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CN110024139B - 用于制造光电子部件的方法及光电子部件 - Google Patents

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CN110024139B CN201780014406.7A CN201780014406A CN110024139B CN 110024139 B CN110024139 B CN 110024139B CN 201780014406 A CN201780014406 A CN 201780014406A CN 110024139 B CN110024139 B CN 110024139B
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Abstract

根据至少一个实施方式，用于制造光电子部件(100)的方法包括步骤A)，在步骤A)中，提供中间膜(1)。在步骤B)中，将多个光电子半导体芯片(2)附着在中间膜(1)的预定位置上。在步骤C)中，提供具有多个分开的开口(30)的腔膜(3)。在步骤D)中，将腔膜(3)附着至中间膜(1)，使得每个光电子半导体芯片(2)与相应的开口(30)相关联。腔膜(3)比光电子半导体芯片(2)厚，使得腔膜(3)在离开中间膜(1)的方向上超出光电子半导体芯片(2)。在步骤E)中，在开口(30)中的每一个中填充浇注材料(4)，使得光电子半导体芯片(2)被浇注有浇注材料(4)。在步骤F)中，去除中间膜(1)。

Description

用于制造光电子部件的方法及光电子部件
提供了用于制造光电子部件的方法。此外，提供了光电子部件。
要实现的一个目的是提供用于制造光电子部件的有效方法。要实现的另一目的是提供可以利用该方法进行制造的光电子部件。
这些目的尤其是通过独立权利要求的方法和主题来解决的。有利的实施方式和进一步的开发是从属权利要求的主题。
根据至少一个实施方式，用于制造光电子部件的方法包括步骤A)，在步骤A)中，提供中间膜。中间膜可以是带，优选地是粘合带。特别地，中间膜是柔性的、或可弯曲的、或可折叠的、或可卷曲的。出于此目的，中间膜可以具有至多1mm、或至多500μm、或至多200μm、或至多100μm的厚度。此外，中间膜优选地是自支承的。出于此目的，中间膜可以具有至少20μm、或至少50μm、或至少100μm、或至少200μm的厚度。
中间膜具有主延伸方向。中间膜的沿主延伸方向延伸的顶面可以是带粘性的。中间膜的基本上平行于顶面延伸的底面也可以是带粘性的。厚度是在顶面与底面之间测量的。中间膜优选地是连续的并且没有孔和中断。中间膜可以由单件形成或者可以以多层方式形成。
根据至少一个实施方式，所述方法包括步骤B)，在步骤B)中，将多个光电子半导体芯片附着在中间膜的预定位置上。特别地，将光电子半导体芯片放置在中间膜的顶面上。通过将光电子半导体芯片附着至中间膜，半导体芯片优选地暂时固定至中间膜，例如它们暂时粘附至中间膜。特别地，光电子半导体芯片处于与中间膜直接接触的状态。
中间膜的预定位置可以是彼此具有相等距离的位置。例如，光电子半导体芯片以单行或者以一排或者以多个排例如以矩阵的形式附着至中间膜。
每个光电子半导体芯片包括有源层，该有源层在预期操作期间产生电磁辐射。例如，有源层产生处于蓝色光谱、或绿色光谱、或红色光谱或者UV区域中的光。光电子半导体芯片可以是AlInGaN半导体芯片。
每个光电子半导体芯片包括顶面和底面，其中，顶面和底面是光电子半导体芯片的基本上彼此平行地延伸的主延伸面。顶面可以是光电子半导体芯片的辐射出射面，经由该辐射出射面发射至少50％或至少80％的所产生的辐射。底面可以是光电子半导体芯片的接触件面，光电子半导体芯片可以经由该接触件面电连接。光电子半导体芯片可以是可表面安装的芯片，例如倒装芯片。在顶面与底面之间测量的光电子半导体芯片的厚度例如是至多250μm、或至多200μm、或至多150μm。另外地或可替选地，该厚度可以是至少80μm或至少100μm。
特别地，每个光电子半导体芯片包括恰好一个连续的有源层。平行于半导体芯片的顶面或底面测量的每个光电子半导体芯片的横向范围(lateral extent)与有源层的横向范围基本上对应。例如，每个光电子半导体芯片的横向范围超出有源层的横向范围至多10％、或至多5％、或至多1％。
当将光电子半导体芯片附着至中间膜时，优选地将半导体芯片的底面附着至中间膜的顶面。因此，在附着了半导体芯片之后，半导体芯片的底面面向中间膜，而顶面背向中间膜。
根据至少一个实施方式，所述方法包括步骤C)，在步骤C)中，提供具有多个分开的开口的腔膜。腔膜优选地是柔性的、或可弯曲的、或可折叠的、或可卷曲的。此外，腔膜优选地是自支承的。特别地，腔膜是独立的部件，其在被附着至中间膜之前是自支承的。出于此目的，腔膜由固体材料制成，并且可以具有至多1mm、或至多500μm、或最多200μm、或最多100μm、或至多50μm的厚度。可替选地或另外地，腔膜可以具有至少20μm、或至少30μm、至少50μm的厚度。例如，腔膜是带，特别地是粘合带。此外，腔膜在附着至中间膜之前已经包括开口。
腔膜包括基本上彼此平行地延伸的顶面和底面。顶面和底面是腔膜的主延伸面。顶面和/或底面可以是带粘性的。腔膜的厚度是从顶面到底面测量的。腔膜例如由单件形成或者以多层方式形成。
腔膜中的每个开口完全穿透腔膜。这意味着开口从顶面延伸到底面。在平行于腔膜的主延伸方向的横向方向上，每个开口优选地完全被腔膜的材料包围。换言之，开口是腔膜中的孔或穿透口或切口。在顶视图中，在腔膜的顶面的顶部上，每个开口优选地完全被腔膜的材料的连续围栏包围。腔膜优选地是连续的。例如，腔膜包括至少10个开口或至少100个开口。
根据至少一个实施方式，所述方法包括步骤D)，在步骤D)中，将腔膜附着至中间膜，使得每个半导体芯片与相应的开口相关联，优选地与恰好一个透视开口相关联。特别地，将腔膜的底面施加于中间膜的顶面。优选地例如利用与将半导体芯片粘合至中间膜的粘合剂相同的粘合剂将腔膜粘附至中间膜。
在将腔膜附着至中间膜之后，每个半导体芯片位于腔膜的一个开口内部。例如，每个光电子半导体芯片的体积的至少90％或至少95％位于相应开口内部。特别地，每个半导体芯片一对一地与一个开口相关联。这意味着，恰好一个半导体芯片位于每个开口中。
根据至少一个实施方式，腔膜比光电子半导体芯片厚，使得腔膜在离开中间膜的方向上超出光电子半导体芯片。例如，腔膜比光电子半导体芯片厚至少20％、或至少50％、或至少100％、或至少150％、或至少200％。在将腔膜附着至中间膜之后，腔膜超出半导体芯片例如至少20μm、或至少50μm、或至少100μm、或至少200μm。
开口的横向范围优选地大于半导体芯片的横向范围，使得半导体芯片完全安装到开口中。特别地，在顶视图中，在腔膜的顶面的顶部上，每个开口的面积比该顶视图中的相应光电子半导体芯片的面积的大至少1％、或至少5％、或至少10％。另外地或可替选地，该顶视图中的开口的面积比相应的光电子半导体芯片的面积大至多15％、或至多10％、或最多7％。
根据至少一个实施方式，所述方法包括步骤E)，在步骤E)中，在开口中的每一个中填充浇注材料，使得半导体芯片被浇注有浇注材料。浇注材料优选地将半导体芯片与腔膜机械连接。浇注材料对于由半导体芯片发射的辐射可以是透明或半透明的。浇注材料可以包括用于转换由半导体芯片发射的辐射的转换颗粒。
浇注材料优选地覆盖半导体芯片的顶面以及半导体芯片的侧表面。例如，浇注材料以浇注材料与腔膜的顶面齐平地终止的方式被填充到开口中。可替选地，浇注材料可以超出腔膜的顶面。
浇注材料可以是硅酮例如透明硅酮、或环氧树脂、或树脂。浇注材料优选地以液相或粘稠相被填充并且随后被固化。在固化浇注材料之后，浇注材料优选地针对光电子半导体芯片的预期操作温度保持固化。固化的浇注材料优选地提供光电子半导体芯片与腔膜的机械稳定连接。
根据至少一个实施方式，所述方法包括步骤F)，在步骤F)中，去除中间膜。在不破坏光电子半导体芯片或光电子半导体芯片与腔膜之间的连接的情况下去除中间膜。在去除了中间膜之后，光电子半导体芯片保留在腔膜的开口内部并且经由浇注材料机械稳定地连接至腔膜。优选地，中间膜在不被破坏的情况下被去除。
根据至少一个实施方式，以要求保护的次序一个接一个地施加步骤B)、步骤D)、步骤E)和步骤F)。
根据至少一个实施方式，用于制造光电子部件的方法包括步骤A)，在步骤A)中，提供中间膜。在步骤B)中，将多个光电子半导体芯片附着到中间膜的预定位置上。在步骤C)中，提供具有多个分开的开口的腔膜。在步骤D)中，将腔膜附着至中间膜，使得每个光电子半导体芯片与相应的开口相关联。腔膜比光电子半导体芯片厚，使得腔膜在离开中间膜的方向上超出光电子半导体芯片。在步骤E)中，在开口中的每一个中填充浇注材料，使得光电子半导体芯片被浇注有浇注材料。在步骤F)中，去除中间膜。
通过使用中间膜和具有开口的腔膜，可以非常有效地制造具有芯片级封装设计的光电子部件。用于制造具有芯片级封装设计的光电子部件的现有工艺流程通常包括若干个工艺步骤，其中，将芯片附着至不同的带、倒装并且随后从带上移除。这使得这些工艺非常冗长并且降低了每时间单位制造部件的产量。本发明的方法不需要其中将半导体芯片倒装或附着至若干个中间载体的步骤。一个中间膜就足够了，该中间膜随后被去除。以这种方式，提供了有效的制造方法，利用该制造方法可以获得每时间单位大量的制造部件。
根据至少一个实施方式，中间膜和腔膜各自以卷的形式被提供。中间膜和/或腔膜例如被提供为被卷成卷的带，优选地被提供为粘合带。例如，中间膜和/或腔膜在主延伸方向上具有至少10cm、或至少1m、或至少10m、或至少50m的长度。
根据至少一个实施方式，在步骤D)中以卷对卷工艺将腔膜附着至中间膜，其中，中间膜和腔膜同时展开并且此后彼此连接。例如，在卷对卷工艺期间，中间膜的一部分和腔膜的一部分从相应的卷展开，而中间膜和腔膜的其他部分仍然被卷成卷。优选地，在具有中间膜的卷和具有腔膜的卷完全展开之前，中间膜和腔膜的展开部分彼此附着。
中间膜和/或腔膜可以被用作例如以至少10cm/s、或至少50cm/s、或至少1m/s的速度移动的组装线或传送带。在中间膜移动时，将半导体芯片放置在中间膜上。随后将腔膜附着至中间膜。出于此目的，腔膜优选地以与中间膜的速度相同的速度来移动。
卷对卷工艺使得每时间单位能够制造出大量光电子部件。
根据至少一个实施方式，腔膜在展开之后并且在附着到中间膜之前被图案化有或构造有开口。例如，当腔膜被卷成卷时，腔膜没有开口。仅腔膜的从卷展开的部分被设置有开口。可以借助于压花或压印例如经由印模来完成腔膜的图案化或构造化。
根据至少一个实施方式，在步骤E)之前且步骤D)之后，将被设计用于光转换的磷光体层附着至光电子半导体芯片。可以将磷光体层直接施加于半导体芯片。例如，磷光体层包括有机或无机转换颗粒。磷光体层可以具有至少5μm、或至少10μm、或至少30μm、或至少50μm的厚度。另外地或可替选地，磷光体层可以具有至多200μm、或至多150μm、或至多100μm、或至多80μm的厚度。在制造公差内，磷光体层优选地具有均匀的厚度。可以例如经由蒸发、或溅射、或层压、或喷涂来施加磷光体层。
磷光体层以其部分地或完全地转换由光电子半导体芯片发射的辐射的方式被设计。从磷光体层出来的光可以是经转换的辐射和未转换的初级辐射的混合物，并且可以混合成白光。
可以分别针对每个开口或每个半导体芯片提供独立的磷光体层。每个磷光体层优选地仅覆盖开口内的区域。腔膜的在开口外部的区域优选地不被磷光体层覆盖。
根据至少一个实施方式，在步骤F)之后，在相邻开口之间中的区域中切割或分割腔膜。以这种方式，获得多个光电子部件，其中，每个光电子部件包括一个，优选地恰好一个光电子半导体芯片。所述光电子半导体芯片在横向上完全被壳体包围，该壳体由腔膜形成。
所获得的光电子部件优选地具有芯片级封装设计。这意味着每个光电子部件的尺寸——尤其是横向范围——是由光电子半导体芯片的尺寸——尤其是横向范围——限定的。例如，每个光电子部件的体积的至少50％、或至少70％、或至少80％是由光电子半导体芯片形成的。每个光电子部件的底面可以由光电子半导体芯片的底面形成到至少50％、或至少70％、或至少80％。
根据至少一个实施方式，中间膜被提供为热释放膜或热释放带。热释放膜在一定温度下例如在室温下是带粘性的，并且当被加热到高于某一温度例如高于50℃时失去其粘合特性。在步骤F)中，可以加热中间膜，使得可以容易地从中间膜去除半导体芯片和腔膜。
根据至少一个实施方式，在步骤E)之后并且步骤F)之前，固化浇注材料，使得浇注材料将半导体芯片机械地固定在开口内部并且将半导体芯片机械地连接至腔膜。特别地，在去除中间膜之后，半导体芯片经由浇注材料机械稳定地连接至腔膜。
根据至少一个实施方式，浇注材料是透明材料，该透明材料对于由半导体芯片发射的辐射和/或对于磷光体层将半导体芯片的辐射转换成的辐射是透明的。
根据至少一个实施方式，腔膜和/或中间膜包括塑料材料或者由塑料材料形成，塑料材料例如是：聚酰亚胺，优选地白色聚酰亚胺；或液晶聚合物，如白色液晶聚合物或黑色液晶聚合物；或聚邻苯二甲酰胺；或聚乙烯对苯二甲酸酯。特别地，腔膜和/或中间膜可以包括一种这些材料的塑料层以及例如硅酮或丙烯酸树脂的一个或更多个粘合剂层。
根据至少一个实施方式，中间膜是带，半导体芯片仅以一排附着在所述带上。例如，腔膜中的开口被布置成单行。例如，中间膜具有与最终光电子部件的宽度相匹配的宽度。腔膜也可以具有与最终的光电子部件的宽度相匹配的宽度。中间膜和/或腔膜的长度例如比中间膜和/或腔膜的宽度大至少100倍、或至少10000倍、或至少1000000倍。
此外，提供了光电子部件。例如，所述光电子部件是利用根据以上说明的实施方式的方法制造的。因此，还针对光电子部件公开了该方法的特征，并且还针对该方法的特征公开了光电子部件。
根据至少一个实施方式，光电子部件包括光电子半导体芯片，光电子半导体芯片具有顶面、位于顶面对面的底面以及将顶面连接至底面的侧表面。顶面和底面优选地形成光电子半导体芯片的主延伸面。
根据至少一个实施方式，光电子部件包括具有开口的壳体。所述开口完全穿透壳体。壳体还包括顶面和与顶面相对的底面。顶面和底面也形成壳体的主延伸面。开口从顶面穿透壳体到底面。
根据至少一个实施方式，光电子半导体芯片位于开口内部。优选地，壳体和光电子半导体芯片的顶面和底面基本上彼此平行地延伸。
根据至少一个实施方式，光电子半导体芯片的底面形成光电子部件的底面的一部分。换言之，光电子半导体芯片的底面是可自由访问的并且在光电子部件的底面处暴露。光电子部件的底面的另一部分可以由壳体的底面形成。
根据至少一个实施方式，壳体在光电子半导体芯片的顶面处超出光电子半导体芯片。这意味着壳体比光电子半导体芯片厚。
根据至少一个实施方式，壳体在横向方向上完全包围光电子半导体芯片。横向方向是平行于光电子部件和/或光电子半导体芯片和/或壳体的底面的方向。壳体例如由单件制成。在顶视图中，在光电子半导体芯片的顶面的顶部上，光电子半导体芯片优选地完全被壳体的材料的连续围栏包围。此外，半导体芯片优选地在所有横向方向上与壳体间隔开。
根据至少一个实施方式，开口由壳体的内侧表面定界。壳体的内侧表面形成开口与壳体之间的界面。壳体的内侧表面与光电子部件的底面成交叉状地例如垂直地延伸。
根据至少一个实施方式，壳体的内侧表面面对光电子半导体芯片的侧表面。光电子半导体芯片的侧表面和壳体的内侧表面可以基本上彼此平行地延伸。光电子半导体芯片的侧表面和壳体的内侧表面优选地彼此间隔开。
根据至少一个实施方式，壳体由塑料材料制成，该塑料材料例如是：聚酰亚胺，优选地白色聚酰亚胺；或液晶聚合物，如白色液晶聚合物或黑色液晶聚合物；或聚邻苯二甲酰胺；或聚乙烯对苯二甲酸酯。
根据至少一个实施方式，光电子部件的侧表面部分地或完全地由壳体的外侧表面形成，并且显示材料去除痕迹。光电子部件的侧表面与光电子部件的底面成交叉状地——优选地，垂直地——延伸。光电子部件的侧表面将光电子部件的顶面连接至光电子部件的底面。光电子部件的侧表面、顶面和底面优选地形成光电子部件的外表面。
材料去除痕迹可以是物理材料去除痕迹或化学材料去除痕迹。它们例如来自分割工艺。
根据至少一个实施方式，光电子部件还包括用于转换由光电子半导体芯片发射的辐射的磷光体层。
根据至少一个实施方式，磷光体层的第一部分覆盖半导体芯片的顶面，磷光体层的第二部分覆盖光电子半导体芯片的侧表面，并且磷光体层的第三部分覆盖壳体的内侧表面。优选地，磷光体层是连续层，特别优选地是没有孔或中断的连续层。磷光体层可以完全覆盖光电子半导体芯片的顶面和侧表面以及壳体的内侧表面。
磷光体层的第一部分和第二部分可以与光电子半导体芯片直接接触。磷光体层的第三部分可以与壳体的内侧表面直接接触。
根据至少一个实施方式，间隙或沟槽将磷光体层的第二部分和第三部分在横向方向上彼此分开。例如，在光电子半导体芯片的预期操作期间在光电子半导体芯片的侧表面处离开光电子半导体芯片的一些光行进通过磷光体层的第一部分，然后离开磷光体层并且行进通过间隙，并且随后上述光在第三部分的区域中重新进入磷光体层中。磷光体层的第二部分与第三部分之间的距离可以是光电子半导体芯片的横向范围的至少1％。
根据至少一个实施方式，将透明浇注材料填充到开口中，使得光电子半导体芯片的顶面被浇注材料覆盖。浇注材料可以与磷光体层的第一部分直接接触。
根据至少一个实施方式，磷光体层的第二部分与第三部分之间的间隙被浇注材料填满。例如，浇注材料在第二部分和第三部分的区域中与磷光体层直接接触。优选地，磷光体层的第二部分与第三部分之间的间隙或沟槽被浇注材料完全填满。
根据至少一个实施方式，磷光体层的第四部分连接磷光体层的第二部分和第三部分。磷光体层的第四部分优选地形成光电子部件的底面的一部分。磷光体层的第四部分可以在光电子部件的底面处暴露并且是可自由访问的。
根据至少一个实施方式，光电子部件是可表面安装的光电子部件。例如，用于电连接光电子部件所需的所有电接触元件都设置在光电子部件的底面处。在未安装配置中，光电子部件的底面是暴露的并且是可自由访问的。
根据至少一个实施方式，光电子半导体芯片的底面包括用于电接触光电子半导体芯片的两个接触元件。光电子半导体芯片的接触元件可以与光电子部件的接触元件相同。
根据至少一个实施方式，壳体的开口的直径在朝向光电子部件的底面的方向上减小。例如，开口具有截顶金字塔或截顶圆锥的形式。在光电子部件的顶面的区域中的开口的直径可以比在光电子部件的底面处的开口的直径大至少50％、或至少100％。例如，壳体的内侧表面和光电子部件的底面形成至多70°或至多60°的角度。
根据至少一个实施方式，提供一种光电子部件，包括光电子半导体芯片，其具有顶面、位于所述顶面对面的底面以及连接所述顶面和所述底面的侧表面，壳体，其具有开口，所述开口完全穿透所述壳体，磷光体层，其用于转换从所述光电子半导体芯片发射的辐射，其中，所述光电子半导体芯片位于所述开口内部，所述光电子半导体芯片的底面形成所述光电子部件的底面的一部分，所述壳体在所述光电子半导体芯片的顶面处超出所述光电子半导体芯片，所述壳体在横向方向上完全包围所述光电子半导体芯片，在所述横向方向上，所述开口以所述壳体的内侧表面为界，所述壳体的内侧表面面对所述光电子半导体芯片的侧表面，所述壳体由塑料材料制成，所述光电子部件的侧表面至少部分地由所述壳体的外侧表面形成并且显示材料去除痕迹，所述半导体芯片在所有横向方向上与所述壳体间隔开，所述磷光体层的第一部分覆盖所述光电子半导体芯片的顶面，所述磷光体层的第二部分覆盖所述光电子半导体芯片的侧表面，所述磷光体层的第三部分覆盖所述壳体的内侧表面，以及间隙将所述磷光体层的所述第二部分和所述第三部分在横向方向上彼此分开。
在下文中，借助于示例性实施方式、参照附图描述了在本文中描述的用于制造光电子部件的方法以及光电子部件。此处，相同的附图标记在附图中指示相同的要素。然而，所涉及的尺寸比率不是按比例的，相反，为了更好地理解，可以利用夸大的尺寸来示出各个要素。
如以下所示：
图1A至图2示出了用于制造光电子部件的方法的示例性实施方式中的不同位置，
图3和图4示出了光电子部件的示例性实施方式。
图1A示出了用于制造光电子部件的方法的示例性实施方式中的第一位置。腔膜3以卷的形式提供。腔膜3例如是带，特别地是粘合带。腔膜3是柔性且可弯曲的。例如，腔膜3的厚度为至多200μm。
腔膜3的第一部分被展开，其中，腔膜3的其余部分仍然卷成卷。腔膜3例如由聚酰亚胺——特别是白色聚酰亚胺——制成。
在图1B的位置中，腔膜3的展开部分被图案化有多个开口30。开口30是以一排或一行并且以相等的距离施加的。开口30从腔膜3的顶面完全穿透腔膜3到腔膜3的底面。腔膜3的顶面和底面是腔膜3的主延伸面。腔膜3的长度远大于腔膜3的宽度。例如，腔膜3的宽度为至多1mm或至多500μm，其中，腔膜3的长度为在厘米或米的范围内。
如图1B中还可见的，开口30具有在从腔膜3的顶面朝向腔膜3的底面的方向上减小的直径。
图1C示出了所述方法中的其中设置多个光电子半导体芯片2的另一位置。光电子半导体芯片2例如是在其预期操作期间发射处于蓝色光谱或UV光谱中的电磁辐射的基于AlInGaN的半导体芯片。光电子半导体芯片2可以是可表面安装的芯片，如倒装芯片。
例如，光电子半导体芯片2中的每一个具有至多500μm的横向范围。光电子半导体芯片2的厚度是例如至多250μm且至少100μm。
在图1D的位置中，光电子半导体芯片2附着至中间膜1的预定位置。中间膜1是例如热释放膜。中间膜1可以以与腔膜3的方式相同的方式被提供为卷(参见图1A)。中间膜1是没有孔或中断的连续膜。
在图1E的位置中，腔膜3以使得每个半导体芯片2与相应的开口30相关联的方式附着至中间膜1。例如，通过使用中间膜1的热释放特性将腔膜3固定至中间膜1。
在图1F的位置中，腔膜3最终固定例如粘附至中间膜1。每个光电子半导体芯片2位于相应的开口30的内部，开口30一对一地与光电子半导体芯片2相关联。特别地，开口30的横向范围大于光电子半导体芯片2的横向范围，使得每个光电子半导体芯片2完全安装到相关联的开口30中。
在图1G的位置中，磷光体层5被施加于光电子半导体芯片2。例如，针对每个光电子半导体芯片2提供独立的磷光体层5。磷光体层5被设计用于转换由光电子半导体芯片2发射的辐射。
在图1H的位置中，具有施加的磷光体层5的光电子半导体芯片2另外覆盖有浇注材料4，特别地覆盖有透明浇注材料4。浇注材料4可以是硅酮或树脂或环氧树脂。浇注材料4例如填满开口30的未填充有光电子半导体芯片2和磷光体层5的所有其余部分。例如，浇注材料4超出腔膜3的顶面。
在填充浇注材料4之后，固化浇注材料4。以这种方式，光电子半导体芯片2机械地且永久地连接至腔膜3。
在图1I中，示出了所述方法的其中从腔膜3中移除了中间膜1的位置。出于此目的，中间膜1例如被加热，使得腔膜3和/或光电子半导体芯片2至中间膜1之间的粘结连接被释放。可以在不破坏光电子半导体芯片2与腔膜3之间的永久连接的情况下去除中间膜1。
在图1J中，示出了所述方法的其中将具有光电子半导体芯片2的腔膜3分割或切割成独立的光电子部件100的位置。出于此目的，在相邻的开口之间中的区域中切割腔膜3。获得的光电子部件100中的每一个包括恰好一个光电子半导体芯片2，该光电子半导体芯片2由壳体3包围，壳体3由腔膜3的一部分制成。壳体3围绕相应的光电子半导体芯片2形成框架。
在图2中，指示了该方法的示例性实施方式，利用该实施方式可以非常快速且有效地大量制造光电子部件100。该方法基于卷对卷工艺。出于此目的，腔膜3和中间膜1用作组装线。提供了同时展开的腔膜3的卷和中间膜1的卷。腔膜3和中间膜1的展开部分以例如至少10cm/s的相同的速度移动。
在腔膜3附着至中间膜1之前，将光电子半导体芯片2以相同的距离定位且附着在中间膜1的展开部分上。
此外，在将腔膜3附着至中间膜1之前，腔膜3被图案化有多个开口30。出于此目的，借助于印模300对腔膜3进行压花。开口30优选地以相同的距离设置，在开口30处，光电子半导体芯片2附着至中间膜1。
随后，将腔膜3附着例如粘附至中间膜1。中间膜1和腔膜3的速度以及光电子半导体芯片2和开口30的位置以如下方式被同步和适应性调整：在腔膜3附着至中间膜1期间，每个光电子半导体芯片2放置在腔膜3的相应开口30内部。
随后，光电子半导体芯片2可以被磷光体层5和浇注材料4(未示出)覆盖。在固化浇注材料4之后，释放中间膜1，并且在相邻开口30(未示出)之间中的区域中分割或切割腔膜3。
在图3中，示出了光电子部件100的示例性实施方式。光电子部件100包括放置在壳体3的开口30的内部的光电子半导体芯片2。壳体3例如由白色聚酰亚胺制成。
光电子部件100包括顶面102和底面101，顶面102和底面101是光电子部件100的主延伸面。光电子部件100的侧表面103垂直于顶面102和底面101而延伸，并且连接顶面102和底面101。
光电子部件100的侧表面103由壳体3的外侧表面33形成，并且显示材料去除痕迹。光电子部件100的底面101部分地由壳体3的底面形成，并且部分地由光电子半导体芯片2的底面21形成。在光电子部件100的底面101处，光电子半导体芯片2的底面21和壳体3的底面彼此齐平地终止并且是暴露的。
光电子部件100的顶面102部分地由壳体3的顶面形成。开口30从光电子部件100的顶面102完全穿透壳体3到光电子部件100的底面101。开口30的直径或横向范围从光电子部件100的顶面102朝向光电子部件100的底面101减小。
壳体3和光电子部件100具有比光电子半导体芯片2的厚度更大的厚度。厚度分别是从顶面到底面测量的。壳体3的顶面超出光电子半导体芯片2的顶面20例如至少50μm。
光电子半导体芯片2完全安装到壳体3的开口30中。在平行于光电子部件100的底面101的横向方向上，壳体3完全包围光电子半导体芯片2。壳体3特别地由一个单件形成。
光电子半导体芯片2包括侧表面22，侧表面22将光电子半导体芯片2的顶面20和光电子半导体芯片2的底面21连接。壳体3中的开口30由壳体3的内侧表面32定界。壳体3的内侧表面32形成开口30与壳体3之间的界面。壳体3的内侧表面32面对半导体芯片2的侧表面22。
图3的光电子部件100还包括没有孔或中断的连续磷光体层5。磷光体层5被设计用于转换由光电子半导体芯片2发射的辐射。磷光体层5例如具有至少30μm且至多100μm的厚度并且覆盖光电子半导体芯片2以及壳体3。磷光体层5的第一部分51完全覆盖光电子半导体芯片2的顶面20。磷光体层5的第二部分52完全覆盖光电子半导体芯片2的侧表面22。磷光体层3的第三部分53覆盖壳体3的内侧表面32。
磷光体层5的第三部分53和磷光体层5的第二部分52由磷光体层5的第四部分54彼此连接。磷光体层5的第四部分54形成光电子部件100的底面101的一部分。在光电子部件100的未安装配置中，磷光体层5的第四部分54例如在光电子部件100的底面101处暴露。
在磷光体层5的第二部分52与磷光体层5的第三部分53之间中形成有间隙6或沟槽6，间隙6或沟槽6使磷光体层5的第一部分52和第三部分53在横向方向上彼此分开。间隙6以及开口30的其余部分完全被浇注材料4填满，浇注材料4例如是透明硅酮。在光电子部件100的顶面102处，浇注材料4与壳体3的顶面齐平地终止。然而，浇注材料4在光电子部件100的顶面102处超出壳体3的顶面也是可能的。
图3的光电子部件100是可表面安装的部件。用于电连接光电子部件100所必需的所有电接触件位于光电子部件100的底面101处。特别地，光电子半导体芯片2是可表面安装的半导体芯片，该半导体芯片在底面21处具有两个接触元件23、24以用于电连接光电子半导体芯片2。光电子半导体芯片2的底面21在光电子部件100的在开口30的区域中的底面101处暴露。以这种方式，光电子半导体芯片2的接触元件23、24在光电子部件100的底面101处暴露。光电子半导体芯片2的接触元件23、24也用作光电子部件100的接触元件。
此外，图3的光电子部件100具有所谓的芯片级封装设计。这意味着，整个光电子部件100的尺寸和体积基本上由光电子半导体芯片2的尺寸和体积来确定。
在图4中，示出了光电子部件100的另一示例性实施方式。原则上，图4的光电子部件100与图3的光电子部件100类似。特别地，两种光电子部件100均可以利用本文中描述的方法来制造。与图3的光电子部件相比，图4的光电子部件100不具有磷光体层5。替代地，浇注材料4直接施加于光电子半导体芯片2。在底面101处，在开口30的区域中，浇注材料4的一部分是暴露的。此外，开口30在从光电子部件100的顶面100到底面101的方向上具有恒定的直径。
本文中描述的发明不受示例性实施方式的描述的限制。而是，本发明包括任何新特征以及特征的任何组合，特别是包括专利权利要求书中的特征的任何组合，即使所述特征或所述组合本身在专利权利要求书或示例性实施方式中未被明确陈述也是如此。
附图标记列表
1 中间膜
2 光电子半导体芯片
3 腔膜
4 浇注材料
5 磷光体层
6 间隙
20 光电子半导体芯片2的顶面
21 光电子半导体芯片2的底面
22 光电子半导体芯片2的侧表面
23 接触元件
24 接触元件
30 开口
32 壳体3的内侧表面
33 壳体3的外侧表面
51 磷光体层5的第一部分
52 磷光体层5的第二部分
53 磷光体层5的第三部分
54 磷光体层5的第四部分
100 光电子部件
101 光电子部件100的底面
102 光电子部件100的顶面
103 光电子部件100的侧表面

Claims (15)

1.一种用于制造光电子部件(100)的方法，包括以下步骤：
A)提供中间膜(1)；
B)将多个光电子半导体芯片(2)附着在所述中间膜(1)的预定位置上；
C)提供具有多个分开的开口(30)的腔膜(3)；
D)将所述腔膜(3)附着至所述中间膜(1)，使得每个光电子半导体芯片(2)与相应的开口(30)相关联，其中，
-所述腔膜(3)比所述光电子半导体芯片(2)厚，使得所述腔膜(3)在离开所述中间膜(1)的方向上超出所述光电子半导体芯片(2)；
E)在所述开口(30)中的每一个中填充浇注材料(4)，使得所述光电子半导体芯片(2)被浇注有所述浇注材料(4)；
F)去除所述中间膜(1)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，
-所述中间膜(1)和所述腔膜(3)各自以卷的形式被提供，
-在步骤D)中，以卷对卷工艺将所述腔膜(3)附着至所述中间膜(1)，其中，所述中间膜(1)和所述腔膜(3)同时展开并且此后彼此连接。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，
所述腔膜(3)在展开之后并且在附着至所述中间膜(1)之前被图案化有所述开口(30)。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤E)之前且在步骤D)之后，将被设计用于光转换的磷光体层(5)附着至所述光电子半导体芯片(2)。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤F)之后，在相邻开口(30)之间中的区域中切割所述腔膜(3)，使得获得多个光电子部件(100)，每个光电子部件(100)包括一个光电子半导体芯片(2)，所述光电子半导体芯片(2)在横向上完全被壳体(3)包围，所述壳体(3)由所述腔膜(3)形成。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述中间膜(1)被提供为热释放带。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤E)之后固化所述浇注材料(4)，使得所述浇注材料(4)将所述光电子半导体芯片(2)机械地固定在所述开口(30)内部并且将所述光电子半导体芯片(2)机械地连接至所述腔膜(3)。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述浇注材料(4)是透明材料。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述腔膜(3)包括聚酰亚胺、或液晶聚合物、或聚邻苯二甲酰胺或聚乙烯对苯二甲酸酯。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述中间膜(1)是带，所述半导体芯片(2)仅以一排附着在所述带上。
11.一种光电子部件(100)，包括：
-光电子半导体芯片(2)，其具有顶面(20)、位于所述顶面(20)对面的底面(21)以及连接所述顶面(20)和所述底面(21)的侧表面(22)，
-壳体(3)，其具有开口(30)，所述开口(30)完全穿透所述壳体(3)，
-磷光体层(5)，其用于转换从所述光电子半导体芯片(2)发射的辐射，其中，
-所述光电子半导体芯片(2)位于所述开口(30)内部，
-所述光电子半导体芯片(2)的底面(21)形成所述光电子部件(100)的底面(101)的一部分，
-所述壳体(3)在所述光电子半导体芯片(2)的顶面(20)处超出所述光电子半导体芯片(2)，
-所述壳体(3)在横向方向上完全包围所述光电子半导体芯片(2)，
-在所述横向方向上，所述开口(30)以所述壳体(3)的内侧表面(32)为界，
-所述壳体(3)的内侧表面(32)面对所述光电子半导体芯片(2)的侧表面(22)，
-所述壳体(3)由塑料材料制成，
-所述光电子部件(100)的侧表面(103)至少部分地由所述壳体(3)的外侧表面(33)形成并且显示材料去除痕迹，
-所述半导体芯片(2)在所有横向方向上与所述壳体(3)间隔开，
-所述磷光体层(5)的第一部分(51)覆盖所述光电子半导体芯片(2)的顶面(20)，
-所述磷光体层(5)的第二部分(52)覆盖所述光电子半导体芯片(2)的侧表面(22)，
-所述磷光体层(5)的第三部分(53)覆盖所述壳体(3)的内侧表面(32)，以及
-间隙(6)将所述磷光体层(5)的所述第二部分(52)和所述第三部分(53)在横向方向上彼此分开。
12.根据权利要求11所述的光电子部件(100)，其中，将透明浇注材料(4)填充到所述开口(30)中，使得
-所述光电子半导体芯片(2)的顶面(20)被所述浇注材料(4)覆盖，
-所述磷光体层(5)的所述第二部分(52)与所述第三部分(53)之间的所述间隙(6)被所述浇注材料(4)填满。
13.根据权利要求11或12所述的光电子部件(100)，其中，
-所述磷光体层(5)的第四部分(54)连接所述磷光体层(5)的所述第二部分(52)和所述第三部分(53)，
-所述磷光体层(5)的第四部分(54)形成所述光电子部件(100)的底面(101)的一部分。
14.根据权利要求11或12所述的光电子部件(100)，其中，
-所述光电子部件(100)是可表面安装的光电子部件(100)，
-所述光电子半导体芯片(2)的底面(21)包括用于电连接所述光电子半导体芯片(2)的两个接触元件(23，24)。
15.根据权利要求11或12所述的光电子部件(100)，其中，所述开口(30)的直径在朝向所述光电子部件(100)的底面(101)的方向上减小。
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