光电子模块和用于制造光电子模块的方法技术

一种光电子模块(202，204，206，208，210，212，214，216)具有至少一个用于发射电磁辐射(118)的半导体芯片(104)。半导体芯片(104)具有：第一导电性的、尤其是p型导电性的层(120)；第二导电性的、尤其是n型导电性的层(124)；放射面(108)和与放射面(108)相对置的接触面(106)。在放射面(108)上施加有接触部(110，117)。由浇注料(102)构成的框架侧向地至少局部地包围半导体芯片(104)，使得放射面(108)和接触面(106)基本上不具有浇注料(102)。第一接触结构(114)至少局部地设置在框架(103)上并且至少局部地设置在接触面(106)上并且用于电接触第一导电性的层(120)。第二接触结构(116，138)至少局部地设置在框架(103)上并且至少局部地设置在放射面(108)的接触部(110，117)上并且用于电接触第二导电性的层(124)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光电子模块和用于制造光电子模块的方法
本专利技术涉及一种光电子模块和一种用于制造光电子模块的方法。
技术介绍
光电子模块能够具有多个半导体芯片，所述半导体芯片设置在载体上。可能的目标能够是：提供具有均匀亮度的面照明设备。然而，此外，出于可布线性和可接触性的原因，多个半导体芯片的对此所必需的布置可能是不利的。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提出一种光电子模块和一种用于制造光电子模块的方法，所述方法和光电子模块是尤其低成本的。提出一种具有用于发射电磁辐射的至少一个半导体芯片的光电子模块。半导体芯片具有：第一导电性的、尤其是p型导电性的层；第二导电性的、尤其是n型导电性的层；放射面和与放射面相对置的接触面。在放射面上施加有接触部。由浇注料构成的框架侧向地至少局部地包围至少一个半导体芯片，使得放射面和接触面基本上不具有浇注料。第一接触结构至少局部地设置在框架上并且至少局部地设置在接触面上并且用于电接触第一导电性的层。第二接触结构至少局部地设置在框架上并且至少局部地设置在放射面的接触部上并且用于电接触第二导电性的层。在此尤其有利的是，光学功能和电学功能完全隔离。稍后施加光学元件、尤其是用于空间地混匀电磁辐射的混合元件具有纯光学的功能。放射面上的接触部、第一接触结构和第二接触结构具有纯电学的功能。将至少一个半导体芯片嵌入到由浇注料构成的框架中并且在框架之上引导接触结构是有利的，因为对至少一个半导体芯片的接触得到简化且成本降低。特别地，根据本专利技术的模块适合于无接合线的接触。此外，有利的是，根据本专利技术，在安放例如为混合元件的光学元件之前，首先实现全部的电连接。这能够实现：在安放光学元件之前，接触结构能够被测试并且在需要时被再处理。在一个优选的实施方式中，半导体芯片具有大约50μm至大约200μm的棱边长度。多个这样小的半导体芯片对于制造具有均匀亮度的面光源是有利的。通过使用由浇注料构成的框架，半导体芯片相互间的最小间距能够实现大约为20μm的数值。框架的厚度基本上对应于半导体芯片的厚度。这是有利的，因为半导体芯片在其侧面上完全由浇注料包围并且不伸出框架。框架的最小可能的厚度为大约100μm。半导体芯片的厚度从外延层的厚度和尤其能导电的施加有外延层的衬底的厚度得出。锗能够用作为这种衬底。框架的厚度在此例如围绕半导体芯片的最大厚度以最多+/-10％、尤其以最多+/-5％波动。在一个优选的实施方式中，浇注料具有下述材料中的至少一种材料：-硅树脂-环氧树脂-杂化材料。硅树脂作为浇注料是尤其有利的，因为硅树脂是温度稳定的。此外，硅树脂相对于整个可见光谱范围中的电磁辐射是辐射稳定的。环氧树脂作为浇注料是尤其有利的，因为环氧树脂是便宜的。杂化材料是尤其有利的，因为杂化材料将硅树脂和环氧树脂的优点组合。在一个优选的实施方式中，具有下述材料中的至少一种材料的颗粒分散到浇注料中：-二氧化钛(TiO2)，-氧化铝(Al2O3)，-氧化锆(ZrO)，-二氟化钡(BaF2)。所述颗粒作用为漫反射性的散射颗粒(入射角通常与出射角不同)。散射颗粒能够有利地具有大约500nm至大约3μm的粒度。因此，散射颗粒的直径位于应当散射的光的波长的范围中。替选于或除了散射颗粒之外，能够将镜面反射性的颗粒(入射角通常等于出射角)引入到浇注料中，所述镜面反射性的颗粒具有下述材料中的至少一种材料：-银(Ag)，-铝(Al)，-量子点。浇注料中的散射颗粒和镜面反射性的颗粒是有利的，因为所述颗粒将射出的光的至少一部分射回。由此降低浇注料中的吸收损耗。在一个优选的实施方式中，具有二氧化硅(SiO2)的颗粒分散到浇注料中。这是有利的，因为SiO2颗粒引起浇注料的热膨胀系数的降低。在一个优选的实施方式中，具有碳黑的颗粒分散到浇注料中。碳黑颗粒的使用对于下述应用是有利的，在所述应用中，应当吸收射到浇注料上的光。第一和第二接触结构具有能导电的材料。能导电的材料能够具有金属和金属合金。在一个优选的实施方式中，放射面上的接触部具有透明的接触层，尤其是由氧化铟锡和/或氧化锌构成的接触层。透明的接触层至少局部地、优选整面地覆盖半导体芯片的放射面。在半导体芯片的发光侧上不存在金属的接触结构能够实现半导体芯片的平坦的表面。所述平坦的表面对于电磁辐射从半导体芯片有效地耦合输入到设置在下游的光学元件、如混合元件中是有利的。尤其有利的是，取消通过接合线造成的遮挡。此外，没有由于半导体芯片的放射面上的接合焊盘而损失发光面。在一个替选的优选的实施方式中，放射面上的接触部具有接触焊盘。接触焊盘覆盖小于30％的、优选小于15％的放射面。接触焊盘能够具有金属、如金或银或者金属合金，并且能够与放射面直接接触。第二接触结构的在框架上伸展的部分和放射面上的接触焊盘之间的电接触通过基本上平坦的导电的接触层来建立。用于制造这种平坦的接触层的工艺在其他的相关文献中、例如在参考文献US2009/0127573中描述，其公开内容在此通过参引明确地并入本文。平坦的层能够具有在5μm和60μm之间、优选在15μm和25μm之间的厚度。平坦的层的宽度能够在5μm和200μm之间、优选在15μm和100μm之间。将上述平坦的层用于接触焊盘的接触是有利的，因为平坦的层具有高的载流能力并且具有相对于常规的接合线的小的结构高度。此外，能够通过上述平坦的层接触相对小的接触焊盘。通过所述相对小的接触焊盘造成的遮挡相对于通过常规的接合线中的相对大的接合焊盘造成的遮挡明显减小。根据本专利技术的接触焊盘比常规的接合焊盘小10至100的面积系数。在一个优选的实施方式中，在框架的邻接于接触面的一侧上并且在接触面本身上施加有电绝缘的、尤其由介电材料构成的绝缘层。将尤其为金属的热沉施加到绝缘层上。热沉引起热分散、即引起热量在面积上的分布。这在使用较高功率的半导体芯片时是尤其有利的。散开的热量然后能够经由对流更好地输出给周围空气。在一个优选的实施方式中，第一接触结构施加在框架的邻接于接触面的一侧上。第二接触结构施加在框架的邻接于放射面的一侧上。在一个优选的实施方式中，光电子模块具有转换元件。转换元件能够具有硅树脂或者陶瓷材料作为宿主材料。能够将发光材料颗粒嵌入到寄主材料中。转换元件在放射方向上设置在半导体芯片的下游。转换元件是有利的，以便有效地将短波的初级光转换成长波的次级光。发光材料颗粒尤其能够将蓝光转换成黄光。发光材料颗粒能够具有下述材料中的至少一种材料：-镧掺杂的氧化钇(Y2O3-La2O3)，-钇铝石榴石(Y3Al5O12)，-氧化镝(Dy2O3)，-氮氧化铝(Al23O27N5)或者-氮化铝(AlN)。在一个优选的实施方式中，光电子模块具有混合元件。混合元件用于在空间和光谱方面混匀至少一个半导体芯片的电磁辐射。混合元件在放射方向上设置在至少一个半导体芯片的下游。混合元件能够具有下述基体材料中的至少一种基体材料：-玻璃(SiO2)，-硅树脂，-聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，-聚碳酸酯(PC)。玻璃或硅树脂的使用是尤其有利的，因为所述材料的加工是低成本且简单的。尤其有利的是，在根据本专利技术使用混合元件时，光学功能和电学功能完全隔离。用于空间混匀电磁辐射的混合元件具有纯光学功能。放射面上的接触部、第一接触结构和第二接触结构具有纯电学的功能。有利地，能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电子模块(202，204，206，208，210，212，214，216)，所述光电子模块具有：‑至少一个用于发射电磁辐射(118)的半导体芯片(104)，所述半导体芯片具有：第一导电性的、尤其是p型导电性的层(120)；第二导电性的、尤其是n型导电性的层(124)；放射面(108)和与所述放射面(108)相对置的接触面(106)；‑在所述放射面(108)上的接触部(110，117)；‑由浇注料(102)构成的框架(103)，所述框架侧向地至少局部地包围所述半导体芯片(104)，使得所述放射面(108)和所述接触面(106)基本上不具有所述浇注料(102)；‑第一接触结构(114)，所述第一接触结构至少局部地设置在所述框架(103)上并且至少局部地设置在所述接触面(106)上，以用于电接触所述第一导电性的层(120)；和‑第二接触结构(116，138)，所述第二接触结构至少局部地设置在所述框架(103)上并且至少局部地设置在所述放射面(108)的所述接触部(110，117)上，以用于电接触所述第二导电性的层(124)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.01 DE 102012209325.71.一种光电子模块(202，204，206，208，210，212，214，216)，所述光电子模块具有：-至少一个用于发射电磁辐射(118)的半导体芯片(104)，所述半导体芯片具有：第一导电性的层(120)；第二导电性的层(124)；放射面(108)和与所述放射面(108)相对置的接触面(106)；-在所述放射面(108)上的接触部(110，117)；-由浇注料(102)构成的框架(103)，所述框架侧向地至少局部地包围所述半导体芯片(104)，使得所述放射面(108)和所述接触面(106)不具有所述浇注料(102)；-第一接触结构(114)，所述第一接触结构至少局部地设置在所述框架(103)上并且至少局部地设置在所述接触面(106)上，以用于电接触所述第一导电性的层(120)；-第二接触结构(116，138)，所述第二接触结构至少局部地设置在所述框架(103)上并且至少局部地设置在所述放射面(108)的所述接触部(110，117)上，以用于电接触所述第二导电性的层(124)；-用于空间地混匀电磁辐射的混合元件(154)，其中所述混合元件(154)沿放射方向设置在所述半导体芯片(104)的下游；和-结构化的镜层(152)或结构化的散射层，所述结构化的镜层或结构化的散射层至少局部地设置在所述框架(103)和所述混合元件(154)之间。2.根据权利要求1所述的光电子模块，其中所述第一导电性的层(120)是p型导电性的层，以及所述第二导电性的层(124)是n型导电性的层。3.根据权利要求1所述的光电子模块，其中-所述放射面(108)上的所述接触部具有透明的接触层(110)，其中所述透明的接触层(110)整面地覆盖所述放射面(108)，-所述放射面(108)不具有金属的接触结构并且不具有接触焊盘，和-所述透明的接触层(110)与所述第二接触结构(116，138)直接接触。4.根据权利要求1所述的光电子模块，其中所述第一接触结构(114)施加在所述框架(103)的邻接于所述接触面(106)的一侧上，并且其中所述第二接触结构(116，138)施加在所述框架(103)的邻接于所述放射面(108)的一侧上。5.根据权利要求1所述的光电子模块，其中在所述框架(103)的邻接于所述接触面(106)的一侧上并且在所述接触面(106)上施加有电绝缘的绝缘层(134)，并且在所述绝缘层(134)上施加有热沉(136)。6.根据权利要求5所述的光电子模块，其中所述热沉(136)是金属的热沉。7.根据权利要求1所述的光电子模块，其中在所述放射面(108)和所述混合元件(154)之间存在透明的折射率匹配元件(157)，其中透明的所述折射率匹配元件(157)的折射率位于所述半导体芯片(104)的折射率和所述混合元件(154)的折射率之间。8.根据权利要求1所述的光电子模块，所述光电子模块具有至少两个半导体芯片(104)。9.根据权利要求8所述的光电子模块，其中至少两个所述半导体芯片(104)彼此串联连接和/或彼此并联连接。10.根据权利要求8所述的光电子模块，其中所述混合元件(154)的厚度(155)围绕直接相邻的半导体芯片(104)之间的间距(159)最多以+/-10％波动。11.根据权利要求8所述的光电子模块，所述光电子模块在所述框架(103)中具有至少一个电引线(130)，其中所述电引线(130)将一个半导体芯片(104)的所述第一接触结构(114)与相邻的半导体芯片(104)的所述第二接触结构(116，138)导电连接。12.根据权利要求1所述的光电子模块，其中所述混合元件(154)在其朝向至少一个所述半导体芯片(104)的下侧上具有至少一个腔，所述腔用转换元件(158)填充，其中所述腔沿放射方向设置在半导体芯片(104)的下游。13.一种用于制造光电子模块(202，204，206，208，210，212，214，216)的方法，所述方法具有下述步骤：-将用于发射电磁辐射(118)的至少一个半导体芯片(104)施加到粘贴膜(132)上，其中所述半导体芯片(104)具有第一导电性的层(120)、第二导电性的层(124)、具有接触部(110，117)的放射面(108)和与所述放射面(108)相对置的接触面(106)，并且其中所述放射面(108)指向所述粘贴膜(132)；-将由浇注料(102)构成的框架(103)施加到所述粘贴膜(132)的空出的区域上，使得由浇注料(102)侧向地至少局部地包围所述半导体芯片(104)；-将第一接触结构(114)施加到所述框架(103)上并且施加到所述接触面(106)上，以用于电接触第一导电性的层(120)；-移除所述粘贴膜(132)；-将第二接触结构(116，138)施加到所述框架(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡·伊莱克，
申请(专利权)人：欧司朗光电半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE