專利名稱：可表面安裝的光電子器件和用于制造可表面安裝的光電子器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
提出一種可表面安裝的光電子器件以及一種用于制造這種器件的方法。相關(guān)申請的引用本申請要求德國專利申請102010023815. 5的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容在此通過引用并入本文。
背景技術(shù)：
在制造例如為發(fā)光二極管的可表面安裝的半導(dǎo)體器件(表面安裝器件，SMD)時(shí)，光 電子半導(dǎo)體芯片能夠放置在具有金屬導(dǎo)體框的預(yù)制的殼體中。半導(dǎo)體芯片的安裝典型地通過用銀導(dǎo)電粘接劑粘接而進(jìn)行，這限制了損耗熱量的散熱、進(jìn)而限制了 LED的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本申請的目的是提供一種可表面安裝的器件，其中能夠有效地導(dǎo)出在運(yùn)行中產(chǎn)生的損耗熱量并且此外能夠簡單地、低成本地并且可靠地制造所述器件。此外，提出一種用于制造這種器件的方法。所述目的通過具有獨(dú)立權(quán)利要求的特征的可表面安裝的光電子器件或制造方法來實(shí)現(xiàn)。擴(kuò)展方案和改進(jìn)形式是從屬權(quán)利要求的主題。根據(jù)一個(gè)實(shí)施形式，可表面安裝的光電子器件具有輻射穿透面、光電子半導(dǎo)體芯片和芯片載體。在芯片載體中構(gòu)成有空腔，在所述空腔中設(shè)置有半導(dǎo)體芯片。模制體至少局部地包圍芯片載體。芯片載體在垂直于輻射穿透面延伸的豎直方向上完全地延伸穿過模制體。因此，在半導(dǎo)體芯片運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的損耗熱量能夠從半導(dǎo)體芯片中直接地經(jīng)由芯片載體從器件中導(dǎo)出。在豎直方向上，芯片載體在朝向輻射穿透面的上側(cè)和下側(cè)之間延伸?？涨贿m當(dāng)?shù)貥?gòu)成在芯片載體的上側(cè)中。半導(dǎo)體芯片優(yōu)選與芯片載體材料接合地連接。在材料接合的連接中，優(yōu)選為預(yù)制的連接配對件借助于原子力和/或分子力結(jié)合在一起。材料接合的連接例如能夠借助于如粘接劑或焊料的連接機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。通常，連接的分開隨著例如連接層的連接機(jī)構(gòu)的和/或連接配對件中的至少一個(gè)的損壞而出現(xiàn)。優(yōu)選地，在芯片載體和半導(dǎo)體芯片之間構(gòu)成有焊料層作為連接層。焊料層的特征在于尤其高的導(dǎo)熱性，使得半導(dǎo)體芯片和芯片載體之間的熱阻降低，進(jìn)而盡可能地改進(jìn)從半導(dǎo)體芯片中導(dǎo)熱。模制體優(yōu)選地包含塑料材料或者由塑料材料制成。在制造器件時(shí)能夠簡單地、可靠地并且低成本地將這種材料模制到芯片載體上。半導(dǎo)體芯片優(yōu)選地完全設(shè)置在空腔之內(nèi)。也就是說，半導(dǎo)體芯片優(yōu)選不突出于芯片載體的上側(cè)。
除了光電子半導(dǎo)體芯片之外，器件也能夠具有另一個(gè)半導(dǎo)體芯片，尤其是電子的或光電子的半導(dǎo)體芯片。另一個(gè)半導(dǎo)體芯片能夠設(shè)置在所述空腔中或另一個(gè)空腔中。在一個(gè)優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，模制體在豎直方向上完全地構(gòu)成在通過芯片載體的上側(cè)預(yù)設(shè)的第一主平面和通過芯片載體的下側(cè)預(yù)設(shè)的第二主平面之間。換言之，模制體的最大厚度小于或等于芯片載體的厚度。“厚度”在本文中理解成在豎直方向上的伸展尺寸。此外優(yōu)選地，芯片載體在豎直方向上至少在鄰接于芯片載體的區(qū)域中與芯片載體的下側(cè)和/或與芯片載體的上側(cè)齊平。盡可能地，模制體能夠在橫向方向上完全地環(huán)繞芯片載體，并且尤其在圍繞芯片載體的整個(gè)區(qū)域中與芯片載體的上側(cè)和下側(cè)齊平。在一個(gè)優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，在模制體中設(shè)置有接觸結(jié)構(gòu)。接觸結(jié)構(gòu)優(yōu)選在豎直方向上完全地延伸穿過模制體。接觸結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟?jīng)由例如為接合線連接件的連接導(dǎo)線與半導(dǎo)體芯片導(dǎo)電地連接。借助于接觸結(jié)構(gòu)，半導(dǎo)體芯片能夠由背離輻射穿透面的一側(cè)從外部電接觸。 連接導(dǎo)線優(yōu)選局部地在第一主平面和輻射穿透面之間延伸。因此在豎直方向上，連接導(dǎo)線局部地突出于模制體并且也還突出于芯片載體。在此，連接導(dǎo)線在器件的俯視圖中跨過芯片載體和接觸結(jié)構(gòu)之間的橫向距離。在另一優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，芯片載體形成第一接觸部，半導(dǎo)體芯片能夠經(jīng)由所述第一接觸部從外部電接觸。在該情況下，接觸結(jié)構(gòu)能夠形成另一個(gè)接觸部，其中第一接觸部和另一個(gè)接觸部優(yōu)選地設(shè)置在器件的背離輻射穿透面的一側(cè)。替選地也能夠考慮，芯片載體不設(shè)置為用于從外部電接觸，而是尤其用于導(dǎo)熱。在該情況下，器件適當(dāng)?shù)鼐哂兄辽僖粋€(gè)另外的接觸結(jié)構(gòu)，使得器件提供至少兩個(gè)外部的電接觸部。在一個(gè)優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，空腔的底面具有第一覆層。第一覆層尤其設(shè)置用于簡化與光電子半導(dǎo)體芯片的釬焊連接。因此，借助于第一覆層能夠簡化具有小的熱阻的在芯片載體和半導(dǎo)體芯片之間的連接部的制造。優(yōu)選地，第一覆層由金或含有金的金屬合金制成。在另一優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，空腔的一個(gè)側(cè)面構(gòu)成為反射在光電子器件運(yùn)行時(shí)待由光電子半導(dǎo)體芯片產(chǎn)生的和/或接收的輻射。尤其地，該側(cè)面具有第二覆層。第二覆層優(yōu)選地包含金屬或金屬合金。在可見光譜范圍內(nèi)和在紫外光譜范圍內(nèi)，例如，銀、鋁、銠和鉻的特征在于高反射率。在紅外光譜范圍內(nèi)，例如，金適用于第二覆層。替選地或者補(bǔ)充地，芯片載體也能夠包含塑料。為了提高反射率能夠?qū)⒗鐬槎趸伒奶畛洳牧弦氲剿芰现?。在一個(gè)優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，光電子半導(dǎo)體芯片嵌入到包套中。包套用于封裝半導(dǎo)體芯片并且保護(hù)所述半導(dǎo)體芯片不受例如濕氣或灰塵的有害的外界影響。優(yōu)選地，包套也至少局部地覆蓋模制體。此外優(yōu)選地，在豎直方向上，包套朝著輻射穿透面的方向延伸超過模制體的第一主平面。尤其地，輻射穿透面能夠借助于包套形成。包套例如能夠至少局部地構(gòu)成為透鏡形的，例如在器件的俯視圖中凸形地彎曲。包套適當(dāng)?shù)貙τ诖诠怆娮影雽?dǎo)體芯片中產(chǎn)生的和/或接收的輻射而言構(gòu)成為是透明的或者至少半透明的。在一個(gè)優(yōu)選的改進(jìn)形式中，芯片載體具有錨固結(jié)構(gòu)，包套和/或模制體模制到所述錨固結(jié)構(gòu)上。錨固結(jié)構(gòu)設(shè)置用于持久地阻止或者至少妨礙包套和/或模制體從芯片載體脫落。例如，從輻射穿透面起觀察，芯片載體能夠具有側(cè)凹部。尤其地，用于模制體的錨固結(jié)構(gòu)能夠構(gòu)成為凸起部，所述凸起部在橫向方向上完全地或者至少局部地環(huán)繞芯片載體。用于包套的錨固結(jié)構(gòu)能夠尤其構(gòu)成在空腔中或者鄰接于空腔。在另一個(gè)優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，包套和模制體至少在沿著輻射穿透面延伸的方向上 是齊平的。優(yōu)選地，包套和模制體在器件的整個(gè)周邊上是相互齊平的。在制造中，借助于在共同的生產(chǎn)步驟中切開包套和模制體而能夠尤其簡單地從并排設(shè)置的器件區(qū)域的矩陣中分表I]這種器件。在用于制造可表面安裝的光電子器件的方法中，根據(jù)一個(gè)實(shí)施形式來提供芯片載體，其中在上側(cè)中構(gòu)成有空腔。將光電子半導(dǎo)體芯片設(shè)置并且適當(dāng)?shù)毓潭ㄔ诳涨恢?。將芯片載體設(shè)置在輔助載體上。將具有芯片載體的輔助載體設(shè)置在成型模具中，其中空腔借助于成型模具和芯片載體的上側(cè)密封地封閉。將成型模具用模塑料填充，其中模塑料在空腔之外至少局部地模制到芯片載體上。移除成型模具。移除輔助載體。優(yōu)選地以所說明的制造步驟的順序來執(zhí)行方法。然而，也能夠考慮與此不同的順序。例如，也能夠在將模塑料模制到芯片載體上之后才將半導(dǎo)體芯片設(shè)置在空腔中?！懊芊獾胤忾]”在本文中理解成，在填充成型模具時(shí)，模塑料不滲入到芯片載體的空腔中。優(yōu)選地，芯片載體和成型模具在環(huán)繞空腔的區(qū)域中直接地彼此鄰接。借助于所述方法能夠同時(shí)制造多個(gè)光電子器件。并排設(shè)置的器件能夠尤其借助于切開模塑料來分割、例如借助鋸來分割。這適當(dāng)?shù)卦谝瞥尚湍＞咧筮M(jìn)行。芯片載體適當(dāng)?shù)貥?gòu)成為是無支撐的。也就是說，芯片載體能夠尤其與已經(jīng)安裝在芯片載體上的光電子半導(dǎo)體芯片一起簡單地并且可靠地放置在輔助載體上。在一個(gè)優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，在輔助載體上構(gòu)成接觸結(jié)構(gòu)。接觸結(jié)構(gòu)優(yōu)選作為導(dǎo)體框提供。此外優(yōu)選地，尤其在將芯片載體放置在輔助載體上之前，已經(jīng)在輔助載體上預(yù)制接觸結(jié)構(gòu)。在一個(gè)優(yōu)選的改進(jìn)形式中，接觸結(jié)構(gòu)在豎直方向上結(jié)構(gòu)化。接觸結(jié)構(gòu)借助于所述結(jié)構(gòu)化而能夠具有不同的厚度。在將模塑料模制到接觸結(jié)構(gòu)上時(shí)，這能夠引起接觸結(jié)構(gòu)和模制體的改進(jìn)的接合，由此改進(jìn)器件的機(jī)械穩(wěn)定性。在填充成型模具時(shí)，接觸結(jié)構(gòu)和芯片載體能夠借助于用于模制體的模塑料持久地并且穩(wěn)定地彼此機(jī)械連接。在移除成型模具之后，半導(dǎo)體芯片能夠借助于連接導(dǎo)線導(dǎo)電地與接觸結(jié)構(gòu)連接。這例如能夠借助于接合線方法進(jìn)行。在一個(gè)優(yōu)選的擴(kuò)展方案中，芯片載體具有外側(cè)面，所述外側(cè)面從芯片載體的上側(cè)延伸至芯片載體的下側(cè)。外側(cè)面優(yōu)選完全由模塑料成型。模制體優(yōu)選地借助于注塑或傳遞模塑來制造。原則上，所有能夠簡單地并且可靠地填充成型模具的制造方法都適合。將成型模具移除之后，優(yōu)選地給半導(dǎo)體芯片配備包套。包套能夠至少局部地、優(yōu)選完全地覆蓋模制體。在分割器件時(shí)，能夠?qū)缀湍Ｖ企w一起切開。因此，形成多個(gè)光電子器件，其中包套和模制體沿著器件的邊界是相互齊平的。所描述的方法尤其適合于制造在更上面描述的光電子器件。因此，對于所述方法也能夠考慮結(jié)合器件所詳述的特征，并且反之亦然。


結(jié)合附圖從實(shí)施例的以下描述中得出其他的特征、擴(kuò)展方案和適當(dāng)方案。其中圖IA和IB不出可表面安裝的光電子器件的第一實(shí)施例的不意的俯視圖(圖1B)和所屬的剖面圖(圖1A)；圖2示出可表面安裝的光電子器件的第二實(shí)施例的示意的剖面圖；
圖3A至3F根據(jù)示意地在剖面圖中示出的中間步驟示出用于制造光電子器件的方法的實(shí)施例；圖4示出用于制造光電子器件的器件復(fù)合結(jié)構(gòu)的實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式相同的、相類的或起相同作用的元件在圖中設(shè)有相同的附圖標(biāo)記。圖和在圖中示出的元件彼此間的尺寸關(guān)系不能夠視為是按照比例的。相反地，為了更好的顯示性和/或?yàn)榱烁玫睦斫?，能夠夸大地示出各個(gè)元件。在圖IA和IB中以示意圖示出可表面安裝的光電子器件I的第一實(shí)施例的示意的俯視圖(圖1B)和所屬的沿著直線A-A’的示意的剖面圖(圖1A)。可表面安裝的光電子器件I具有半導(dǎo)體芯片2，所述半導(dǎo)體芯片設(shè)置在芯片載體3的空腔31中。半導(dǎo)體芯片2借助于連接層9機(jī)械穩(wěn)定地連接在芯片載體3的底面310上。連接層9優(yōu)選地構(gòu)成為釬焊層，并且尤其與粘接連接相比起到將半導(dǎo)體芯片尤其有效地?zé)徇B接到芯片載體3上。空腔構(gòu)成在芯片載體3的朝向器件的輻射穿透面10的上側(cè)35中。芯片載體3在與上側(cè)相對置的下側(cè)36上形成設(shè)置用于外部電接觸的第一接觸部61。在橫向方向上，也就是在垂直于豎直方向延伸的方向中，芯片載體3由模制體5包圍。在豎直方向上，也就是垂直于輻射穿透面10、進(jìn)而平行于主輻射穿透方向，模制體5與上側(cè)35齊平并且與下側(cè)36齊平。模制體5模制到芯片載體3的外側(cè)面39上并且完全覆蓋外側(cè)面。此外，在模制體5中設(shè)置有接觸結(jié)構(gòu)4。接觸結(jié)構(gòu)4在背離輻射穿透面10的一側(cè)上形成可從外部觸到的另一個(gè)接觸部62。接觸結(jié)構(gòu)4借助于接合線連接形式的連接導(dǎo)線8與半導(dǎo)體芯片2導(dǎo)電地連接。在半導(dǎo)體芯片運(yùn)行時(shí)，載流子能夠經(jīng)由第一接觸部61和另一個(gè)接觸部62注入到半導(dǎo)體芯片中或者從所述半導(dǎo)體芯片中流出。在橫向方向上，接觸結(jié)構(gòu)4與芯片載體3間隔開。只經(jīng)由模制體5來進(jìn)行在芯片載體和接觸結(jié)構(gòu)之間的機(jī)械穩(wěn)定的連接。通過連接導(dǎo)線8跨過芯片載體3和接觸結(jié)構(gòu)4之間的橫向間距。連接導(dǎo)線突出于芯片載體的上側(cè)35并且在芯片載體和接觸結(jié)構(gòu)4之間的區(qū)域中在上側(cè)和輻射穿透面10之間延伸。因此，能夠放棄模制體50中用于連接導(dǎo)線的額外的凹部。
模制體5在接觸結(jié)構(gòu)4的區(qū)域中具有凹部51，使得接觸結(jié)構(gòu)在朝向輻射穿透面的一側(cè)是可觸到的以用于連接連接導(dǎo)線8。此外，接觸結(jié)構(gòu)4具有環(huán)形的側(cè)凹部41，其中接觸結(jié)構(gòu)的厚度小于在第二接觸部62的區(qū)域中的厚度。側(cè)凹部用于在模制體5和接觸結(jié)構(gòu)之間的改進(jìn)的接合。接觸結(jié)構(gòu)4在豎直方向上完全地延伸穿過模制體。因此，接觸結(jié)構(gòu)在輻射穿透面10 一側(cè)能夠在器件I之內(nèi)被接觸并且在背離輻射穿透面的一側(cè)能夠從外部電接觸。在豎直方向上，接觸結(jié)構(gòu)的厚度優(yōu)選小于芯片載體3的厚度。以該方式能夠減少接觸結(jié)構(gòu)的材料需求。芯片3具有帶有外部錨固結(jié)構(gòu)32a的錨固結(jié)構(gòu)32。外部錨固結(jié)構(gòu)沿著芯片載體的外側(cè)面39遠(yuǎn)離并且用于將芯片載體3錨固在模制體5中。此外，在空腔31的側(cè)面311上構(gòu)造有內(nèi)部錨固結(jié)構(gòu)32b。光電子器件I還具有包套7，所述包套封裝半導(dǎo)體芯片2。此外，構(gòu)成為接合線連接的連接導(dǎo)線8構(gòu)成在包套中。因此，包套尤其用于保護(hù)半導(dǎo)體芯片和連接導(dǎo)線不受機(jī)械損傷和其他有害的外界影響如濕氣或灰塵。借助于內(nèi)部錨固結(jié)構(gòu)32b能夠改進(jìn)包套7與芯片載體3的連接的機(jī)械穩(wěn)定性。因此，能夠盡可能地降低包套脫落的危險(xiǎn)。模制體5在豎直方向上在第一主平面55和第二主平面56之間延伸。所述主平面分別通過芯片載體3的上側(cè)35或下側(cè)36來預(yù)設(shè)。連接導(dǎo)線8在豎直方向上局部地在第一主平面55和輻射穿透面10之間延伸。因此，連接導(dǎo)線突出于第一主平面。輻射穿透面10借助于包套7形成。包套7的一個(gè)區(qū)域構(gòu)成為用于在光電子半導(dǎo)體芯片中待在運(yùn)行中產(chǎn)生的和/或待檢測的輻射的透鏡71。對輻射而言，包套7適當(dāng)?shù)貥?gòu)成為透明的或者至少半透明的。優(yōu)選地，包套包含硅樹脂、環(huán)氧化物或硅樹脂和環(huán)氧化物的混合物，或者由這種材料制成或由這種材料的混合物制成。此外，在包套中能夠構(gòu)成光散射的或反射的顆粒和/或熒光轉(zhuǎn)換材料。相反地，模制體5的材料盡可能與其光學(xué)特性無關(guān)地來選擇并且尤其也構(gòu)成為是吸收輻射的。模制體5優(yōu)選地包含塑料或者由塑料制成。在橫向方向上，模制體5通過邊緣52來限界。模制體5和包套7沿著邊緣優(yōu)選地在器件的整個(gè)周邊上彼此齊平。芯片載體3在該實(shí)施例中由導(dǎo)電材料形成，優(yōu)選地由例如為銅、鋁、銀或金的金屬或者由帶有至少一種這樣的金屬的金屬合金形成。但是不同于所描述的實(shí)施例，芯片載體3也能夠構(gòu)成為是電絕緣的。在該情況下，器件I適當(dāng)?shù)鼐哂辛硪粋€(gè)接觸結(jié)構(gòu)，使得接觸結(jié)構(gòu)4和所述另一個(gè)接觸結(jié)構(gòu)(沒有詳細(xì)示出)形成器件I的兩個(gè)外部接觸部。對于電絕緣的芯片載體3的情況而言，例如能夠使用例如為氮化鋁或氮化硼的陶瓷或者例如為硅樹脂的塑料。為了提高反射而能夠例如用二氧化鈦填充塑料。陶瓷的特征能夠在于高的導(dǎo)熱性。半導(dǎo)體芯片2完全構(gòu)成在芯片載體3的空腔31之內(nèi)。因此，所述半導(dǎo)體芯片不突出于芯片載體的上側(cè)35。光電子半導(dǎo)體芯片2例如能夠構(gòu)成為LED芯片，構(gòu)成為激光器芯片或輻射檢測芯片。優(yōu)選地，半導(dǎo)體芯片包含III-V族半導(dǎo)體材料。III-V族半導(dǎo)體材料尤其適合于產(chǎn)生在紫外(AlxInyGai_x_yN)光譜范圍中經(jīng)過可見光譜范圍(AlxInyGai_x_yN，尤其針對藍(lán)色的至綠色的輻射，AlxInyGa1^yP,尤其針對黃色的至紅色的輻射)直到紅外線的(AlxInyGai_x_yAS)光譜范圍的福射。在此O和x+y ( I、特別地，其中x古Lx^O和/或y古O。借助于尤其來自所述材料系統(tǒng)的III-V族半導(dǎo)體材料，還能夠在輻射產(chǎn)生時(shí)實(shí)現(xiàn)聞的內(nèi)部量子效率。在圖2中示意地示出可表面安裝的光電子器件的第二實(shí)施例的剖面圖。所述第二實(shí)施例基本上相當(dāng)于結(jié)合圖I描述的第一實(shí)施例。
與此不同的是，芯片載體3的空腔31構(gòu)成為是反射器式的?？涨?1的側(cè)面311優(yōu)選具有相對于空腔的底面310成20°至70°的角度，其中包括邊界值。芯片載體3構(gòu)造成覆層的本體，例如構(gòu)造成覆層的銅本體。底面310借助于第一覆層33形成。第一覆層優(yōu)選地構(gòu)成用于簡單地制造芯片載體3和半導(dǎo)體芯片2之間的釬焊連接。優(yōu)選地，第一覆層由金或含金的合金制成。側(cè)面311借助于第二覆層34形成。第二覆層34優(yōu)選地對在半導(dǎo)體芯片中待在運(yùn)行中產(chǎn)生的和/或檢測的輻射而言具有高反射率，優(yōu)選為60%或更高。優(yōu)選地，第二覆層包含金屬或金屬合金，例如銀、鋁、銠或鉻的特征在于在可見的和紫外的光譜范圍內(nèi)的高反射率。金尤其適合于在紅外光譜范圍內(nèi)的輻射。芯片載體3的所描述的多層結(jié)構(gòu)也能夠用于結(jié)合圖I描述的第一實(shí)施例。錨固結(jié)構(gòu)32在該實(shí)施例中僅用于將芯片載體3錨固在模制體5中。然而如結(jié)合圖IA所描述的，不同于所描述的實(shí)施例，也能夠?yàn)榘?設(shè)置錨固結(jié)構(gòu)。在圖3A至3F中根據(jù)以剖面圖示意地示出的中間步驟來示出用于制造可表面安裝的光電半導(dǎo)體器件的方法的一個(gè)實(shí)施例。為了改進(jìn)地描述，在圖3A至3F中僅示出器件復(fù)合結(jié)構(gòu)的一部分，在制造時(shí)由所述器件復(fù)合結(jié)構(gòu)制成器件。在圖4中以俯視圖示出在分割成器件之前的器件復(fù)合結(jié)構(gòu)11的俯視圖。如在圖3A中示出的，提供具有上側(cè)35和下側(cè)36的芯片載體3。在上側(cè)35方面，空腔31構(gòu)成在芯片載體3中。此外，提供光電子半導(dǎo)體芯片2。光電子半導(dǎo)體芯片2在芯片載體3的空腔31中借助于連接層9導(dǎo)電地并且機(jī)械穩(wěn)定地連接。如結(jié)合圖2描述的，芯片載體3至少在空腔31的底面310的區(qū)域中具有覆層，使得半導(dǎo)體芯片2能夠釬焊到芯片載體上。芯片載體3連同半導(dǎo)體芯片2設(shè)置在輔助載體15上。例如塑料薄膜適合作為輔助載體，所述塑料薄膜優(yōu)選至少在朝向芯片載體3的一側(cè)具有附著特性。在輔助載體15上還設(shè)置有接觸結(jié)構(gòu)4。接觸結(jié)構(gòu)優(yōu)選在將半導(dǎo)體芯片2固定在輔助載體上之前已構(gòu)成在輔助載體上。將帶有芯片載體3和接觸結(jié)構(gòu)4的輔助載體設(shè)置在成型模具59中(圖3D)。芯片載體3和成型模具59相互匹配，使得芯片載體的上側(cè)35和成型模具59直接地彼此鄰接并且密封地包圍空腔31。因此，在用模塑料50填充成型模具59時(shí)，模塑料模制到芯片載體3上，而不滲入到空腔31中。
成型模具59在接觸結(jié)構(gòu)4的區(qū)域中具有凸起部591。凸起部591直接地鄰接接觸結(jié)構(gòu)4，使得接觸結(jié)構(gòu)4在凸起部的區(qū)域中保持沒有模塑料的材料。成型模具59的填充優(yōu)選借助于澆注法或噴射法來進(jìn)行、例如借助于注塑或傳遞模塑來進(jìn)行。在模塑料50完全硬化或至少變硬之后，能夠移除成型模具59。借助于如此形成的模制體5，現(xiàn)在接觸材料4與芯片載體3機(jī)械穩(wěn)定地連接。在移除成型模具之后也能夠移除輔助載體15。半導(dǎo)體芯片2和接觸結(jié)構(gòu)4借助于例如為接合線連接的連接導(dǎo)線8導(dǎo)電地彼此連接(圖3E)。在制造導(dǎo)電連接之后，半導(dǎo)體芯片2和模制體5能夠設(shè)有包套7。包套能夠借助于另外的注塑法或傳遞模塑法制造。
包套7優(yōu)選地構(gòu)成為，使得所述包套完全地覆蓋半導(dǎo)體芯片和連接導(dǎo)線8。此外優(yōu)選的是，整個(gè)模制體5被包套覆蓋。在構(gòu)成包套之后，借助于切開、例如借助于鋸開模制體5和包套7能夠?qū)⑵骷?fù)合結(jié)構(gòu)分割成各個(gè)器件。所述方法示例性地根據(jù)如結(jié)合圖2所描述的構(gòu)成的器件的制造來描述(圖3F)。顯然地，所述方法也適用于制造根據(jù)按圖IA和IB描述的第一實(shí)施例的器件。在圖4中示意地示出在分割成器件之前的器件復(fù)合結(jié)構(gòu)11的俯視圖。在輔助載體15上構(gòu)成接觸結(jié)構(gòu)復(fù)合結(jié)構(gòu)40。在接觸結(jié)構(gòu)復(fù)合結(jié)構(gòu)中，稍后的器件的各個(gè)接觸結(jié)構(gòu)4借助于連接部42彼此連接。因此，接觸結(jié)構(gòu)復(fù)合結(jié)構(gòu)形成接觸結(jié)構(gòu)4的連續(xù)的復(fù)合結(jié)構(gòu)。接觸結(jié)構(gòu)復(fù)合結(jié)構(gòu)例如能夠構(gòu)成為用于導(dǎo)體框的板材。板材例如能夠被沖壓、壓印或刻蝕。尤其地，板材能夠包含銅或者由銅制成。也能夠使用例如為所謂的“軟性基板(flex substrate)”的復(fù)合結(jié)構(gòu)材料,或者剛性的或柔性的印刷電路板(printedcircuit board, PCB)。在分割器件復(fù)合結(jié)構(gòu)11時(shí)，沿著虛線示出的分割線12分割分別具有至少一個(gè)半導(dǎo)體芯片2、一個(gè)芯片載體3和一個(gè)接觸結(jié)構(gòu)4的各個(gè)器件區(qū)域。在所描述的方法中，光電子半導(dǎo)體芯片2能夠在構(gòu)成模制體5之前已固定在芯片載體3上。然而，也能夠不同于所描述的實(shí)施例而考慮，在將模制體5模制到芯片載體3上之后，才將半導(dǎo)體芯片固定在芯片載體3中。在兩種情況下，借助于釬焊連接能夠在半導(dǎo)體芯片2和芯片載體3之間制造導(dǎo)電的連接。為了簡化釬焊連接，僅芯片載體3的空腔31的底面310設(shè)有覆層就已經(jīng)是足夠的。相反地，接觸結(jié)構(gòu)4不設(shè)置成用于釬焊連接，并且因此不必滿足關(guān)于與焊料的可連接性的特殊要求。因此，半導(dǎo)體芯片2能夠借助于釬焊連接來安裝，而不必對導(dǎo)體框進(jìn)行大面積的鍍金。相反地，僅芯片載體3的相對小的面積或其底面設(shè)有這種覆層就是足夠的。由此，在制造時(shí)能夠節(jié)約資源、進(jìn)而節(jié)約成本，而不影響制造方法的可靠性。本發(fā)明不通過根據(jù)實(shí)施例進(jìn)行的描述來限制。相反地，本發(fā)明包括每個(gè)新特征以及特征的任意的組合，這尤其包括在權(quán)利要求中的特征的任意的組合，即使所述特征或所述組合自身沒有明確地在權(quán)利要求或?qū)嵤├姓f明時(shí)也如此。
權(quán)利要求
1.可表面安裝的光電子器件(1)，具有 -輻射穿透面(10)； -光電子半導(dǎo)體芯片(2)； -芯片載體(3)，在所述芯片載體中構(gòu)成有空腔(31)，所述光電子半導(dǎo)體芯片(2)設(shè)置在所述空腔中；和 -模制體(5)，所述模制體(5)至少局部地包圍所述芯片載體(3); 其中所述芯片載體(3)在垂直于所述輻射穿透面(10)延伸的豎直方向中完全地延伸穿過所述模制體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可表面安裝的光電子器件， 其中所述模制體在豎直方向上完全構(gòu)造在通過所述芯片載體的上側(cè)(35)預(yù)設(shè)的第一主平面(55)和通過所述芯片載體的下側(cè)(36)預(yù)設(shè)的第二主平面(56)之間，并且所述模制體在接觸結(jié)構(gòu)的區(qū)域中具有凹部(51)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可表面安裝的光電子器件， 其中在所述模制體中設(shè)置有接觸結(jié)構(gòu)(4)，所述接觸結(jié)構(gòu)在豎直方向上完全地延伸穿過所述模制體，其中所述接觸結(jié)構(gòu)經(jīng)由連接導(dǎo)線(8)與所述半導(dǎo)體芯片導(dǎo)電地連接，并且所述連接導(dǎo)線局部地在所述第一主平面和所述輻射穿透面之間延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可表面安裝的光電子器件， 其中所述芯片載體形成第一接觸部(61)并且所述接觸結(jié)構(gòu)形成另一個(gè)接觸部(62)，其中所述第一接觸部和所述另一個(gè)接觸部設(shè)置在所述器件的背離所述輻射穿透面的一側(cè)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4之一所述的可表面安裝的光電子器件， 其中所述空腔的側(cè)面(311)構(gòu)成為反射在所述光電子器件運(yùn)行時(shí)待由所述光電子半導(dǎo)體芯片產(chǎn)生的和/或接收的輻射。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可表面安裝的光電子器件， 其中所述空腔的底面(310)具有第一覆層，并且所述空腔的所述側(cè)面具有第二覆層，其中所述第一覆層包含金并且所述第二覆層包含銀、鋁、銠或鉻。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6之一所述的可表面安裝的光電子器件， 其中所述光電子半導(dǎo)體芯片嵌入到包套(7)中，其中所述包套至少局部地覆蓋所述模制體。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可表面安裝的光電子器件， 其中所述芯片載體具有錨固結(jié)構(gòu)(32，32a，32b )，所述包套和/或所述模制體被模制到所述錨固結(jié)構(gòu)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的可表面安裝的光電子器件， 其中所述包套和所述模制體至少在沿著所述輻射穿透面延伸的方向上是齊平的。
10.用于制造可表面安裝的光電子器件(I)的方法，具有以下步驟 a)提供芯片載體(3)，其中在上側(cè)(35)中構(gòu)成有空腔(31)； b)將光電子半導(dǎo)體芯片設(shè)置在所述空腔(31)中； c)將所述芯片載體(3)設(shè)置在輔助載體(15)上； d)將所述輔助載體(15)與所述芯片載體(3)設(shè)置在成型模具(59)中，其中所述空腔(31)借助于所述成型模具(59)和所述芯片載體(3)的所述上側(cè)(35)密封地封閉； e )用模塑料(50 )填充所述成型模具(59 )，其中所述模塑料(50 )在所述空腔(31)之外至少局部地模制到所述芯片載體(3)上； f)移除所述成型模具(59);并且 g)移除所述輔助載體(15)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法， 其中在所述輔助載體上構(gòu)成接觸結(jié)構(gòu)(4)，并且在步驟e)中借助于所述模制體將所述芯片載體和所述接觸結(jié)構(gòu)機(jī)械地彼此連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法， 其中所述芯片載體具有外側(cè)面(39)，所述外側(cè)面從所述芯片載體的所述上側(cè)(35)延伸到所述芯片載體的下側(cè)(36)，其中所述外側(cè)面完全地由所述模塑料成型。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12之一所述的方法， 其中借助于注塑或傳遞模塑來制造所述模制體。
14.根據(jù)權(quán)利要求10至13之一所述的方法， 其中在步驟e)之后，給所述半導(dǎo)體芯片配備包套(7)，其中所述包套完全地遮蓋所述模制體。
15.根據(jù)權(quán)利要求10至14之一所述的方法， 其中制造根據(jù)權(quán)利要求I至9之一所述的光電子器件。
全文摘要
提出一種可表面安裝的光電子器件(1)，所述光電子器件具有輻射穿透面(10)、光電子半導(dǎo)體芯片(2)和芯片載體(3)。在芯片載體(3)中構(gòu)成空腔(31)，在所述空腔中設(shè)置有半導(dǎo)體芯片(2)。模制體(5)至少局部地包圍芯片載體(3)，其中芯片載體(3)在垂直于輻射穿透面(10)延伸的豎直方向中完全地延伸穿過模制體(5)。此外，提出一種用于制造可表面安裝的光電子器件的方法。
文檔編號(hào)H01L33/64GK102939669SQ201180029834
公開日2013年2月20日 申請日期2011年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月15日
發(fā)明者邁克爾·齊茨爾斯佩格, 哈拉爾德·雅格 申請人:歐司朗光電半導(dǎo)體有限公司