzugt quer zur Vorderseite und der Montageseite ausgerichtet. Die Kontaktstreifen sind bevorzugt mit dem gleichen Material gebildet wie die Kontaktstrukturen. Insbesondere bedecken Kontaktstreifen auch einen Bereich der Montageseite des Montagekörpers. Die Kontaktelemente von Kontaktstrukturen der Vorderseite sind beispielsweise über Kontaktstreifen mit Kontaktelementen von Kontaktstrukturen auf der Rückseite elektrisch leitend verbunden. Bevorzugt bedecken Kontaktstreifen die Ausnehmungen zumindest teilweise.According to at least one embodiment of the optoelectronic semiconductor component, contact strips run on a side surface of the mounting body, the contact strips electrically conductively connecting the first and second contact structures from the front to the first and second contact structures on the back. The side surface connects the front with the back of the mounting body and is preferably aligned transversely to the front and the mounting side. The contact strips are preferably formed with the same material as the contact structures. In particular, contact strips also cover an area of the mounting side of the mounting body. The contact elements of contact structures on the front are electrically conductively connected to contact elements of contact structures on the back, for example via contact strips. Contact strips preferably at least partially cover the recesses.

Ein hier beschriebenes optoelektronisches Halbleiterbauelement eignet sich insbesondere zum Einsatz als Lichtquelle in verschiedenen Anwendungsbereichen, beispielsweise für Raucherkennung, Gesichtserkennung, Gestensteuerung, Fahrerüberwachung oder als Beleuchtung für Videoüberwachungsanlagen.An optoelectronic semiconductor component described here is particularly suitable for use as a light source in various areas of application, for example for smoke detection, facial recognition, gesture control, driver monitoring or as lighting for video surveillance systems.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des optoelektronischen Halbleiterbauelements ergeben sich aus den folgenden, im Zusammenhang mit den in den Figuren dargestellten, Ausführungsbeispielen.Further advantages and advantageous refinements and developments of the optoelectronic semiconductor component result from the following exemplary embodiments in connection with the exemplary embodiments shown in the figures.

Es zeigen:

1 eine schematische Explosionsdarstellung eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauelements gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
2A und 2B perspektivische schematische Ansichten des hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauelements gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
3A und 3B perspektivische Ansichten des hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauelements gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel nach einer Montage,
4A und 4B Draufsichten des hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauelements gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel vor und nach einer Montage,
5 eine schematische Ansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauelements gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, und
6 eine schematische Ansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauelements gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.

Show it:

1 a schematic exploded view of an optoelectronic semiconductor component described here according to a first exemplary embodiment,
2A and 2 B perspective schematic views of the optoelectronic semiconductor component described here according to the first exemplary embodiment,
3A and 3B perspective views of the optoelectronic semiconductor component described here according to the first exemplary embodiment after assembly,
4A and 4B Top views of the optoelectronic semiconductor component described here according to the first exemplary embodiment before and after assembly,
5 a schematic view of an optoelectronic semiconductor component described here according to a second exemplary embodiment, and
6 a schematic view of an optoelectronic semiconductor component described here according to a third exemplary embodiment.

Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.Identical, similar or identically acting elements are provided with the same reference numerals in the figures. The figures and the size relationships between the elements shown in the figures should not be considered to scale. Rather, individual elements can be shown exaggeratedly large for better display and/or for better comprehensibility.

1 zeigt eine schematische Explosionsdarstellung eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauelements 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Das optoelektronische Halbleiterbauelement 1 umfasst einen Halbleiterkörper 10, einen elektrisch isolierenden Montagekörper 20 und ein Optikelement 60. 1 shows a schematic exploded view of an optoelectronic semiconductor component 1 described here according to a first exemplary embodiment. The optoelectronic semiconductor component 1 comprises a semiconductor body 10, an electrically insulating mounting body 20 and an optical element 60.

Der Halbleiterkörper 10 ist zur Emission von elektromagnetischer Strahlung in eine Hauptemissionsrichtung E vorgesehen. Der Halbleiterkörper 10 ist über ein Verbindungsmaterial 11 auf einer Vorderseite 20A des Montagekörpers 20 angeordnet. Das Verbindungsmaterial 11 ist bevorzugt elektrisch leitfähig. Insbesondere umfasst das Verbindungsmaterial 11 einen Silberleitkleber.The semiconductor body 10 is intended for emitting electromagnetic radiation in a main emission direction E. The semiconductor body 10 is arranged on a front side 20A of the mounting body 20 via a connecting material 11. The connecting material 11 is preferably electrically conductive. In particular, the connecting material 11 comprises a conductive silver adhesive.

Der Montagekörper 20 ist mit FR4-Material gebildet. Auf einer Vorderseite 20A und einer der Vorderseite 20A gegenüberliegenden Rückseite 20B des Montagekörpers 20 sind jeweils eine erste Kontaktstruktur 31 und eine zweite Kontaktstruktur 32 angeordnet. Eine Montageseite 20M verbindet die Vorderseite 20A mit der Rückseite 20B des Montagekörpers 20. An der Montageseite 20M umfasst der Montagekörper 20 Ausnehmungen 40. Die Ausnehmungen 40 sind auf der Montageseite 20M angrenzend zu Seitenflächen 20C des Montagekörpers 20 angeordnet. Die Seitenflächen 20C verbinden die Vorderseite 20A mit der Rückseite 20B des Montagekörpers 20 und sind quer zur Vorderseite 20A und der Montageseite 20M ausgerichtet. Die Ausnehmungen 40 sind somit im Bereich der Kontaktelemente 310, 320 ausgebildet. Die Ausnehmungen 40 wirken insbesondere als Reservoirs für aufgeschmolzenes Lotmaterial 9. Die Ausnehmungen 40 sind von außerhalb des optoelektronischen Halbleiterbauelements 1 betrachtet konkav geformt.The mounting body 20 is formed with FR4 material. A first contact structure 31 and a second contact structure 32 are arranged on a front side 20A and a back side 20B of the mounting body 20 opposite the front side 20A. A mounting side 20M connects the front 20A with the back 20B of the mounting body 20. On the mounting side 20M, the mounting body 20 includes recesses 40. The recesses 40 are arranged on the mounting side 20M adjacent to side surfaces 20C of the mounting body 20. The side surfaces 20C connect the front 20A to the back 20B of the mounting body 20 and are aligned transversely to the front 20A and the mounting side 20M. The recesses 40 are thus formed in the area of the contact elements 310, 320. The recesses 40 act in particular as reservoirs for molten solder material 9. The recesses 40 are concavely shaped when viewed from outside the optoelectronic semiconductor component 1.

Der Montagekörper 20 weist eine Haupterstreckungsebene auf, die parallel zur Vorderseite 20A und der Rückseite 20B ausgerichtet ist. Die Montageseite 20M ist folglich senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Montagekörpers 20 ausgerichtet. Der Montagekörper 20 weist eine Dicke von 1 mm auf. Die Dicke entspricht der mittleren Ausdehnung des Montagekörpers 20 senkrecht zu seiner Haupterstreckungsebene.The mounting body 20 has a main extension plane that is aligned parallel to the front 20A and the back 20B. The mounting side 20M is therefore aligned perpendicular to the main extension plane of the mounting body 20. The mounting body 20 has a thickness of 1 mm. The thickness corresponds to the average extent of the mounting body 20 perpendicular to its main plane of extension.

Die erste Kontaktstruktur 31 und die zweite Kontaktstruktur 32 umfassen jeweils ein Kontaktelement 310, 320, einen Verjüngungsbereich 311, 321 und einen Kontaktpfad 312, 322. Bevorzugt liegt die erste Kontaktstruktur 31 auf einem anderen elektrischen Potential als die zweite Kontaktstruktur 32. Beispielsweise ist eine Anode des Halbleiterkörpers 10 über die erste Kontaktstruktur 31 elektrisch kontaktiert und eine Kathode des Halbleiterkörpers 10 ist über die zweite Kontaktstruktur 32 elektrisch kontaktiert.The first contact structure 31 and the second contact structure 32 each include a contact element 310, 320, a taper region 311, 321 and a contact path 312, 322. The first contact structure 31 is preferably at a different electrical potential than the second contact structure 32. For example, an anode of the semiconductor body 10 is electrically contacted via the first contact structure 31 and a cathode of the semiconductor body 10 is electrically contacted via the second contact structure 32.

Das Kontaktelement 310, 320 erstreckt sich ausgehend von der Montageseite 20M des Montagekörpers 20 entlang der Vorderseite 20A des Montagekörpers 20. Der Kontaktpfad 312, 322 erstreckt sich ebenfalls auf der Vorderseite 20A des Montagekörpers 20. Beispielsweise stellt der Kontaktpfad 312, 322 eine elektrische Verbindung zwischen dem Kontaktelement 310, 320 und dem Halbleiterkörper 10 her. Der Verjüngungsbereich 311, 321 bildet insbesondere den Übergang zwischen dem Kontaktelement 310, 320 und dem Kontaktpfad 312, 322. Mit anderen Worten, der Verjüngungsbereich 311, 321 ist der Bereich, in dem der Kontaktpfad 312, 322 an das Kontaktelement 310, 320 angrenzt.The contact element 310, 320 extends starting from the mounting side 20M of the mounting body 20 along the front side 20A of the mounting body 20. The contact path 312, 322 also extends on the front side 20A of the mounting body 20. For example, the contact path 312, 322 provides an electrical connection between the contact element 310, 320 and the semiconductor body 10. The taper region 311, 321 in particular forms the transition between the contact element 310, 320 and the contact path 312, 322. In other words, the taper region 311, 321 is the region in which the contact path 312, 322 adjoins the contact element 310, 320.

Die Kontaktstrukturen 31, 32 weisen jeweils eine mehrfach abgewinkelte Struktur 70 an dem Verjüngungsbereich 311, 321 auf. Die mehrfach abgewinkelte Struktur 70 umfasst zwei abgewinkelte Bereiche, in denen der Kontaktpfad 312, 322 jeweils einen Knick von 90° aufweist. Durch die mehrfach abgewinkelte Struktur 70 kann eine Benetzung des Kontaktpfades 312, 322 mit Lotmaterial 9 vorteilhaft verringert werden. Die mehrfach abgewinkelte Struktur 70 weist einen Graben 71 mit einer Grabenbreite 71X von mindestens 50 µm, bevorzugt mindestens 100 µm, besonders bevorzugt von mindestens 200 µm auf. Der Graben 71 ist zwischen dem Kontaktpfad 312, 322 und dem Kontaktelement 310, 320 angeordnet. Der Graben 71 verhindert vorteilhaft eine Benetzung des Kontaktpfades 312, 322 mit Lotmaterial 9.The contact structures 31, 32 each have a multiply angled structure 70 on the taper region 311, 321. The multi-angled structure 70 comprises two angled areas in which the contact path 312, 322 each has a bend of 90°. Due to the multiple angled structure 70, wetting of the contact path 312, 322 with solder material 9 can be advantageously reduced. The multi-angled structure 70 has a trench 71 with a trench width 71X of at least 50 μm, preferably at least 100 μm, particularly preferably at least 200 μm. The trench 71 is arranged between the contact path 312, 322 and the contact element 310, 320. The trench 71 advantageously prevents the contact path 312, 322 from being wetted with solder material 9.

Die erste Kontaktstruktur 31 umfasst eine Polaritätsmarkierung 50. Die Polaritätsmarkierung 50 gibt beispielsweise an, ob an der Kontaktstruktur 31 die Anode oder die Kathode des Halbleiterkörpers 10 angeschlossen ist. Dies ist hilfreich für eine korrekte Montage des optoelektronischen Halbleiterbauelements 1 an einem Träger 8. Die Polaritätsmarkierung 50 umfasst eine mit bloßem Auge erkennbare Verdickung des Kontaktpfades 312 an einer Stelle.The first contact structure 31 includes a polarity marking 50. The polarity marking 50 indicates, for example, whether the anode or the cathode of the semiconductor body 10 is connected to the contact structure 31. This is helpful for correct mounting of the optoelectronic semiconductor component 1 on a carrier 8. The polarity marking 50 includes a thickening of the contact path 312 at one point that can be seen with the naked eye.

An den Seitenflächen 20C des Montagekörpers 20 verlaufen Kontaktstreifen 313, 323, wobei die Kontaktstreifen 313, 323 die ersten und zweiten Kontaktstrukturen 31, 32 von der Vorderseite 20A des Montagekörpers 20 mit den ersten und zweiten Kontaktstrukturen 31, 32 auf der Rückseite 20B des Montagekörpers 20 elektrisch leitend verbinden. Die Kontaktstreifen 313, 323 sind bevorzugt mit dem gleichen Material gebildet wie die Kontaktstrukturen 31, 32. Insbesondere bedecken Kontaktstreifen 313, 323 auch einen Bereich der Montageseite 20M des Montagekörpers 20. Die Kontaktelemente 310, 320 von Kontaktstrukturen 31, 32 der Vorderseite 20A des Montagekörpers 20 sind beispielsweise über Kontaktstreifen 313, 323 mit Kontaktelementen 310, 320 von Kontaktstrukturen 31, 32 auf der Rückseite 20B des Montagekörpers 20 elektrisch leitend verbunden. Bevorzugt bedecken Kontaktstreifen 313, 323 die Ausnehmungen 40 des Montagekörpers 20 zumindest teilweise.Contact strips 313, 323 run on the side surfaces 20C of the mounting body 20, the contact strips 313, 323 connecting the first and second contact structures 31, 32 from the front 20A of the mounting body 20 with the first and second contact structures 31, 32 on the back 20B of the mounting body 20 connect electrically conductively. The contact strips 313, 323 are preferably formed with the same material as the contact structures 31, 32. In particular, contact strips 313, 323 also cover an area of the mounting side 20M of the mounting body 20. The contact elements 310, 320 of contact structures 31, 32 of the front side 20A of the mounting body 20 are electrically conductively connected, for example via contact strips 313, 323, to contact elements 310, 320 of contact structures 31, 32 on the back 20B of the mounting body 20. Contact strips 313, 323 preferably at least partially cover the recesses 40 of the mounting body 20.

Das Optikelement 60 ist auf der Vorderseite 20A des Montagekörpers 20 angeordnet. Beispielsweise ist das Optikelement 60 mit einem Epoxid gebildet. Bevorzugt dient das Optikelement 60 zur Formung der im Betrieb aus dem Halbleiterkörper 10 austretenden elektromagnetischen Strahlung. Insbesondere umfasst das Optikelement 60 eine Kollimationslinse.The optical element 60 is on the front 20A of the mounting body 20 arranged. For example, the optical element 60 is formed with an epoxy. The optical element 60 preferably serves to shape the electromagnetic radiation emerging from the semiconductor body 10 during operation. In particular, the optical element 60 includes a collimation lens.

2A und 2B zeigen perspektivische schematische Ansichten des hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauelements 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. In der 2A ist die Vorderseite 20A des Montagekörpers 20 erkennbar. Auf der Montageseite 20M verlaufen Kontaktstreifen 313, 323 entlang der Ausnehmungen 40. 2A and 2 B show perspective schematic views of the optoelectronic semiconductor component 1 described here according to the first exemplary embodiment. In the 2A the front 20A of the mounting body 20 can be seen. On the mounting side 20M, contact strips 313, 323 run along the recesses 40.

2B zeigt die Rückseite 20B des Montagekörpers 20. Auf der Rückseite 20B sind erste und zweite Kontaktstrukturen 31, 32 analog zu den ersten und zweiten Kontaktstrukturen 31, 32 auf der Vorderseite 20A angeordnet. Alle Kontaktstrukturen 31, 32 auf der Rückseite 20B weisen identische Abmessungen zu den Kontaktstrukturen 31, 32 auf der Vorderseite 20A auf. Insbesondere sind die Kontaktelemente 310, 320 auf der Rückseite 20B genau so groß wie die Kontaktelemente 310, 320 auf der Vorderseite 20A des Montagekörpers 20. So ist eine besonders gleichmäßige Verteilung von Lotmaterial 9 ermöglicht. 2 B shows the back 20B of the mounting body 20. On the back 20B, first and second contact structures 31, 32 are arranged analogously to the first and second contact structures 31, 32 on the front 20A. All contact structures 31, 32 on the back 20B have identical dimensions to the contact structures 31, 32 on the front 20A. In particular, the contact elements 310, 320 on the back 20B are exactly the same size as the contact elements 310, 320 on the front 20A of the mounting body 20. This enables a particularly uniform distribution of solder material 9.

3A und 3B zeigen perspektivische Ansichten des hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauelements 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel nach einer Montage. Das optoelektronische Halbleiterbauelement 1 ist auf einem Träger 8 montiert. Zwischen dem optoelektronischen Halbleiterbauelement 1 und dem Träger 8 befindet sich ein Lotmaterial 9. Das Lotmaterial 9 erstreckt sich entlang des Kontaktelements 311, 321 in Richtung des Kontaktpfades 312, 322. Es ist klar erkennbar, dass der Verjüngungsbereich 311, 321 und der Graben 71 in dem mehrfach abgewinkelten Bereich 70 eine Ausbreitung des Lotmaterials 9 vermindern oder unterbinden. Durch die Form der Kontaktstrukturen 31, 32 kann ferner verhindert werden, dass geschmolzenes Lotmaterial 9 zwischen das Optikelement 60 und den Montagekörper 20 kriecht. Dies könnte zur unerwünschten Ablösung des Optikelements 60 führen. Im Vergleich zwischen den 3A und 3B ist erkennbar, dass sich das Lotmaterial 9 im Wesentlichen gleichmäßig weit in den Verjüngungsbereich 311, 321 auf der Vorderseite 20A und der Rückseite 20B erstreckt. 3A and 3B show perspective views of the optoelectronic semiconductor component 1 described here according to the first exemplary embodiment after assembly. The optoelectronic semiconductor component 1 is mounted on a carrier 8. There is a solder material 9 between the optoelectronic semiconductor component 1 and the carrier 8. The solder material 9 extends along the contact element 311, 321 in the direction of the contact path 312, 322. It can be clearly seen that the taper region 311, 321 and the trench 71 in reduce or prevent the spread of the solder material 9 in the multi-angled area 70. The shape of the contact structures 31, 32 can also prevent molten solder material 9 from creeping between the optical element 60 and the mounting body 20. This could lead to undesirable detachment of the optical element 60. In comparison between the 3A and 3B It can be seen that the solder material 9 extends essentially uniformly into the taper area 311, 321 on the front 20A and the back 20B.

4A und 4B zeigen Draufsichten des hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauelements 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel vor und nach einer Montage. In der 4A ist ein Schritt eines Verfahrens zur Montage des optoelektronischen Halbleiterbauelements 1, in dem das Halbleiterbauelement 1 in einem Lotmaterial 9 auf einem Träger 8 angeordnet ist. Der Träger 8 umfasst Kontaktpads 80, die mit dem Lotmaterial 9 in Form einer Lotpaste versehen sind. In der 4A ist eine Fehlausrichtung des optoelektronischen Halbleiterbauelements 1 relativ zu den Kontaktpads 80 des Trägers 8 klar erkennbar. 4A and 4B show top views of the optoelectronic semiconductor component 1 described here according to the first exemplary embodiment before and after assembly. In the 4A is a step of a method for assembling the optoelectronic semiconductor component 1, in which the semiconductor component 1 is arranged in a solder material 9 on a carrier 8. The carrier 8 includes contact pads 80 which are provided with the soldering material 9 in the form of a soldering paste. In the 4A a misalignment of the optoelectronic semiconductor component 1 relative to the contact pads 80 of the carrier 8 is clearly visible.

In einem nachfolgenden Verfahrensschritt kommt ein Reflow-Lotverfahren zum Einsatz. In einem Ofen wird das optoelektronische Halbleiterbauelement 1 gleichmäßig auf bis zu 260 °C erhitzt, was zum Schmelzen des Lotmaterials 9 und der Benetzung der Metalloberfläche sowohl der Kontaktpads 80 auf dem Träger 8 als auch der Kontaktelemente 310, 320 des Halbleiterbauelements 1 führt. Das in der 4B dargestellte optoelektronische Halbleiterbauelement 1 hat diesen Schritt bereits durchlaufen. Es ist klar erkennbar, dass sich das optoelektronische Halbleiterbauelement 1 selbst relativ zu den Kontaktpads 80 auf dem Träger 8 ausgerichtet hat. Die Oberflächenspannung des aufgeschmolzenen Lotmaterials 9 hat das optoelektronische Halbleiterbauelement 1 in die gewünschte Position gezogen.In a subsequent process step, a reflow soldering process is used. In an oven, the optoelectronic semiconductor component 1 is heated uniformly to up to 260 ° C, which leads to the melting of the solder material 9 and the wetting of the metal surface of both the contact pads 80 on the carrier 8 and the contact elements 310, 320 of the semiconductor component 1. That in the 4B The optoelectronic semiconductor component 1 shown has already gone through this step. It can be clearly seen that the optoelectronic semiconductor component 1 has aligned itself relative to the contact pads 80 on the carrier 8. The surface tension of the melted solder material 9 has pulled the optoelectronic semiconductor component 1 into the desired position.

Ein Verfahren zur Montage eines optoelektronischen Halbleiterbauelements 1 umfasst also beispielsweise die folgenden Schritte:

A) Bereitstellen eines optoelektronischen Halbleiterbauelements 1,
B) Aufbringen des Halbleiterbauelements 1 mit der Montageseite 20M des Montagekörpers 20 auf Kontaktpads 80 eines Trägers 8, wobei ein Lotmaterial 9 zwischen den Kontaktpads 80 und dem Montagekörper 20 angeordnet wird,
C) Aufheizen des Lotmaterials 9 über seine Schmelztemperatur, wobei sich das Lotmaterial 9 nur höchstens 100 µm über das Kontaktelement 310, 320 hinaus erstreckt.

A method for assembling an optoelectronic semiconductor component 1 therefore includes, for example, the following steps:

A) providing an optoelectronic semiconductor component 1,
B) applying the semiconductor component 1 with the mounting side 20M of the mounting body 20 to contact pads 80 of a carrier 8, with a solder material 9 being arranged between the contact pads 80 and the mounting body 20,
C) Heating the solder material 9 above its melting temperature, with the solder material 9 only extending a maximum of 100 μm beyond the contact element 310, 320.

Ferner könnte ein Verfahren zur Montage eines optoelektronischen Halbleiterbauelements 1 einen Schritt umfassen, wobei

- sich der Montagekörper 20 bei dem Lötvorgang selbst justiert auf die Kontaktpads 80 des darunterliegenden Trägers 8 ausrichtet.

Furthermore, a method for assembling an optoelectronic semiconductor component 1 could include a step, wherein

- During the soldering process, the mounting body 20 aligns itself with the contact pads 80 of the underlying carrier 8.

5 zeigt eine schematische Ansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauelements 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Das zweite Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in den 1, 2A, 2B, 3A, 3B, 4A und 4B gezeigten ersten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel umfassen die Kontaktstrukturen 31, 32 keinen mehrfach abgewinkelten Bereich 70. Der Kontaktpfad 312, 322 schließt jeweils gerade an das Kontaktelement 310, 320 an. Der Kontaktpfad 312, 322 weist eine Breite 312X, 322X auf, die gleich der lateralen Ausdehnung 311X, 322X des Verjüngungsbereichs 311, 322 ist. Mit anderen Worten, der Kontaktpfad 312, 322 weist die gleiche Breite auf wie der Verjüngungsbereich 311, 321. Beispielsweise weist der Kontaktpfad 312, 322 eine Breite von mindestens 50 µm und höchstens 100 µm auf. Vorteilhaft sind solche Kontaktstrukturen 31, 32 besonders einfach herstellbar. In der 5 ist nur eine Vorderseite 20A des Montagekörpers 20 dargestellt. Eine Ausgestaltung der Kontaktstrukturen 31, 32 kann analog zu der Vorderseite 20A auch auf der Rückseite 20B entsprechend erfolgen. 5 shows a schematic view of an optoelectronic semiconductor component 1 described here according to a second exemplary embodiment. The second exemplary embodiment essentially corresponds to that in the 1 , 2A , 2 B , 3A , 3B , 4A and 4B shown first embodiment. In contrast to the first exemplary embodiment, the contact structures 31, 32 do not include a multiply angled region 70. The contact path 312, 322 each connects straight to the contact element 310, 320. The contact path 312, 322 has a width 312X, 322X that is equal to the lateral extent 311X, 322X of the taper region 311, 322. In other words, the contact path 312, 322 has the same width as the taper region 311, 321. For example, the contact path 312, 322 has a width of at least 50 μm and at most 100 μm. Such contact structures 31, 32 are advantageously particularly easy to produce. In the 5 only a front side 20A of the mounting body 20 is shown. A design of the contact structures 31, 32 can also be carried out on the back 20B in a similar way to the front side 20A.

Der Montagekörper 20 umfasst eine Höhe 20Y, die einer vertikalen Erstreckung des Montagekörpers 20 entspricht. Die Höhe 20Y des Montagekörpers 20 entspricht der Ausdehnung des Montagekörpers 20 quer zur Montagefläche 20M und parallel zur Seitenfläche 20C des Montagekörpers 20. Die Höhe 310Y, 320Y der Kontaktelemente 310, 320 entspricht höchstens einem Drittel der Höhe 20Y des Montagekörpers 20. So kann eine Ausbreitung eines Lotmaterials 9 in einem unteren Drittel des Montagekörpers 20 begrenzt werden.The mounting body 20 includes a height 20Y, which corresponds to a vertical extent of the mounting body 20. The height 20Y of the mounting body 20 corresponds to the extent of the mounting body 20 transversely to the mounting surface 20M and parallel to the side surface 20C of the mounting body 20. The height 310Y, 320Y of the contact elements 310, 320 corresponds to a maximum of a third of the height 20Y of the mounting body 20. This allows for spread a solder material 9 can be limited in a lower third of the mounting body 20.

6 zeigt eine schematische Ansicht eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauelements 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Das dritte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in den 1, 2A, 2B, 3A, 3B, 4A und 4B gezeigten ersten Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist der mehrfach abgewinkelte Bereich 70 spiegelbildlich ausgeführt. Alternativ oder zusätzlich können auch abgerundete Ecken an dem Kontaktpfad 312, 322 vorgesehen sein. 6 shows a schematic view of an optoelectronic semiconductor component 1 described here according to a third exemplary embodiment. The third exemplary embodiment essentially corresponds to that in the 1 , 2A , 2 B , 3A , 3B , 4A and 4B shown first embodiment. In contrast to the first exemplary embodiment, the multi-angled area 70 is designed to be a mirror image. Alternatively or additionally, rounded corners can also be provided on the contact path 312, 322.

Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.The invention is not limited by the description based on the exemplary embodiments. Rather, the invention encompasses every new feature and every combination of features, which in particular includes every combination of features in the patent claims, even if this feature or this combination itself is not explicitly stated in the patent claims or exemplary embodiments.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11: optoelektronisches Halbleiterbauelementoptoelectronic semiconductor component
1010: HalbleiterkörperSemiconductor body
1111: Verbindungsmaterialconnecting material
2020: MontagekörperMounting body
20A20A: Vorderseitefront
20B20B: Rückseiteback
20C20C: Seitenflächeside surface
20M20M: MontageseiteAssembly side
20Y20Y: Höhe des MontagekörpersHeight of the mounting body
3131: erste Kontaktstrukturfirst contact structure
3232: zweite Kontaktstruktursecond contact structure
310310: KontaktelementContact element
310Y310Y: Höhe des KontaktelementsHeight of the contact element
311311: VerjüngungsbereichRejuvenation area
311X311X: laterale Ausdehnung des Verjüngungsbereichslateral extent of the taper area
312312: KontaktpfadContact path
312X312X: Breite des KontaktpfadesWidth of the contact path
313313: KontaktstreifenContact strips
320320: KontaktelementContact element
320Y320Y: Höhe des KontaktelementsHeight of the contact element
321321: VerjüngungsbereichRejuvenation area
321X321X: laterale Ausdehnung des Verjüngungsbereichslateral extent of the taper area
322322: KontaktpfadContact path
322X322X: Breite des KontaktpfadesWidth of the contact path
323323: KontaktstreifenContact strips
4040: Ausnehmungrecess
5050: PolaritätsmarkierungPolarity marking
6060: OptikelementOptical element
7070: mehrfach abgewinkelte Strukturmulti-angled structure
7171: Grabendig
71X71X: GrabenbreiteTrench width
88th: Trägercarrier
8080: KontaktpadContact pad
EE: HauptemissionsrichtungMain emission direction

Claims

Optoelectronic semiconductor component (1) comprising, - a semiconductor body (10), which is intended for emitting electromagnetic radiation in a main emission direction (E), - an electrically insulating mounting body (20), - a first and a second contact structure (31, 32) on a front side (20A) of the mounting body (20), wherein - the contact structures (31, 32) each comprise a contact element (310, 320) on a mounting side (20M) of the mounting body (20A) and a contact path (312, 322), - a taper region (311, 321) is arranged between the contact element (310, 320) and the contact path (312, 322), - the main emission direction (E) of the semiconductor body pers (10) is aligned transversely to the front (20A) and parallel to the mounting side (20M) of the mounting body (20), and - a lateral extent of the taper region (311, 321) is reduced compared to a lateral extent of the contact element (310, 320). .

Optoelectronic semiconductor component (1) according to the preceding claim, in which - A lateral extent of the taper region (311, 321) corresponds to at most one half of a lateral extent of the contact element (310, 320).

Optoelectronic semiconductor component (1) according to one of the preceding claims, in which - a width (312X, 322X) of the contact path (312, 322) corresponds to a lateral extent (311X, 321X) of the taper region (311, 321).

Optoelectronic semiconductor component (1) according to one of the preceding claims, in which - The taper region (311, 321) reduces or prevents a solder material (9) from spreading in a direction away from the contact element (310, 320).

Optoelectronic semiconductor component (1) according to one of the preceding claims, in which - A height (310Y, 320Y) of the first and second contact elements (310, 320) corresponds to at most one third of a height (20Y) of the mounting body (20).

Optoelectronic semiconductor component (1) according to the preceding claim, in which - The taper area (311, 321) is shaped such that the solder material (9) only extends a maximum of 100 µm beyond the contact element (310, 320).

Optoelectronic semiconductor component (1) according to one of the preceding claims, in which - Recesses (40) are formed on the mounting side (20B) of the mounting body (20) in the area of the contact elements (310, 320).

Optoelectronic semiconductor component (1) according to one of the preceding claims, in which - At least one contact structure (31, 32) comprises a polarity marking (50).

Optoelectronic semiconductor component (1) according to one of the preceding claims, in which - A radiation-permeable optical element (60) is arranged downstream of the semiconductor body (10).

Optoelectronic semiconductor component (1) according to one of the preceding claims, in which - The contact structures (31, 32) each have a multi-angled structure (70) on the taper region (311, 321).

Optoelectronic semiconductor component (1) according to the preceding claim, in which - The multi-angled structure (70) has a trench (71) with a trench width (71X) of at least 50 pm, preferably at least 100 µm.

Optoelectronic semiconductor component (1) according to one of the preceding claims, in which - The mounting body (20) is formed with a polymer composite material.

Optoelectronic semiconductor component (1) according to one of the preceding claims, in which - The contact structures (31, 32) are formed with Cu.

Optoelectronic semiconductor component (1) according to one of the preceding claims, in which - The contact structures (31, 32) comprise a coating with at least one of the materials selected from the following group: Ni, Pd, Au, NiAu, NiAg, NiSn.

Optoelectronic semiconductor component (1) according to one of the preceding claims, in which - Contact structures (31, 32) are also arranged on a rear side (20B) of the mounting body (20) opposite the front side (20A), analogous to the front side (20A).

Optoelectronic semiconductor component (1) according to the preceding claim, in which - Contact strips (313, 323) run on a side surface (20C) of the mounting body (20), the contact strips (313, 323) connecting the first and second contact structures (31, 32) from the front (20A) with the first and second contact structures (31, 32) on the back (20B) in an electrically conductive manner.