WO2026002667A1

WO2026002667A1 - Trägerstruktur, elektrisches bauelement und verfahren zur herstellung eines elektrischen bauelements

Info

Publication number: WO2026002667A1
Application number: PCT/EP2025/066559
Authority: WO
Inventors: Thomas Schwarz; Michael Zitzlsperger
Original assignee: Ams Osram International GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2024-06-26
Filing date: 2025-06-13
Publication date: 2026-01-02
Anticipated expiration: 2026-12-26
Also published as: DE102024118074A1

Abstract

Eine Trägerstruktur (1) für ein elektrisches Bauelement (10), umfasst einen Grundkörper (2), eine Mehrzahl von Leiterbahnen (3) an einer Hauptseite (20) des Grundkörpers (2) und eine strukturierte Deckschicht (4) an der Hauptseite (20) des Grundkörpers (2). Gemäß einer ersten Alternative bildet die strukturierte Deckschicht (4) in Sicht auf die Hauptseite (20) ein Negativbild der Leiterbahnen (3), so dass die Leiterbahnen (3) frei von der Deckschicht (4) sind. Gemäß einer zweiten Alternative bildet die strukturierte Deckschicht (4) in Sicht auf die Hauptseite (20) ein Positivbild der Leiterbahnen (3), so dass die Leiterbahnen (3) vollständig von der Deckschicht (4) bedeckt sind und Bereiche der Hauptseite (20) außerhalb der Leiterbahnen (3) frei von der Deckschicht (4) sind. Es wird ferner ein elektrisches Bauelement (10) mit einer µLED angegeben.

Description

Beschreibung

TRÄGERSTRUKTUR, ELEKTRISCHES BAUELEMENT UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES ELEKTRISCHEN BAUELEMENTS

Es wird eine Trägerstruktur für ein elektrisches Bauelement angegeben . Darüber hinaus wird ein elektrisches Bauelement , das insbesondere eine derartige Trägerstruktur aufweist , angegeben . Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung eines solchen elektrischen Bauelements angegeben .

Eine zu lösende Aufgabe besteht unter anderem darin, eine verbesserte Trägerstruktur, auf der insbesondere kleine elektrische Bauelemente aufgebracht werden können, anzugeben . Weitere zu lösende Aufgaben bestehen unter anderem darin, ein verbessertes elektrisches Bauelement sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen elektrischen Bauelements anzugeben .

Diese Aufgaben werden durch eine Trägerstruktur mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 , elektrischen Bauelementen mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 9 und 11 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst . Vorteilhafte Weiterbildungen und weitergehende Aus führungs formen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst die Trägerstruktur einen Grundkörper . Der Grundkörper ist beispielsweise eine Folie . Der Grundkörper ist insbesondere vergleichsweise dünn . Eine Dicke , gemessen senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Grundkörper, beträgt beispielsweise zwischen 50 pm und 150 pm . Vorzugsweise ist der Grundkörper transparent . Zum Beispiel kann auf der Trägerstruktur ein elektrischer Chip aufgebracht werden . Beispielsweise handelt sich bei dem elektrischen Chip um ein lichtemittierendes Element wie beispielsweise ein optoelektronischer Halbleiterchip . Bevorzugt ist der Grundkörper transparent für Strahlung, die von dem optoelektronischen Halbleiterchip im bestimmungsgemäßen Betrieb emittiert wird . Der Grundkörper umfasst beispielsweise Polyethylenterephthalat ( PET ) .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst die Trägerstruktur eine Mehrzahl von Leiterbahnen an einer Hauptseite des Grundkörpers . Die Leiterbahnen sind beispielsweise mit einem Metall wie Kupfer gebildet . Die Leiterbahnen sind insbesondere eine strukturierte Metallisierung auf dem Grundkörper . Eine Dicke der Leiterbahnen, senkrecht zur Hauptseite , beträgt beispielsweise 2 pm . Die Hauptseite erstreckt sich insbesondere parallel zur Haupterstreckungsebene des Grundkörpers . Eine Breite der Leiterbahn, beispielsweise gemessen in Sicht auf die Hauptseite , beträgt beispielsweise zwischen 5 pm und 10 pm .

Die Leiterbahnen können gitterförmig angeordnet sein . Damit ist insbesondere gemeint , dass die Leiterbahnen ein Gittermuster bilden können . Ein derartiges Gittermuster ist aus dem englischen auch als „Mesh" bekannt . Ein Abstand Leiterbahnen, gemessen parallel zur Hauptseite , beträgt beispielsweise zwischen 100 pm und 200 pm .

Wird beispielsweise bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Trägerstruktur ein elektrischer Chip auf der Trägerstruktur angeordnet , so kann der elektrische Chip über die Leiterbahn elektrisch kontaktiert werden . Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst die

Trägerstruktur eine strukturierte Deckschicht an der Hauptseite des Grundkörper . Insbesondere bedeckt die Deckschicht in Sicht auf die Hauptseite des Grundkörpers den Grundkörper teilweise .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form bildet in einer ersten Alternative die strukturierte Deckschicht in Sicht auf die Hauptseite ein Negativbild der Leiterbahnen . Das heißt , die Leiterbahnen sind frei von der Deckschicht . Insbesondere ist in Sicht auf die Hauptseite die Hauptseite vollständig von der Deckschicht zusammen mit den Leiterbahnen bedeckt , so dass der Grundkörper in dieser Ansicht nicht mehr erkennbar ist . Vorzugsweise sind alle Bereiche des Grundkörpers , die nicht von den Leiterbahnen bedeckt sind von der Deckschicht bedeckt und umgekehrt .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form bildet in einer zweiten Alternative die strukturierte Deckschicht in Schicht auf die Hauptseite ein positives Bild der Leiterbahnen, so dass die Leiterbahnen vollständig von der Deckschicht bedeckt sind und Bereiche der Hauptseite außerhalb der Leiterbahnen frei von der Deckschicht sind . Das heißt insbesondere , dass in Sicht auf die Hauptseite die Leiterbahnen überdeckt sind, so dass die Leiterbahnen nicht mehr erkennbar sind .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form weisen die Leiterbahnen eine Anschlussstruktur mit einer ersten Anschlussstelle und einer zweiten Anschlussstelle auf . An die erste Anschlussstelle und zweite Anschlussstelle sind unterschiedliche elektrische Potenziale anlegbar . Die erste und zweite Anschlussstelle weisen insbesondere einen Abstand von höchstens 50 pm oder höchstens 25 pm auf . Der Abstand wird insbesondere parallel zur Hauptseite gemessen .

Während der bestimmungsgemäßen Verwendung der Trägerstruktur kann im Bereich der Anschlussstruktur der elektrische Chip aufgebracht werden . Dabei wird der elektrische Chip im elektrischen Kontakt der ersten beziehungsweise zweiten Anschlussstelle gebracht . Beispielsweise bildet die erste Anschlussstelle eine Kathode und die zweite Anschlussstelle eine Anode für den elektrischen Chip oder umgekehrt . Damit kann der elektrische Chip im bestimmungsgemäßen Betrieb bestromt und kontaktiert werden . Vorteilhafterweise können elektrische Kontakt flächen des elektrischen Chips einen geringen Abstand zueinander aufweisen, da auch die Anschlussstellen einen verhältnismäßig geringen Abstand von höchstens 50 pm oder höchstens 25 pm zueinander aufweisen . Damit kann es sich bei dem elektrischen Chip beispielsweise um eine pLED oder ein Mikrosensor oder einen kleinen integrierten Schaltkreis , auch pIC genannt , handeln .

Der hier beschriebenen Trägerstruktur liegen insbesondere die folgenden technischen Überlegungen zu Grunde . Verbindungstechniken von kleinen elektrischen Bauteilen, wie beispielsweise Mikro LEDs , erfordern ein präzises Aufbringen von Kontaktmaterialien wie einem Lot , ohne dass ein Kurzschluss zwischen den Kontakt flächen auf tritt . Gleichzeitig sollen die Verbindungstechniken kostengünstig sein .

Typischerweise werden anisotrop leitende Folien und Klebstof fe als Kontaktmaterial eingesetzt . Diese sind typischerweise allerdings nicht transparent und können nur durch Anwendung von Druck eine Verbindung herstellen . Alternativ kann ein Lot über einen autokatalytischen Prozess aufgebracht werden, wobei allerdings nur Zinn mit einem Schmel zpunkt von etwa 230 ° C abgeschieden werden kann . Eine weitere Alternative stellt ein Druckprozess dar, die mit Ritzen einer Substratsoberfläche kombiniert werden kann, um ein Umschließen der Kontakt flächen mit dem Kontaktmaterial zu ermöglichen . Dabei werden allerdings hohe Anforderungen an die Justage und genaue Prozess führung gestellt .

Die hier beschriebene Trägerstruktur macht von der Idee Gebrauch, in der ersten Alternative eine Deckschicht zwischen den Leiterbahnen anzuordnen . Dabei ist die Deckschicht bevorzugt elektrisch isolierend, so dass die Leiterbahnen elektrisch voneinander getrennt werden können . Die Deckschicht kann dabei derart fein strukturiert sein, dass sie zwischen den Anschlussstellen der Trägerstruktur und zwischen Kontakt flächen des elektrischen Chips angeordnet sein kann . Damit können sowohl die Anschlussstellen als auch die Kontakt flächen elektrisch voneinander getrennt gehalten werden, und die Gefahr eines Kurzschlusses kann signi fikant verringert werden .

Darüber hinaus kann durch vergleichsweises günstiges Reflow- Löten der elektrische Chip elektrisch mit der Trägerstruktur verbunden werden . Dabei wird insbesondere das elektrische Bauelement auf die Deckschicht aufgebracht und ein Zwischenraum zwischen den Kontakt flächen des Bauelements und den Anschlussstellen der Trägerstruktur wird mit einem Lot oder einer Lotpaste gefüllt . Vorteilhafterweise ist damit kein Präzisionsdruck zum Aufbringen von einem Kontaktmaterial notwendig . Gleichzeitig können Zwischenräume zwischen dem elektrischen Chip und der Trägerstruktur einfach und zuverlässig mit dem Kontaktmaterial gefüllt werden . Bei der Deckschicht kann es sich bei der ersten Alternative insbesondere um einen so genannten Negativ-Photolack handeln, der durch Bestrahlung durch den Grundkörper hindurch vernetzt werden kann . Bei Entwicklung des Negativ-Photolacks werden die Bereiche , die der Strahlung nicht ausgesetzt waren, entfernt . Damit ist die Strukturierung der Deckschicht besonders einfach möglich .

In der zweiten Alternative macht die hier beschriebene Trägerstruktur von der Idee Gebrauch, die Leiterbahn mit einer Deckschicht zu beschichten . Dabei kann eine Lücke zwischen verschiedenen Bereichen der Deckschicht ausgebildet werden, so dass diese elektrisch voneinander isoliert werden können . In dieser Alternative ist die Deckschicht vorzugsweise elektrisch leitend . Bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Trägerstruktur kann auf die Deckschicht der elektrische Chip platziert werden und elektrisch kontaktiert werden . Dabei kann durch die Lücke eine elektrische Trennung der Anschlussstellen beziehungsweise Kontakt flächen des elektrischen Chips erreicht werden .

Bei der Deckschicht kann es sich bei der zweiten Alternative insbesondere um einen so genannten Positiv-Photolack handeln, der durch Bestrahlung durch den Grundkörper hindurch geschwächt werden kann . Dabei können die Leiterbahnen als Schattenmaske dienen . Bei Entwicklung des Positiv-Photolacks werden die Bereiche , die der Strahlung ausgesetzt waren, entfernt . Damit ist die Strukturierung der Deckschicht besonders einfach möglich .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form der Trägerstruktur ist zwischen den Leiterbahnen und dem Grundkörper zumindest eine Zwischenschicht angeordnet . Die Zwischenschicht kann Acryl , Silikon, Epoxid, PET , PC oder Glas umfassen . Bevorzugt ist die Zwischenschicht transparent , insbesondere für Strahlung, die im Betrieb des elektrischen Chips von dem elektrischen Chip erzeugt werden kann .

Es ist auch möglich, dass mehrere Zwischenschichten vorhanden sind . In diesem Fall kann j ede der Zwischenschichten zumindest eines der oben genannten Materialien umfassen .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form der Trägerstruktur sind die Leiterbahnen zumindest teilweise in der Zwischenschicht oder in den Zwischenschichten eingebettet . Damit ist insbesondere gemeint , dass die Zwischenschicht oder die Zwischenschichten die Leiterbahnen zumindest teilweise umgibt beziehungsweise umgeben . Bei Herstellung der Leiterbahnen, kann so ein Verlauf der Leiterbahnen vorgegeben werden und die Leiterbahnen können besonders einfach herstellt werden .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form der Trägerstruktur sind die Leiterbahnen an einer von dem Grundköper abgewandten Seite geschwärzt . Zum Beispiel sind die Leiterbahnen mit Palladium, Titan, einem Kupfernitrid oder einem Kupferoxid beschichtet und damit geschwärzt . Vorteilhafterweise kann damit ein Risiko von Reflexen, die an einer metallenen Leiterbahn auftreten können, verringert werden . Folglich können optische Eigenschaften der Trägerstruktur verbessert werden, insbesondere in dem Fall , dass ein lichtemittierendes Element als elektrischer Chip auf die Trägerstruktur aufgebracht wird .

Bevorzugt sind sowohl die von dem Grundkörper abgewandte Seite der Leiterbahnen und eine dem Grundkörper zugewandte Seite geschwärzt , insbesondere mit zumindest einem der oben genannten Materialien .

Gemäß zumindest einer vorteilhaften Aus führungs form sind die Leiterbahnen allseitig geschwärzt . Das heißt , alle Außenflächen der Leiterbahnen können geschwärzt sein, insbesondere mittels zumindest einem der oben genannten Materialien . Vorteilhafterweise kann damit ein Risiko von Reflexen, die an einer metallenen Leiterbahn auftreten können, weiter verringert werden . Folglich können optische Eigenschaften der Trägerstruktur weiter verbessert werden, insbesondere in dem Fall , dass ein lichtemittierendes Element als elektrischer Chip auf die Trägerstruktur aufgebracht wird .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form beträgt eine Breite der Leiterbahn, beispielsweise gemessen in Sicht auf die Hauptseite , beispielsweise zwischen 2 pm und 10 pm . Ferner können die Leiterbahnen regelmäßig und gitterförmig angeordnet sein . Damit ist insbesondere gemeint , dass die Leiterbahnen ein regelmäßiges Gittermuster bilden können . In einem regelmäßigen Gittermuster sind vorzugsweise die Leiterbahnen zumindest bereichsweise äquidistant . Ein derartiges Gittermuster ist aus dem Englischen auch als „Mesh" bekannt . Ein Abstand Leiterbahnen, gemessen parallel zur Hauptseite , beträgt in dem Gittermuster beispielsweise zwischen 100 pm und 200 pm .

Gemäß der vorliegenden Aus führungs form sind die Leiterbahnen, im Verhältnis zu ihrem Abstand zueinander, verhältnismäßig schmal . Vorteilhafterweise ist dadurch die Trägerstruktur im Wesentlichen transparent , insbesondere wenn für den Grundkörper transparente oder durchsichtige Materialien verwendet werden . Das heißt insbesondere , dass für einen menschlichen Beobachter die Trägerstruktur transparent oder durchsichtig erscheinen kann . Insbesondere eine gleichmäßige , gitterf örmige Anordnung der Leiterbahnen ein transparenter Eindruck geschaf fen werden, da Bereiche mit vergleichsweise eng zueinander angeordneten Leiterbahnen für den menschlichen Beobachter dunkler erscheinen können .

Wird im Anwendungs fall auf der Trägerstruktur ein elektrisches Bauteil wie ein Chip oder ein optoelektronisches Bauteil wie ein optoelektronischer Halbleiterchip, zum Beispiel eine pLED, mit verhältnismäßig kleinen räumlichen Abmessungen auf der Trägerstruktur angeordnet , kann Bauelement aus Trägerstruktur und Chip transparent erscheinen .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form der Trägerstruktur ist die Deckschicht transparent . Insbesondere ist die Deckschicht transparent für Strahlung, die im Betrieb von dem elektrischen Chip erzeugt werden kann, beispielsweise wenn der elektrische Chip ein lichtemittierendes Element ist .

Damit können vorteilhafterweise optische Eigenschaften der Trägerstruktur verbessert werden .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form der Trägerstruktur ist gemäß der ersten Alternative die Deckschicht ein Negativ- Photolack oder ein Silikon oder ein Epoxid . Bevorzugt ist die Deckschicht in dieser Alternative elektrisch isolierend . Vorteilhafterweise lassen sich durch eine elektrisch isolierende Deckschicht Leiterbahnen, die an die unterschiedlichen Potentiale anlegbar sind, elektrisch voneinander trennen . Gemäß zumindest einer Aus führungs form der Trägerstruktur ist gemäß der zweiten Alternative die Deckschicht ein elektrisch leitfähiger Positiv-Photolack . Vorteilhafterweise kann damit ein elektrischer Chip direkt an die Deckschicht elektrisch angeschlossen werden . Das heißt , auf ein Kontaktmaterial wie ein Lot oder dergleichen, kann verzichtet werden .

Es wird des Weiteren ein elektronisches Bauelement angegeben . Das elektrische Bauelement kann eine hier beschriebene Trägerstruktur umfassen . Das heißt , sämtliche für die Trägerstruktur of fenbarten Merkmale sind auch die , die das elektronische Bauelement of fenbart und umgekehrt .

Gemäß zumindest einer ersten Aus führungs form des elektrischen Bauelements weist das elektrische Bauelement eine hier beschriebene Trägerstruktur gemäß der ersten Alternative auf . Ferner weist das elektrische Bauelement mindestens einen elektronischen Chip auf .

Der elektronische Chip weist insbesondere eine erste elektrische Kontakt fläche und eine zweite elektrische Kontakt fläche auf . Die erste elektrische Kontakt fläche ist beispielsweise eine Anode und die zweite elektrische Kontakt fläche beispielsweise eine Kathode des elektrischen Chips oder umgekehrt . Die erste und zweite Kontakt fläche sind beispielsweise j eweils mit einem Metall gebildet .

Die erste elektrische Kontakt fläche ist bevorzugt mit der ersten Anschlussstelle der Anschlussstruktur der Trägerstruktur elektrisch verbunden . Die zweite elektrische Kontakt fläche ist bevorzugt mit der zweiten Anschlussstelle der Anschlussstruktur der Trägerstruktur elektrisch verbunden . Über die Trägerstruktur kann damit der elektrische Chip im Betrieb bestromt und kontaktiert werden .

Bevorzugt ist zumindest ein Teil der Deckschicht zwischen der ersten und zweiten Kontakt fläche angeordnet . Weiter bevorzugt trennt dieser Teil der Deckschicht die erste und zweite Kontakt fläche elektrisch voneinander . Beispielsweise ist die Deckschicht in einem Raum zwischen der ersten und zweiten Kontakt fläche an einer Seite des elektrischen Chips angeordnet , die der Trägerstruktur zugewandt ist . An dieser Seite sind bevorzugt auch die erste und zweite Kontakt fläche angeordnet . Vorzugsweise ist die Deckschicht in dieser Aus führungs form elektrisch isolierend .

In einer bevorzugten Weiterbildung der ersten Aus führungs form des elektrischen Bauelements ist zwischen der ersten Kontakt fläche und der ersten Anschlussstelle sowie zwischen der zweiten Kontakt fläche und der zweiten Anschlussstelle ein Kontaktmaterial angeordnet . Bei dem Kontaktmaterial handelt es sich beispielsweise um ein Lot , eine Lotpaste oder einen elektrisch leitfähigen Kleber .

Beispielsweise weist die Deckschicht eine größere Dicke auf als die Leiterbahnen . Damit kann sich zwischen den Leiterbahnen und dem elektrischen Chip ein Zwischenraum bilden, wenn der elektrische Chip auf die Deckschicht aufgesetzt wird . Dieser Zwischenraum wird vorzugsweise durch das Kontaktmaterial gefüllt , um eine elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Chip und den Leiterbahnen herzustellen und den Zwischenraum aus zufüllen .

Während der Herstellung des elektrischen Bauelements wird das

Kontaktmaterial beispielsweise in flüssiger Form oder in zähflüssiger Form aufgebracht und dringt bevorzugt in den Zwischenraum vor . Anschließend kann das Kontaktmaterial ausgehärtet oder umschmol zen werden, um den Zwischenraum zu füllen und die elektrische Verbindung zwischen Leiterbahnen und elektrischen Chip herzustellen . Dabei kann dem Kontaktmaterial beispielsweise ein Lösungsmittel entzogen werden, insbesondere wenn das Kontaktmaterial eine Lotpaste ist , in der Lotkugeln in einem Flussmittel-Material beziehungsweise Lösungsmittel gelöst sind .

Gemäß zumindest einer zweiten Aus führungs form des elektrischen Bauelements weist das elektrische Bauelement eine hier beschriebene Trägerstruktur gemäß der zweiten Alternative auf . Ferner weist das elektrische Bauelement mindestens einen elektronischen Chip auf .

Die erste elektrische Kontakt fläche ist bevorzugt mit der ersten Anschlussstelle der Anschlussstruktur der Trägerstruktur elektrisch verbunden . Die zweite elektrische Kontakt fläche ist bevorzugt mit der zweiten Anschlussstelle der Anschlussstruktur der Trägerstruktur elektrisch verbunden . Über die Trägerstruktur kann damit der elektrische Chip im Betrieb bestromt und kontaktiert werden . Bevorzugt ist zumindest ein Teil der Deckschicht zwischen der ersten Kontakt fläche und der ersten Anschlussstelle sowie zwischen der zweiten Kontakt fläche und der zweiten Anschlussstelle angeordnet . Weiter bevorzugt ist die Deckschicht elektrisch leitfähig .

Vorteilhafterweise kann bei der zweiten Aus führungs form der elektrische Chip direkt auf der Deckschicht platziert werden und eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Chip und den Leiterbahnen über die elektrisch leitfähige Deckschicht erreicht werden .

Gemäß zumindest einer Weiterbildung der ersten oder zweiten Aus führungs form des elektrischen Bauelements ist ein Abstand zwischen der ersten und zweiten Kontakt fläche höchstens 50 pm oder höchstens 25 pm . Der Abstand wird beispielsweise parallel zu einer Seite des elektrischen Chips gemessen, die der Trägerstruktur zugewandt ist .

Die hier beschriebene Trägerstruktur erlaubt es den elektrischen Chip trotz des verhältnismäßig kleinen Abstands zwischen den Kontakt flächen zuverlässig elektrisch anzuschließen . In der ersten Aus führungs form wird eine elektrische I solation zwischen den Anschlussstellen der Anschlussstruktur der Trägerstruktur sowie zwischen den Kontakt flächen mittels der Deckschicht erreicht . In der zweiten Aus führungs form kann der elektrische Chip direkt auf der Deckschicht aufgebracht werden, weshalb ein aufwendiger Verbindungsprozess zwischen elektrischem Chip und Trägerstruktur vorteilhafterweise entfällt .

Gemäß zumindest einer Weiterbildung der ersten oder zweiten

Aus führungs form des elektrischen Bauelements ist der elektrische Chip ein optoelektronischer Halbleiterchip, der zur Emission elektromagnetischer Strahlung ausgebildet ist . Insbesondere weist der optoelektronische Halbleiterchip einen Halbleiterkörper mit einer aktiven Zone auf , in der im bestimmungsgemäßen Betrieb die elektromagnetische Strahlung erzeugt wird . Bevorzugt basiert der Halbleiterkörper auf einem I I I-V-Verbindungshalbleiterleiter . Der optoelektronische Halbleiterchip kann zur Emission von Strahlung im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums , zur Emission von Infrarotstrahlung oder zur Emission von UV-Strahlung eingerichtet sein .

Gemäß zumindest einer Weiterbildung der ersten oder zweiten Aus führungs form des elektrischen Bauelements ist der elektronische Chip eine pLED . Bevorzugt ist der elektronische Chip eine hori zontale pLED, auch als hpLED bezeichnet . Der elektronische Chip ist zum Beispiel als Flip-Chip ausgebildet .

Als breite Definition könnte man eine pLED oder Mikro-LED als beliebige Leuchtdiode ( engl . „light emitting diode" , abgekürzt „LED" ) - i .A. nicht Laser - mit besonders kleiner Größe sehen .

Im Regel fall - dies ist neben der Größe auch ein sehr bedeutendes Kriterium - ist bei Mikro-LEDs ein Aufwachssubstrat entfernt , so dass typische Höhen solcher Mikro-LEDs beispielsweise im Bereich von 1 , 5 pm bis 20 pm liegen .

Grundsätzlich muss eine Mikro-LED nicht unbedingt eine rechteckige Strahlungsemissions fläche aufweisen . Generell könnte z . B . eine LED mit einer Strahlungsemissions fläche , bei der in Draufsicht auf die Schichten des Halbleiterkörpers j ede laterale Erstreckung der Strahlungsemissions fläche kleiner oder gleich 100 gm oder kleiner oder gleich 70 gm ist .

Beispielsweise wird bei rechteckigen Mikro-LEDs häufig eine Kantenlänge - insbesondere in Draufsicht auf die Schichten des Schichtstapels - kleiner oder gleich 70 gm oder kleiner oder gleich 50 gm als Kriterium genannt .

Meistens werden derartige Mikro-LEDs auf Wafern mit - für die gLED zerstörungs frei - lösbaren Haltestrukturen bereit gestellt .

Als Anwendungen von Mikro-LEDs kommen derzeit vor allem Displays in Betracht . Dabei bilden die Mikro-LEDs Pixel oder Subpixel aus und emittieren Licht einer definierten Farbe . Durch die kleine Pixelgröße und eine hohe Dichte mit geringem Abstand eignen sich Mikro-LEDs unter anderem für kleine monolithische Displays für AR-Anwendungen, insbesondere Datenbrillen . Zudem wird an weiteren Anwendungen gearbeitet , insbesondere der Anwendung in der Datenkommunikation oder auch pixelierte Beleuchtungsanwendungen .

In der Literatur findet man verschiedene Schreibweisen für Mikro-LED, z . B . gLED, g-LED, uLED, u-LED oder Micro Light Emitting Diode .

Es ist alternativ möglich, dass der elektronische Chip ein Mikrosensor oder ein gIC ist .

Gemäß zumindest einer Weiterbildung der ersten oder zweiten Aus führungs form des elektrischen Bauelements ist an einer von dem Grundkörper beziehungsweise der Trägerstruktur abgewandten Seite des elektrischen Chips zumindest eine Schutzschicht aufgebracht . Bevorzugt ist die Schutzschicht transparent , insbesondere in dem Fall , dass im Betrieb von dem elektrischen Chip Strahlung emittiert wird .

Die Schutzschicht kann Acryl , Silikon, Epoxid, PET , PC, PMMA oder Glas umfassen . Durch die Schutzschicht kann der elektrische Chip vor Umwelteinflüssen geschützt werden .

Es ist möglich, dass sich die Schutzschicht auf die Trägerstruktur erstreckt . Beispielsweise bedeckt die Schutzschicht die Trägerstruktur und/oder den elektrischen Chip mit Blick auf die Hauptseite des Grundkörpers . Vorteilhafterweise kann damit auch die Trägerstruktur vor Umwelteinflüssen geschützt werden .

Gemäß zumindest einer Weiterbildung der ersten oder zweiten Aus führungs form des elektrischen Bauelements sind auf der Trägerstruktur mehrere elektronische Chips montiert . Beispielsweise umfasst die Trägerstruktur mehrere Anschlussstrukturen, wobei j ede Anschlussstruktur einem elektronischen Chip zugeordnet ist . Beispielsweise sind die elektronischen Chips an Knotenpunkten eines regelmäßigen Gitters angebracht .

Die mehreren elektronischen Chips können verschiedene Arten von Chips umfassen . So können zum Beispiel einige der elektronischen Chips pLEDs und mindestens ein elektronischer Chip kann ein pIC, beispielsweise zur Steuerung der pLED sein . Ebenso ist es möglich, dass alle elektronischen Chips pLEDs oder pICs sind . Es wird des Weiteren ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Bauelements angegeben . Mit dem Verfahren kann insbesondere ein hier beschriebenes elektrisches Bauelement hergestellt werden . Das heißt , sämtliche für das elektrische Bauelement und die Trägerstruktur of fenbarten Merkmale sind auch für das Verfahren of fenbart und umgekehrt .

In mindestens einer Aus führungs form des Verfahrens wird ein Grundkörper mit einer Mehrzahl von Leiterbahnen an einer Hauptseite des Grundkörpers bereitgestellt .

In einem nachfolgenden Schritt des Verfahrens wird ein Deckmaterial auf der Hauptseite des Grundkörpers aufgebracht . Das Deckmaterial ist beispielsweise zähflüssig . Das Deckmaterial kann zu der Deckschicht strukturiert oder ausgehärtet werden . Das Deckmaterial ist zum Beispiel ein Photolack, der entwickelt werden kann .

In einem Schritt des Verfahrens wird zumindest ein elektronischer Chip auf dem Grundkörper aufgebracht . Der Chip kann direkt oder indirekt auf dem Grundkörper aufgebracht werden .

In einem Schritt des Verfahrens wird das Deckmaterial zu der Deckschicht strukturiert . Dabei wird das Deckmaterial durch den Grundkörper hindurch bestrahlt . Das heißt , der Grundkörper wird aus einer Richtung gegenüberliegend der Hauptseite bestrahlt . Der Grundkörper ist bevorzugt transparent für Strahlung, mit der das Deckmaterial bestrahlt wird . Bei der Strahlung handelt es sich beispielsweise um UV- Strahlung . Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens wird der Schritt des Aufbringens des zumindest einen elektrischen Chips vor dem Strukturieren des Deckmaterials ausgeführt . Das heißt insbesondere , der Chip wird auf das Deckmaterial aufgebracht . Insbesondere wird der elektronische Chip auf einer von dem Grundkörper abgewandte Seite des Deckmaterials aufgebracht .

Gemäß einer alternativen Aus führungs form zu der eben angegebenen Aus führungs form wird der Schritt des Strukturierens des Deckmaterials vor dem Aufbringen des elektronischen Chips ausgeführt . Das heißt insbesondere , der Chip wird auf die Deckschicht aufgebracht . Insbesondere wird der elektronische Chip auf einer von dem Grundkörper abgewandte Seite der Deckschicht aufgebracht .

Durch das Aufbringen des Chips auf das strukturierte Deckmaterial beziehungsweise die Deckschicht kann das Risiko eines Verrutschens oder einer Dej ustage des Chips während des Strukturierens , insbesondere des Entwickelns des Deckmaterials zu der Deckschicht verringert werden .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens wird die strukturierte Deckschicht derart ausgebildet , dass die Deckschicht ein Negativbild der Leiterbahnen bildet , in Sicht auf die Hauptseite .

Zum Beispiel handelt es sich bei dem Deckmaterial um einen Negativ-Photolack . Durch Bestrahlung wird das Deckmaterial vernetzt in Bereichen, die der Strahlung ausgesetzt sind . Dabei bilden die Leiterbahnen insbesondere eine Schattenmaske für das Deckmaterial . Beim Entwickeln des Fotolacks verbleiben vernetzte Bereich auf dem Grundkörper . Insbesondere wird dabei ein elektrisches Bauelement gemäß der ersten Aus führungs form hergestellt .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens steht nach dem Strukturieren des Deckmaterials und/oder nach dem Aufbringen des Chips der elektronische Chip ausschließlich über die Deckschicht in Kontakt mit dem Grundkörper . In einem Schritt , der nach dem Strukturieren des Deckmaterials nachfolgt , wird ein Zwischenraum zwischen dem Grundkörper und dem elektronischen Chip mit einem Kontaktmaterial gefüllt , so dass der elektronische Chip elektrisch leitfähig mit den Leiterbahnen verbunden wird . Insbesondere wird der elektronische Chip elektrisch leitfähig mit der Anschlussstruktur der Trägerstruktur verbunden . Beispielsweise wird die erste Kontakt fläche des elektronischen Chips mit der ersten Anschlussstelle der Anschlussstruktur verbunden und die zweite Kontakt fläche des elektronischen Chips wird mit der zweiten Anschlussstelle der Anschlussstruktur verbunden .

Beispielsweise weist die Deckschicht eine größere Dicke auf als die Leiterbahnen . Damit kann sich zwischen den Leiterbahnen und dem elektrischen Chip der Zwischenraum bilden, wenn das Deckmaterial strukturiert wird . Dieser Zwischenraum wird vorzugsweise durch das Kontaktmaterial gefüllt , um eine elektrische Verbindung zwischen dem elektrischen Chip und den Leiterbahnen herzustellen und den Zwischenraum aus zufüllen .

Beispielsweise wird das Kontaktmaterial in flüssiger Form oder in zähflüssiger Form aufgebracht und dringt bevorzugt in den Zwischenraum vor . Zum Beispiel wird das Kontaktmaterial mittels Drucken, etwa Sieb- oder Schablonendrücken, oder Dispensen aufgebracht . Vorteilhafterweise kann damit ein verhältnismäßig einfacher und kostengünstiger Prozess zum Aufbringen des Lots verwendet werden . Insbesondere ist keine präzise Justage notwendig, wie bei anderen Lotverfahren mittels derer pLED oder kleine elektronische Chips gelötet werden können .

Anschließend kann das Kontaktmaterial ausgehärtet werden, um den Zwischenraum zu füllen und die elektrische Verbindung zwischen Leiterbahnen und elektrischen Chip herzustellen . Dabei kann dem Kontaktmaterial beispielsweise ein Lösungsmittel entzogen werden, insbesondere wenn das Kontaktmaterial eine Lotpaste ist , in der Lotkugeln in einem Flussmittel-Material beziehungsweise Lösungsmittel gelöst sind .

Insbesondere wird dabei ein elektrisches Bauelement gemäß der ersten Aus führungs form hergestellt .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens wird die strukturierte Deckschicht derart ausgebildet , dass die Deckschicht in Sicht auf die Hauptseite die Leiterbahnen vollständig bedeckt und auf die Leiterbahnen beschränkt ist . Insbesondere sind Bereiche der Hauptseite außerhalb der Leiterbahnen frei von der Deckschicht .

Insbesondere wird dabei ein elektrisches Bauelement gemäß der zweiten Aus führungs form hergestellt .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens steht nach dem Strukturieren des Deckmaterials und/oder nach dem Aufbringen des Chips der elektronische Chip ausschließlich über die Deckschicht in Kontakt mit dem Grundkörper . Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens ist die Deckschicht elektrisch leitfähig und der elektronische Chip ist elektrisch leitfähig mit den Leiterbahnen, insbesondere mit der Anschlussstruktur der Trägerstruktur, mittels der Deckschicht verbunden . Beispielsweise wird mittels der Deckschicht die erste Kontakt fläche des elektronischen Chips mit der ersten Anschlussstelle der Anschlussstruktur verbunden und die zweite Kontakt fläche des elektronischen Chips wird mit der zweiten Anschlussstelle der Anschlussstruktur verbunden . Vorteilhafterweise kann dabei auf ein Kontaktmaterial wie ein Lot oder dergleichen verzichtet werden .

Gemäß zumindest einer Aus führungs form wird nachfolgend nach dem Strukturieren des Deckmaterials ein weiteres Deckmaterial flächig auf der Hauptseite aufgebracht . Nachfolgend kann die strukturierte Deckschicht entfernt werden und das weitere Deckmaterial zu einer weiteren Deckschicht ausgehärtet werden . Insbesondere bildet die weitere Deckschicht ein Negativbild zu den Leiterbahnen . Beispielsweise bildet die Deckschicht , die entfernt wird, ein Positivbild der Leiterbahnen .

Das weitere Deckmaterial kann ein Silikon, ein Acryl , ein Glas oder ein Epoxid sein . Alternativ kann das weitere Deckmaterial ein Photolack sein . Das weitere Deckmaterial kann mittels Strahlung, mittels Wärme oder chemisch ausgehärtet werden . Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Trägerstruktur, des elektrischen Bauelements und des Verfahrens ergeben sich aus den im Folgenden im Zusammenhang mit schematischen Zeichnungen dargestellten Aus führungsbeispielen . Gleiche , gleichartige und gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugs zeichen versehen . Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht grundsätzlich als maßstäblich zu betrachten . Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für ein besseres Verständnis übertrieben groß dargestellt sein .

Es zeigen :

Figur 1 ein hier beschriebenes elektrisches Bauelement umfassend eine hier beschriebene Trägerstruktur gemäß einem ersten Aus führungsbeispiel in schematischer Schnittansicht ,

Figur 2 das elektrische Bauelement gemäß dem ersten Aus führungsbeispiel in Draufsicht ,

Figur 3 ein hier beschriebenes elektrisches Bauelement umfassend eine hier beschriebene Trägerstruktur gemäß einem zweiten Aus führungsbeispiel in schematischer Schnittansicht ,

Figur 4 ein hier beschriebenes elektrisches Bauelement umfassend eine hier beschriebene Trägerstruktur gemäß einem dritten Aus führungsbeispiel in schematischer Schnittansicht ,

Figuren 5 bis 9 verschiedene Verfahrensstadien eines hier beschriebenen Verfahrens zur Herstellung eines elektrischen Bauelements gemäß eines ersten Aus führungsbeispiels in schematischer Schnittansicht ,

Figuren 10 bis 12 verschiedene Verfahrensstadien eines hier beschriebenen Verfahrens zur Herstellung eines elektrischen Bauelements gemäß eines zweiten Aus führungsbeispiels in schematischer Schnittansicht ,

Figuren 13 bis 17 verschiedene Verfahrensstadien eines hier beschriebenen Verfahrens zur Herstellung eines elektrischen Bauelements gemäß eines dritten Aus führungsbeispiels in schematischer Schnittansicht .

Figur 1 zeigt ein hier beschriebenes elektrische Bauelement 10 , das eine Trägerstruktur 1 umfasst , gemäß eines ersten Aus führungsbeispiels . Auf der Trägerstruktur 1 ist ein elektronischer Chip 6 angeordnet . Der elektronische Chip 6 ist eine pLED, insbesondere eine hpLED . Der elektronische Chip 6 ist zur Emission elektromagnetischer Strahlung eingerichtet . Der elektronische Chip 6 umfasst einen Halbleiterkörper mit einer aktiven Zone , in der im Betrieb die Strahlung erzeugt wird .

Die Trägerstruktur 1 umfasst einen Grundkörper 2 . Der Grundkörper 2 ist beispielsweise eine Folie und umfasst Polyethylenterephthalat ( PET ) . Der Grundkörper 2 ist transparent für Strahlung, die im Betrieb des Chips 6 erzeugt wird . Der Grundkörper 2 weist eine Dicke , gemessen senkrecht zu seiner Haupterstreckungsebene , von 100 pm auf .

Der Grundkörper 2 weist eine Hauptseite 20 auf , auf der Leiterbahnen 3 angeordnet sind . Die Leiterbahnen 3 umfassen Kupfer . Die Leiterbahnen 3 weisen j eweils eine Dicke von 2 pm auf .

Die Leiterbahnen 3 sind in einem Gitter oder „Mesh" angeordnet . Eine Breite der Leiterbahnen 3 , erkennbar in Draufsicht auf die Hauptseite 20 ( Figur 2 ) beträgt zwischen 5 pm und 10 pm . Ein Abstand der Leiterbahnen 3 in dem Gitter beträgt zwischen 100 pm und 200 pm .

Die Leiterbahnen 3 sind in Sicht auf die Hauptseite 20 geschwärzt ( siehe Figur 2 ) . Beispielsweise sind die Leiterbahnen 3 mit Palladium, einem Kupfernitrid oder einem Kupferoxid beschichtet und dadurch geschwärzt .

Zwischen den Leiterbahnen 3 und dem Grundkörper 2 ist eine Zwischenschicht 5 umfassend Acryl angeordnet . Die Leiterbahnen 3 sind in der Zwischenschicht 5 eingebettet . Die Zwischenschicht 5 kann die Herstellung der Leiterbahnen 3 vereinfachen . Die Zwischenschicht 5 ist bevorzugt transparent .

Auf der Hauptseite 20 des Grundkörpers 2 ist neben den Leiterbahnen 3 eine Deckschicht 4 angeordnet . Die Deckschicht 4 ist ein Photolack, insbesondere ein Negativ-Photolack . Die Deckschicht 4 bildet in Sicht auf die Hauptseite 20 ein Negativbild der Leiterbahnen 3 ( Figur 2 ) . Das heißt , in Sicht auf die Hauptseite 20 ist die Hauptseite 20 vollständig von den Leiterbahnen 3 zusammen mit der Deckschicht 4 überdeckt .

Der elektronische Chip 6 ist auf der Deckschicht 4 angeordnet . Der elektronische Chip 6 ist auf einer Seite der Deckschicht 4 angeordnet , die von dem Grundkörper 2 abgewandt ist . Die Deckschicht 4 weist eine größere Dicke auf als die Leiterbahnen 3 und/oder ist auf der Zwischenschicht 5 aufgebracht , so dass ein Zwischenraum zwischen dem elektronischen Chip 6 und den Leiterbahnen 3 entsteht . Der Zwischenraum ist mit einem Kontaktmaterial 7 gefüllt . Das Kontaktmaterial 7 ist ein Lot oder eine Lotpaste oder ein elektrisch leitfähiger Kleber .

Die Leiterbahnen 3 weisen eine Anschlussstruktur auf . Die Anschlussstruktur umfasst eine erste Anschlussstelle 31 und eine zweite Anschlussstelle 32 . Im bestimmungsgemäßen Betrieb sind an die erste Anschlussstelle 31 und die zweite Anschlussstelle 32 unterschiedliche elektrische Potentiale anlegbar . Die erste Anschlussstelle 31 und die zweite Anschlussstelle 32 weisen einen Abstand 30 , gemessen parallel zur Hauptseite 20 , von höchstens 50 pm oder höchstens 25 pm auf .

Der elektronische Chip 6 weist eine erste elektrische Kontakt fläche 61 und eine zweite elektrische Kontakt fläche 62 auf . Die erste elektrische Kontakt fläche 61 ist mit der ersten Anschlussstelle 31 und die zweite elektrische Kontakt fläche 62 ist mit der zweiten Anschlussstelle 32 mittels des Kontaktmaterials 7 verbunden . Die erste Kontakt fläche 61 ist beispielsweise eine Kathode des elektronischen Chips 6 und die zweite Kontakt fläche 62 ist eine Anode oder umgekehrt .

Die Deckschicht 4 ist zwischen den Anschlussstellen 31 , 32 (Kontakt flächen 61 , 62 angeordnet ) . Ein Abstand zwischen den Kontakt flächen 61 , 62 beträgt höchstens 50 pm oder höchstens 25 pm . Im vorliegenden Aus führungsbeispiel ist die Deckschicht 4 elektrisch isolierend . Damit können die Anschlussstellen 31 , 32 sowie die Kontakt flächen 61 , 62 elektrisch voneinander getrennt werden und die Gefahr eines Kurzschlusses ist trotz des geringen Abstands zwischen den Kontakt flächen 61 , 62 beziehungsweise der Anschlussstellen 31 , 32 verhältnismäßig gering .

Figur 3 zeigt ein hier beschriebenes elektrisches Bauelement 10 , das eine Trägerstruktur 1 umfasst , gemäß eines zweiten Aus führungsbeispiels . Im Gegensatz zu dem ersten Aus führungsbeispiel sind die Leiterbahnen 3 und die Deckschicht 4 direkt auf dem Grundkörper 2 aufgebracht .

Ferner umfasst im Gegensatz zu dem ersten Aus führungsbeispiel eine Schutzschicht 8 . Die Schutzschicht 8 ist auf der Trägerstruktur 1 und dem elektronischen Chip 6 aufgebracht . Die Schutzschicht 8 ist transparent für Strahlung, die im Betrieb im Chip 6 erzeugt wird . Die Schutzschicht 8 umfasst Silikon, Acryl , Glas und/oder Epoxid . Mittels der Schutzschicht 8 lassen sich die Trägerstruktur 1 und der Chip 6 vor Umwelteinflüssen schützen .

Figur 4 zeigt ein hier beschriebenes elektrisches Bauelement 10 , das eine Trägerstruktur 1 umfasst , gemäß eines dritten Aus führungsbeispiels . Im Gegensatz zu dem zweiten Aus führungsbeispiel bildet die Deckschicht 4 ein Positivbild der Leiterbahnen 3 . Das heißt , die Deckschicht 4 bedeckt die Leiterbahnen 3 und ist auf diese beschränkt . Die Deckschicht 4 ist in diesem Aus führungsbeispiel ein elektrisch leitfähiger Positiv-Photolack .

Der Chip 6 ist in direktem Kontakt zu der Deckschicht 4 . Uber die Deckschicht 4 wird eine elektrische Verbindung zwischen dem Chip 6 und den Anschlussstellen 31 , 32 der Trägerstruktur 1 erreicht . Vorteilhafterweise kann damit auf ein Aufbringen eines Kontaktmaterials 7 verzichtet werden und ein relativ aufwendiger Lotprozess kann entfallen .

Bei dem Verfahren gemäß dem ersten Aus führungsbeispiel wird ein Grundkörper 2 mit einer Hauptseite 20 bereitgestellt . Auf der Hauptseite 20 sind Leiterbahnen 3 angeordnet . Auf der Hauptseite 20 wird ein Deckmaterial 40 aufgebracht , insbesondere flächig aufgebracht . Wie in Figur 5 erkennbar ist , wird ein elektronischer Chip 6 auf das Deckmaterial 40 aufgebracht . Das Deckmaterial 40 ist insbesondere ein Negativ-Photolack, der noch nicht vernetzt ist .

Der Grundkörper 2 und die Leiterbahnen 3 weisen bevorzugt die gleichen Merkmale auf wie der Grundkörper 2 und die Leiterbahnen 3 der Figuren 1 bis 4 . Der Grundkörper 2 weist eine Dicke 21 von 100 pm auf und die Leiterbahnen 3 weisen eine Dicke 33 von 2 pm auf . Die Dicke wird senkrecht zur Hauptseite 20 bestimmt .

Der Chip 6 ist eine pLED und weist an einer dem Grundkörper 2 zugewandten Seite eine erste Kontakt fläche 61 und eine zweite Kontakt fläche 62 zur Bestromung des Chips 6 auf . An einer von dem Grundkörper 2 abgewandten Seite weist der Chip 6 eine Kantenlänge 63 von unter 100 pm, beispielsweise 80 pm auf .

Bei dem Chip 6 kann es sich um den gleichen Chip wie in Verbindung mit den Figuren 1 bis 4 beschrieben, handeln .

In einem nachfolgenden Verfahrensschritt wird das Deckmaterial 40 durch den Grundkörper 2 mit Strahlung 9 bestrahlt ( Figur 6 ) . Die Strahlung 9 ist UV-Strahlung . Der Grundkörper 9 ist transparent für die Strahlung 9 . Die Leiterbahnen 3 sind intransparent für die Strahlung 9 . Das heißt , die Leiterbahnen 3 sind eine Schattenmaske für das Deckmaterial 40 .

Der Negativ-Photolack des Deckmaterials 40 ist vernetzt in Bereichen, in denen er der Strahlung 9 ausgesetzt ist . Das heißt , das Deckmaterial 40 ist vernetzt in Bereichen, die nicht von den Leiterbahnen abgeschattet sind .

Nachfolgend wird das Deckmaterial 40 entwickelt , wodurch nicht-vernet zte Bereich des Deckmaterials 40 entfernt werden ( Figur 7 ) . Dabei wird das Deckmaterial 40 zu der Deckschicht 4 strukturiert . In dem Ausschnitt der Figur 7 verbleibt die Deckschicht 4 lediglich in einem Bereich zwischen der ersten Anschlussstelle 31 und der zweiten Anschlussstelle 32 der Trägerstruktur 1 beziehungsweise zwischen der ersten und zweiten Kontakt fläche 61 , 62 . Damit können die erste und zweite Anschlussstelle 31 , 32 beziehungsweise die erste und zweite Kontakt fläche 61 , 62 elektrisch getrennt werden und die Gefahr eines Kurzschlusses wird reduziert .

In einem alternativen Aus führungsbeispiel ist es möglich, dass ein Aufbringen des Deckmaterials 40 und eine Entwicklung des Negativ- Fotolacks des Deckmaterials 40 vor dem Aufbringen des Chips 6 erfolgt . Das heißt , in einem ersten Schritt wird das Deckmaterial 40 auf den Grundkörper 2 aufgebracht und, wie in Figur 6 illustriert , eine Bestrahlung des Deckmaterials 40 durchgeführt , und das Deckmaterial 40 zu der Deckschicht 4 entwickelt . Anschließend wird der Chip 6 auf eine von dem Grundkörper 2 abgewandte Seite der Deckschicht 4 aufgebracht , sodass die Kontakt flächen 61 , 62 den zugeordneten Anschlussstellen 31 , 32 gegenüberliegen . Bei dieser Schrittfolge wird somit ein, wie in der Figur 7 illustriertes Zwischenprodukt erzielt . Nachfolgend kann das Verfahren gemäß dem alternativen Aus führungsbeispiel analog zu dem Verfahren nach dem ersten Aus führungsbeispiel weitergeführt werden, wie im Folgenden ausgeführt ist .

Ein Vorteil des Verfahrens gemäß dem alternativen Aus führungsbeispiel ist , dass während des Entwickelns des Negaitv-Photolacks des Deckmaterials 40 der Chip 6 nicht abgelöst werden oder verrutschen kann .

Bei dem Verfahren nach dem ersten Aus führungsbeispiel und/oder dem Verfahren nach dem alternativen Aus führungsbeispiel wird in einem nachfolgenden Schritt ein Kontaktmaterial 7 zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zwischen den Kontaktbereichen 61 , 62 und den zugeordneten Anschlussstellen 31 , 32 aufgebracht . Das Kontaktmaterial 7 ist bei dem vorliegenden Aus führungsbeispiel ein Lot , das in flüssiger Form mittels Druckens aufgebracht wird ( Figur 8 ) . Vorteilhafterweise kann damit ein verhältnismäßig einfacher und kostengünstiger Prozess zum Aufbringen des Lots verwendet werden .

Wie in Figur 9 illustriert , dringt das Kontaktmaterial 7 in einen Zwischenraum zwischen den Kontakt flächen 61 , 62 und den Anschlussstellen 31 , 32 vor, womit eine elektrische Verbindung zwischen dem Chip 6 und den Leiterbahnen 3 hergestellt wird . Es wird damit ein elektrisches Bauelement 10 hergestellt , beispielsweise ein Bauelement 10 wie in Verbindung mit Figur 3 beschrieben .

Das Verfahren gemäß dem zweiten Aus führungsbeispiel der Figuren 10 bis 12 unterscheidet sich von dem Verfahren gemäß dem ersten Aus führungsbeispiel ( Figuren 5 bis 9 ) dadurch, dass das Kontaktmaterial 7 eine Lotpaste ist . Die Lotpaste umfasst Lotkugeln 71 , die in einem Lösungsmittel , auch als Flussmittel-Material 72 bezeichnet , gelöst sind . Das Kontaktmaterial 7 wird bei diesem Aus führungsbeispiel mit einer Schablone 11 aufgebracht ( Figur 10 ) . Vorteilhafterweise kann damit ein verhältnismäßig einfacher und kostengünstiger Prozess zum Aufbringen des Lots verwendet werden .

Nachfolgend dringt das Kontaktmaterial 7 in den Zwischenraum zwischen den Kontakt flächen 61 , 62 und den Anschlussstellen 31 , 32 vor ( Figur 11 ) . Dabei kann das Flussmittel-Material 72 zumindest teilweise entfernt werden . Zum Beispiel kann das Flussmittel-Material 72 zumindest teilweise verdampft werden .

Reste des Kontaktmaterials 7 , die zum Beispiel auf dem Chip 6 verbleiben ( Figur 11 ) können nachfolgend entfernt werden, um ein elektrisches Bauelement 10 herzustellen ( Figur 12 ) . Zum Beispiel können die Reste des Kontaktmaterials 7 mittels eines Wasserstrahls , Druckluft , einer Klebefolie und/oder einer Bürste entfernt werden .

Bei dem Verfahren gemäß der Figuren 13 bis 17 wird im Gegensatz zu dem Verfahren gemäß dem ersten Aus führungsbeispiel ein Positiv-Photolack als Deckmaterial 40 verwendet und auf der Hauptseite 20 des Grundkörpers 2 angeordnet ( Figur 13 ) . Nachfolgend wird der Chip 6 aufgebracht .

In Figur 14 ist illustriert , wie das Deckmaterial 40 mit Strahlung 9 zur Strukturierung durch den Grundkörper 2 hindurch bestrahlt wird . Die Strahlung 9 ist UV-Strahlung . Dabei wirken die Leiterbahnen 3 als Schattenmaske . Der Positiv-Photolack lässt sich in Bereichen, die der Strahlung 9 ausgesetzt sind beim Entwickeln entfernen ( Figur 15 ) , so dass das Deckmaterial 40 zu einer Deckschicht 4 strukturiert wird, die ein Positivbild der Leiterbahnen 3 bildet . Das heißt , die Deckschicht 4 bedeckt die Leiterbahnen 3 und ist in Sicht auf die Hauptseite 20 auf diese beschränkt .

Der Positiv-Photolack der Deckschicht 4 ist elektrisch leitfähig, womit ein elektrisches Bauelement 10 , beispielsweise gemäß Figur 4 hergestellt ist . Vorteilhafterweise kann auf einen Lotprozess dabei verzichtet werden .

In einem weiteren alternativen Aus führungsbeispiel kann das Aufbringen, Bestrahlen und Entwickeln des Deckmaterials 40 beziehungsweise des Positiv-Photolacks des Deckmaterials 40 vor dem Aufbringen des Chips 6 erfolgen . Das heißt , in einem ersten Schritt wird das Deckmaterial 40 auf den Grundkörper 2 aufgebracht und, wie in Figur 14 illustriert , eine Bestrahlung des Deckmaterials 40 durchgeführt und das Deckmaterial zu der Deckschicht 4 entwickelt . Anschließend wird der Chip 6 auf eine von dem Grundkörper 2 abgewandte Seite der Deckschicht 4 aufgebracht , sodass die Kontakt flächen 61 , 62 den zugeordneten Anschlussstellen 31 , 32 gegenüberliegen . Dabei wird insbesondere ein Bauelement 10 gemäß der Figur 15 hergestellt .

Ein Vorteil des Verfahrens gemäß dem weiteren alternativen Aus führungsbeispiel ist , dass während des Entwickelns des Positiv-Photolacks des Deckmaterials 40 der Chip 6 nicht abgelöst werden kann . Optional kann das Verfahren gemäß des dritten Aus führungsspiel und/oder gemäß des weiteren alternativen Aus führungsbeispiels weitergeführt werden, indem ein weiteres Deckmaterial 41 flächig auf die Hauptseite 20 aufgebracht wird ( Figur 16 ) . Das weitere Deckmaterial 41 ist zum Beispiel ein Silikon, ein Glas oder ein Epoxid .

Das weitere Deckmaterial 41 kann nachfolgend zu einer weiteren Deckschicht 42 ausgehärtet werden . Zusätzlich kann die Deckschicht 4 entfernt werden ( Figur 17 ) . Dadurch bildet die weitere Deckschicht 42 ein Negativbild der Leiterbahnen 3 .

Nachfolgend kann, wie in Zusammenhang mit den Figuren 8 bis 12 erläutert , ein Kontaktmaterial 7 aufgebracht werden, um ein elektrisches Bauelement 10 herzustellen .

Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Aus führungsbeispiele auf diese beschränkt . Vielmehr umfasst die Erfindung j edes neue Merkmal sowie j ede Kombination von Merkmalen, was insbesondere j ede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet , auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht expli zit in den Patentansprüchen oder Aus führungsbeispielen angegeben ist .

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2024 118 074 . 9 , deren Of fenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird . Bezugs zeichenliste

1 Trägerstruktur

2 Grundkörper

3 Leiterbahn

4 Deckschicht

5 Zwischenschicht

6 elektrischer Chip

7 Kontaktmaterial

8 Schutzschicht

9 Strahlung

10 elektrisches Bauelement

11 Schablone

20 Hauptseite

21 Dicke des Trägers

30 Abstand

31 erste Anschlussstelle

32 zweite Anschlussstelle

33 Dicke der Leiterbahn

40 Deckmaterial

41 weiteres Deckmaterial

42 weitere Deckschicht

61 erste Kontakt fläche

62 zweite Kontakt fläche

63 Kantenlänge des elektronischen Chips

71 Lotkugel

72 Flussmittel-Material von Lotpaste

Claims

Patentansprüche

1. Trägerstruktur (1) für ein elektrisches Bauelement (10) , umfassend einen Grundkörper (2) , eine Mehrzahl von Leiterbahnen (3) an einer Hauptseite (20) des Grundkörpers (2) und eine strukturierte Deckschicht (4) an der Hauptseite (20) des Grundkörpers (2) , wobei

- gemäß einer ersten Alternative die strukturierte Deckschicht (4) in Sicht auf die Hauptseite (20) ein Negativbild der Leiterbahnen (3) bildet, so dass die Leiterbahnen (3) frei von der Deckschicht (4) sind, oder

- gemäß einer zweiten Alternative die strukturierte Deckschicht (4) in Sicht auf die Hauptseite (20) ein Positivbild der Leiterbahnen (3) bildet, so dass die Leiterbahnen (3) vollständig von der Deckschicht (4) bedeckt sind und Bereiche der Hauptseite (20) außerhalb der Leiterbahnen (3) frei von der Deckschicht (4) sind.

2. Trägerstruktur (1) nach Anspruch 1, wobei

- die Leiterbahnen (3) eine Anschlussstruktur mit einer ersten Anschlussstelle (31) und einer zweiten Anschlussstelle (32) aufweisen,

- an die erste und zweite Anschlussstelle (31, 32) unterschiedliche elektrische Potentiale anlegbar sind,

- die erste und zweite Anschlussstelle (31, 32) einen Abstand (30) von höchstens 50 pm aufweisen.

3. Trägerstruktur (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei zwischen den Leiterbahnen (3) und dem Grundkörper (2) zumindest eine Zwischenschicht (5) angeordnet ist, und die Leiterbahnen (3) zumindest teilweise in der zumindest einer Zwischenschicht (5) eingebettet sind.

4. Trägerstruktur (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leiterbahnen (3) zumindest an einer von dem Grundkörper (2) abgewandten Seite geschwärzt sind, und die Deckschicht (4) transparent ist.

5. Trägerstruktur (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leiterbahnen (3) allseitig geschwärzt sind .

6. Trägerstruktur (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leiterbahnen (3)

- jeweils eine Breite jeweils zwischen 2 pm und 10 pm aufweisen,

- ein regelmäßiges Gittermuster bilden, und ein Abstand der Leiterbahnen (3) in dem Gittermuster zwischen 100 pm und 200 pm beträgt.

7. Trägerstruktur (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei gemäß der ersten Alternative die Deckschicht

(4) einen Negativ-Photolack oder ein Silikon oder ein Epoxid umfasst .

8. Trägerstruktur (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei gemäß der zweiten Alternative die Deckschicht (4) einen elektrisch leitfähigen Positiv-Photolack umfasst.

9. Elektrisches Bauelement (10) umfassend

- eine Trägerstruktur (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 7 gemäß der ersten Alternative und

- mindestens einen elektronischen Chip (6) , wobei

- der elektronische Chip (6) eine erste elektrische Kontakt fläche (61) und eine zweite elektrische Kontakt fläche (62) aufweist

- die erste elektrische Kontakt fläche (61) mit der ersten Anschlussstelle (31) verbunden ist,

- die zweite elektrische Kontakt fläche (62) mit der zweiten Anschlussstelle (32) verbunden ist,

- zumindest ein Teil der Deckschicht (4) zwischen der ersten und zweiten Kontakt fläche (61, 62) angeordnet ist und die erste und zweite Kontakt fläche (61, 62) elektrisch voneinander trennt.

10. Elektrisches Bauelement (10) nach Anspruch 9, wobei zwischen der ersten Kontakt fläche (61) und der ersten Anschlussstelle (31) sowie zwischen der zweiten Kontakt fläche

(62) und der zweiten Anschlussstelle (32) ein Kontaktmaterial (7) angeordnet ist.

11. Elektrisches Bauelement (10) umfassend

- eine Trägerstruktur (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 6 oder 8 gemäß der zweiten Alternative und

- mindestens einen elektronischen Chip (6) , wobei

- der elektronische Chip (6) eine erste elektrische Kontakt fläche (61) und eine zweite elektrische Kontakt fläche (62) aufweist,

- zumindest ein Teil der Deckschicht (4) zwischen der ersten Kontakt fläche (61) und der ersten Anschlussstelle (31) sowie zwischen der zweiten Kontakt fläche (62) und der zweiten Anschlussstelle (32) angeordnet ist, und

- die Deckschicht (4) elektrisch leitfähig ist.

12. Elektrisches Bauelement (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei ein Abstand (30) zwischen der ersten und zweiten Kontakt fläche (61, 62) höchstens 50 pm beträgt.

13. Elektrisches Bauelement (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei der elektrische Chip (6) eine pLED ist.

14. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Bauelements (10) umfassend die Schritte:

- Bereitstellen eines Grundkörpers (2) einer Trägerstruktur

(1) aufweisend eine Mehrzahl von Leiterbahnen (3) an einer Hauptseite (20) des Grundkörpers (2) ,

- Aufbringen eines Deckmaterials (40) auf der Hauptseite (20) des Grundkörpers (2) ,

- Aufbringen von zumindest einem elektronischen Chip (6) auf den Grundkörper (2) ,

- Strukturieren des Deckmaterials (40) zu einer Deckschicht (4) , wobei das Deckmaterial (40) durch den Grundkörper (2) bestrahlt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Schritt des Aufbringens des zumindest einen elektronischen Chips (6) vor dem Strukturieren des Deckmaterials (40) erfolgt, sodass der Chip (6) auf das Deckmaterial (40) aufgebracht wird.

16. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Schritt des Strukturierens des Deckmaterials (40) vor dem Aufbringen des elektronischen Chips (6) ausgeführt wird, sodass der Chip (6) auf der Deckschicht (4) aufgebracht wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die strukturierte Deckschicht (4) derart ausgebildet wird, dass die Deckschicht (4) ein Negativbild der Leiterbahnen (3) bildet, in Sicht auf die Hauptseite (20) .

18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei nach Strukturieren des Deckmaterials (40) der elektronische Chip (6) ausschließlich über die Deckschicht (4) in Kontakt mit dem Grundkörper (2) steht und nachfolgend nach Strukturieren des Deckmaterials (40) ein Zwischenraum zwischen dem Grundkörper (2) und dem Chip (6) mit einem Kontaktmaterial (7) gefüllt wird, so dass der Chip (6) elektrisch leitfähig mit den Leiterbahnen (3) verbunden wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei

- die strukturierte Deckschicht (4) derart ausgebildet wird, dass die Deckschicht (4) die Leiterbahnen (3) in Sicht auf die Hauptseite (20) vollständig überdeckt und auf die Leiterbahnen (3) beschränkt ist,

- nach Strukturieren des Deckmaterials (40) der elektronische Chip (6) ausschließlich über die Deckschicht (4) in Kontakt mit dem Grundkörper (2) steht,

- die Deckschicht (4) elektrisch leitfähig ist und der Chip

(6) elektrisch leitfähig mit den Leiterbahnen (3) mittels der Deckschicht (4) verbunden wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei nachfolgend an Strukturieren des Deckmaterials (40)

- ein weiteres Deckmaterial (41) flächig auf der Hauptseite (20) aufgebracht wird,

- die strukturierte Deckschicht (4) entfernt wird,

- das weitere Deckmaterial (41) zu einer weiteren Deckschicht (42) ausgehärtet wird, so dass die weitere Deckschicht (42) ein Negativbild der Leiterbahnen (3) bildet.