提出一种光电子半导体器件。此外，提出一种用于制造这种光电子半导体器件的方法。
背景技术：
：：1、韩国首尔的制造商haesung ds提供具有印制导线的qfn基板，也称作为routable-qfn或简称rt-qfn。技术实现思路1、要实现的目的在于，提出一种光电子半导体器件，其可有效率地制造。2、所述目的此外通过具有独立权利要求的特征的光电子半导体器件和制造方法来实现。优选的改进方案是从属权利要求的主题。3、根据至少一个实施方式，半导体器件包括一个或多个光电子半导体芯片。至少一个光电子半导体芯片例如是发光二极管，简称led，或是激光二极管，简称ld。同样，至少一个光电子半导体芯片可以是光电传感器，例如用于光强和/或用于光色。如果存在多个光电子半导体芯片，则所述光电子半导体芯片可以全都是结构相同的或构造多个不同类型的光电子半导体芯片。因此，用于产生不同颜色的光的不同的光电子半导体芯片和/或传感器芯片可以彼此组合地存在。4、至少一个光电子半导体芯片，在俯视图中观察，可以具有连通的发射辐射的或辐射敏感的区域，或至少一个光电子半导体芯片是结构化的并且包括多个可单独电操控的发射辐射的或辐射敏感的区域。换言之，至少一个光电子半导体芯片可以是像素化的。5、优选地，至少一个光电子半导体芯片包括半导体层序列。半导体层序列具有至少一个有源区，所述有源区在发光二极管芯片的运行中设立为用于产生辐射。半导体层序列优选地基于iii-v族化合物半导体材料。半导体材料例如是氮化物化合物半导体材料，如alnin1-n-mgamn，或是磷化物化合物半导体材料，如alnin1-n-mgamp，或也是砷化物化合物半导体材料，如alnin1-n-mgamas或如alngamin1-n-maskp1-k，其中分别0≤n≤1，0≤m≤1并且n+m≤1以及0≤k＜1。在此，半导体层序列具有掺杂材料以及附加的组成部分。为了简单性，然而仅说明半导体层序列的晶格的主要组成部分，即al、as、ga、in、n或p，即使所述主要组成部分可以部分地由少量其他物质替代和/或补充时也如此。6、根据至少一个实施方式，半导体器件包括多个导体框架部分。导体框架部分优选地由金属板成形，例如借助于刻蚀、冲压和/或切割。尤其，导体框架部分由铜板进而由铜或铜合金构成。在导体框架部分处尤其可以存在金属覆层，例如以便改善反射性或可电接触性。7、根据至少一个实施方式，半导体器件包括灌封体。灌封体将导体框架部分机械地彼此连接，使得形成安装承载件。至少一个光电子半导体芯片那么安置在安装承载件处。例如，灌封体由塑料、如环氧化物构成，尤其地，灌封体是不透光的，例如是黑色的。可行的是，灌封体具有纤维增强部。8、根据至少一个实施方式，半导体器件包括多个金属化部。金属化部优选都相同地构造，即尤其具有相同的层序列和/或是同样厚的。金属化部与导体框架部分不同。9、根据至少一个实施方式，导体框架部分各自包括过孔区域。过孔区域各自是所属的导体框架部分的一体的组成部分。例如，过孔区域比相关的导体框架部分的其余区域更厚。10、根据至少一个实施方式，过孔区域分别穿透安装承载件。也就是说，在安装承载件的俯视图中观察，在具有过孔区域的区中不存在灌封体的材料或显著的材料量。11、根据至少一个实施方式，一些或所有金属化部各自始于一个或多个过孔区域。也就是说，相关的金属化部分别触碰至少一个所属的过孔区域并且与所述过孔区域电连接。可行的是，存在至少一个金属化部，所述金属化部不具有电功能进而所述金属化部不需要与过孔区域之一连接。12、根据至少一个实施方式，一些或所有金属化部直接延伸到灌封体上。也就是说，相关的金属化部侧向地在至少一个所属的过孔区域旁边覆盖灌封体。尤其，金属化部局部地直接施加在灌封体上。优选地，金属化部仅在灌封体上与过孔区域一起施加。13、在至少一个实施方式中，光电子半导体器件包括14、-至少一个光电子半导体芯片；15、-多个导体框架部分；和16、-灌封体，所述灌封体将导体框架部分机械地彼此连接，使得形成安装承载件，在所述安装承载件处安置有至少一个光电子半导体芯片，17、其中导体框架部分各自包括过孔区域并且过孔区域分别穿透安装承载件。18、由此，在此所描述的光电子半导体器件基于导体框架，英语lead frame。在半导体器件中可以将各种设计元件有效率地彼此连接，以便可以高效地构造半导体器件。19、多个电子和光电器件的封装基于由半刻蚀的铜构成的导体框架。这种壳体例如是qfn封装，其中qfn表示quad flat no leads(四方扁平无引脚)。在制造这种封装或基板时，在第一步骤中将导体框架通过刻蚀结构化并且随后浇注到灌封材料中，其也称作为模塑料。用于灌封体的灌封材料例如是具有无机填充材料的环氧化物，例如用于匹配热膨胀系数。20、所述方法造成，在所述导体框架复合件中，所有铜部分彼此机械连接进而也电连接。也就是说此外：21、-在导体框架复合件中不能存在电绝缘区域。由此，器件的电测试在机械地分离、例如通过选择性切割而机械地分离成各个区域之后才是可行的，或者器件在分割之后才能够电测试。22、-在器件中电势或电流路径的交叉是不可能的。23、-基板、例如印刷电路板，简称pcb，或基于陶瓷的基板的设计转换通常是不可能的。24、借助在此所描述的光电子半导体器件能够克服这些限制。25、在这里所描述的光电子半导体器件中，安装承载件尤其借助于浇注和磨削来制造。安装承载件可以借助传递模塑和也借助其他制造工艺继续加工，并且除了用于灌封体的黑色材料之外的其他封装材料能够以组合的方式使用，尤其白色的环氧化物材料或硅树脂，其特别可以借助如按压或喷射的技术施加。这种材料可以包含用于光转换的发光材料和/或光学过滤材料或构成为透明灌封件。半导体芯片，如led、激光器、探测器或asic不仅能够通过粘结施加在安装承载件上，而且也能够通过ausn焊接、pb焊接或烧结施加在安装承载件上。26、用于在此所描述的半导体器件的示例性的设计元件，单独地或彼此任意组合地，例如是：27、-用于led芯片、探测器芯片或激光二极管的腔，例如通过模塑、粘贴框架或坝式分配产生；28、-光电子半导体芯片可以是暴露的，即露出，也称作exposed die molding，尤其可借助于薄膜辅助模塑、简称fam制造；29、-安装承载件用作为敞开的封装，即不覆盖光电子半导体芯片；30、-多于一个光电子半导体芯片，也称作为多芯片封装；31、-将光学元件、例如透镜例如通过粘结、模压成型或分配、尤其借助于对应的结构施加在安装承载件上；32、-将电接触部重新布线，英语re-wiring，而非简单地引出，也称作为fan-out，例如通过电流路径的交叉，通过在焊接侧处和/或在具有光电子半导体芯片的一侧处的区域例如借助于止焊漆绝缘，或通过在腔壁下方的电连接；33、-尤其在承载复合件中用于减少安装承载件的扭曲的结构，也称作为防翘曲结构，例如通过使金属面适合于承载复合件的主侧或通过将具有承载体的承载复合件的不同区机械脱耦；34、-粘结剂蠕变停止结构；35、-尤其在传递模塑时，特别是在fam时，限制夹紧力和模塑材料的外溢，通过在安装承载件处的结构，也称作为mold flash stopp和bleed stop，例如通过止焊结构或通过环绕的沟槽实现；36、-在安装承载件处的焊料蠕变停止结构，例如呈沟槽或下沉部的形式，也称作为锪窝孔；这种结构可以在安装承载件的接触侧处和/或在具有光电子半导体芯片的一侧处存在，并且尤其位于电端子面旁边，半导体芯片旁边或用于键合线端子的区旁边，例如构造为环绕的沟槽，或在芯片下方，例如构造为锪窝孔或构造为短的沟槽；和/或37、-锚固结构，例如用于成型体或用于在传递模塑时的门区域(gate area)；38、这种锚固结构例如构造为刻蚀部，如沟槽、锪窝孔或狭缝，或也通过结构化的止焊层形成。39、尤其地，这些设计元件可实现将在此所描述的安装承载件用作为用于光电子半导体器件的基板。这开启大的设计自由度并且在多种情况下可实现从陶瓷基板或pcb基板朝向基于导体框架的封装的设计传递。这种封装的优点例如是：40、-具有重新布线的设计是可行的，进而asic的集成是可行的；41、-在处理时的高温是可能的，使得例如可实现ag烧结或也可实现ausn焊接，尤其借助加热的键合头，也称作为hbh die attach(芯片附接)，其中hbh代表heated bond head(加热键合头)；42、-可实现小的器件公差；43、-安装承载件适合于传递模塑和压缩模塑；并且44、-可实现成本降低。45、因此，pcb和多层陶瓷的设计传递的优点，根据具体的源设计和目标设计，此外是：46、-明显的成本节约；47、-较高的导热性和较低的热阻；48、-焊接部位和电布线的提高的可靠性；和49、-较小的器件公差。50、根据至少一个实施方式，光电子半导体器件还包括成型体。成型体优选由不透光的材料构成，例如由白色材料、如白色的环氧化物构成。成型体安置在安装承载件上，尤其不可逆地安置在安装承载件上。尤其，成型体和灌封体由不同材料构成。例如，成型体粘贴到安装承载件上或借助于喷射和/或按压在安装承载件处产生。51、根据至少一个实施方式，成型体环形地环绕至少一个光电子半导体芯片。也就是说，在芯片主侧的俯视图中观察，成型体形成围绕至少一个光电子半导体芯片的框架。芯片主侧在此是光电子半导体芯片的背离安装承载件的主侧。成型体使芯片主侧优选部分地或完全地露出。此外优选地，成型体与光电子半导体芯片间隔开地设置，使得成型体和光电子半导体芯片不触碰。52、根据至少一个实施方式，通过成型体与安装承载件一起形成用于至少一个光电子半导体芯片的凹部。凹部可以构成为反射器凹部并且沿背离安装承载件的方向扩展。尤其，凹部构成为截锥开口或截棱锥开口。53、根据至少一个实施方式，光电子半导体器件还包括用于从外部电接触半导体器件的电端子面。端子面位于安装承载件的与具有至少一个光电子半导体芯片的主侧相对置的主侧处。尤其，半导体器件在该侧可与端子面smt接触。54、根据至少一个实施方式，端子面通过导体框架部分的安装区域形成或替选地通过金属化部形成。安装区域和至少一个相关联的过孔区域在此各自一件式地构成。换言之，导体框架部分可以各由安装区域和至少一个相关联的过孔区域构成。安装区域的突出于过孔区域的区尤其通过以下方式产生，即将导体框架刻蚀一半，尤其从一侧起刻蚀一半。也就是说，安装区域可以包括导体框架的打薄的区。55、尤其，安装区域是相应的导体框架的以下区，所述区沿背离半导体器件的接触侧的方向突出于灌封体。56、根据至少一个实施方式，安装区域分别与至少一个相关联的过孔区域一样大或优选大于至少一个相关联的过孔区域。也就是说，相关的安装区域侧向地突出于过孔区域。这尤其在半导体器件的接触侧的俯视图中观察适用。接触侧设为用于尤其借助于代表表面贴装技术(surface mount technology)的smt从外部电连接端子面。57、根据至少一个实施方式，在接触侧的俯视图中观察，安装区域和分别相关联的金属化部在端子面处一致地上下相叠地设置。也就是说，在安装承载件的两个主侧处关于端子面得出相同样式的金属区。由此可以减少安装承载件例如由于温度改变造成的弯曲，因为主侧处的金属区均衡并且使安装承载件稳定。58、根据至少一个实施方式，至少一个光电子半导体芯片安置在导体框架部分中的一个导体框架部分上，优选安置在导体框架部分中的最大的导体框架部分上。所述导体框架部分例如总共为所有导体框架部分的总面积的至少20％或至少50％或至少70％。所述导体框架部分可以用作为热沉。59、根据至少一个实施方式，多个较小的导体框架部分围绕最大的导体框架部分设置。较小的导体框架部分尤其用作为电接触面。60、根据至少一个实施方式，导体框架部分在安装承载件的第一主侧处和/或金属化部在安装承载件的相对置的第二主侧处构成至少一个电的印制导线。也就是说，尤其对电端子面附加地，可以存在电的印制导线。优选地，导体框架部分和金属化部与所属的印制导线一件式地构成。61、根据至少一个实施方式，用于端子面的一些或所有导体框架部分和/或金属化部设有印制导线。也就是说，优选地，每个端子面、或除了与最大的导体框架部分相关联的端子面以外的每个端子面设有至少一个印制导线。62、根据至少一个实施方式，在一些或所有印制导线上安置有各至少一个键合线。63、键合线引向另外的印制导线，引向另外的端子面和/或引向至少一个光电子半导体芯片。64、根据至少一个实施方式，光电子半导体器件包括多个印制导线。尤其在第一主侧的俯视图中观察，至少两个印制导线交叉。在交叉的印制导线之间优选地存在灌封体。65、根据至少一个实施方式，一些或所有金属化部具有比至少一个相关联的过孔区域更大的底面，是其至少1.5倍或至少两倍或至少三倍大。这尤其在安装承载件的相应的主侧的俯视图中观察适用。底面优选包围端子面以及印制导线，其与至少一个相关的过孔区域相关联。由此，可以通过金属化部来实现高效的布线和电流引导。66、根据至少一个实施方式，一个、多个或所有导体框架部分具有：环绕至少一个光电子半导体芯片的沟槽或双沟槽，在至少一个光电子半导体芯片处或下方的下沉部，环绕至少一个光电子半导体芯片的止焊环和/或环绕至少一个光电子半导体芯片的、没有电功能的金属环。通过这种沟槽、下沉部或环能实现在安装承载件处的锚固结构和/或外溢保护结构。67、根据至少一个实施方式，灌封体形成平面平行的板，所述板由过孔区域穿透并且在所述板上施加有金属化部。由此，金属化部以及导体框架部分的安装区域在灌封体之上和在所述平面平形的板之上隆起。68、根据至少一个实施方式，光电子半导体器件包括一个或多个覆盖体。至少一个覆盖体施加在安装承载件上。优选地，覆盖体触碰至少一个光电子半导体芯片。69、根据至少一个实施方式，覆盖体对于由至少一个光电子半导体芯片要产生和/或要接收的辐射是可穿透的。尤其地，覆盖体是光可穿透的，如果半导体芯片设立为用于可见光，和/或对于近红外辐射是可穿透的，例如如果半导体芯片设立为用于近红外辐射。覆盖体可以部分地或完全地覆盖至少一个光电子半导体芯片。例如，覆盖体是光学元件，例如透镜。替选地，覆盖体可以部分地或完全地吸收相关的辐射并且是发光材料体和/或光学过滤器。如果半导体芯片设立为用于近红外辐射，则覆盖体可以是日光过滤器进而对于可见光是不可穿透的。70、根据至少一个实施方式，至少一个光电子半导体芯片形成半导体器件的位于外部的上侧的一部分。由此，光电子半导体芯片可以伸出安装承载件、成型体和覆盖体或与其齐平，尤其沿背离接触侧的方向。71、根据至少一个实施方式，金属化部是多层的。尤其地，金属化部包括相对薄的生长层和与生长层相比厚的主层。生长层例如通过溅镀产生，其中主层优选是电镀层。主层优选比生长层更厚，是其至少100倍厚。尤其，主层的厚度为至少10μm或至少300μm和/或为最高0.5mm或最高0.1mm，尤其在300μm和500μm之间，其中包含边界值。生长层和主层可以由相同材料构成，优选由铜构成。72、根据至少一个实施方式，半导体器件还包括用于至少一个光电子半导体芯片的至少一个操控芯片。至少一个操控芯片与至少一个光电子半导体芯片电连接。操控芯片尤其是asic，即是特定应用集成电路。可行的是，操控芯片从半导体器件之外是不可见的。73、根据至少一个实施方式，成型体构成多个凹部。光电子半导体芯片分布到凹部上。可行的是，个别凹部保持不具有至少一个光电子半导体芯片。在至少一个凹部中可以安置有多个光电子半导体芯片。74、根据至少一个实施方式，半导体器件的侧面不具有导体框架部分。这例如表示，导体框架部分在接触侧的俯视图中观察在安装承载件之内终止，即不伸展至安装承载件的边缘。替选地或附加地，这表示，在安装承载件的侧视图中观察，即垂直于接触侧观察，导体框架部分被遮蔽进而是不可见的。这优选在接触侧处适用，然而也可以在安装承载件的与接触侧相对置的主侧处同样地适用。例如，在半导体器件的侧视图中观察，导体框架部分由灌封体、可选地与成型体一起覆盖，优选至少在接触侧处。可行的是，过孔区域的侧面完全由灌封体覆盖。75、根据至少一个实施方式，安装区域和/或过孔区域至少在灌封体之外部分地或完全地设有覆层，特别是设有金属覆层。所述覆层优选对于焊料、如ausn焊料起润湿作用。也就是说，尤其在接触侧处，导体框架部分由于覆层可以设立为用于整面地由焊料润湿。因为导体框架部分优选不伸展至接触侧的边缘，所以优选地，焊料也不到达接触侧的边缘。覆层可以是单层的或多层的。76、根据至少一个实施方式，对于由过孔区域和安装区域组成的导体框架部分附加地，存在至少一个另外的导体框架部分。至少一个另外的导体框架部分例如仅由安装区域形成进而可以不具有过孔区域。由此，所述至少一个另外的导体框架部分优选比导体框架部分更薄和/或不延伸穿过灌封体。77、可行的是，一个另外的导体框架部分或多个另外的导体框架部分是没有电功能的或替选地具有电功能，例如形成印制导线。没有电功能的和电功能化的另外的导体框架部分可以在相同的半导体器件中彼此组合。78、根据至少一个实施方式，对于金属化部附加地，存在至少一个另外的金属化部。所述至少一个另外的金属化部尤其与导体框架部分间隔开和/或与另外地导体框架部分间隔开地施加在灌封体上。没有电功能的和/或电功能化的另外的金属化部可以在相同的半导体器件中存在并且没有电功能的以及电功能化的另外的金属化部也可以彼此组合。79、尤其可行的是，借助另外的导体框架部分实现具有交叉的印制导线的电布线。交叉的印制导线也可以通过由金属化部和导体框架部分以及可选的另外的金属化部和/或可选的另外的导体框架部分构成的组合来实现。80、根据至少一个实施方式，从相关联的导体框架部分或另外的导体框架部分起，金属化部远地延伸到灌封体上。例如，相关的金属化部到灌封体的伸展为相关的金属化部的厚度的至少两倍或五倍或十倍或二十倍。也就是说，相关的金属化部超出相关联的导体框架部分直接到灌封体上的横向超出部比所述金属化部的厚度明显更大。所述厚度在此优选沿垂直于接触侧的方向确定。81、根据至少一个实施方式，金属化部和/或另外的金属化部多层地直接在灌封体上构造。例如，对每个金属化部和/或另外的金属化部存在至少两个金属平面或至少三个金属平面。一层的和多层的金属化部可以在相同的半导体器件中彼此组合。82、根据至少一个实施方式，半导体器件不具有始于导体框架部分的接片。接片，英语也称作为tie bars，通常用于，将相邻的导体框架部分、尤其在承载复合件中彼此连接。因为这里所描述的导体框架部分不具有这种接片，所以半导体器件的侧面可以不具有穿过这种接片的交会部位。也就是说，侧面可以完全地由非金属材料形成和/或导体框架部分与侧面电绝缘。83、此外，提出一种用于制造如结合一个或多个上述实施方式所描述的光电子半导体器件的方法。因此，光电子半导体器件的特征也对于方法公开并且反之亦然。84、在至少一个实施方式中，所述方法用于制造光电子半导体器件并且包括以下步骤，优选以给定的顺序：85、a)提供承载复合件，多个安装承载件在所述承载复合件中组合，其中灌封体连通地延伸越过承载复合件的所有安装承载件；86、b)施加光电子半导体芯片，使得每个安装承载件设有至少一个光电子半导体芯片，以及87、d)将承载复合件分割为半导体器件。88、根据至少一个实施方式，所述方法尤其在步骤b)和d)之间包括：89、c)测试承载复合件中的光电子半导体芯片，其中个体化地电操控光电子半导体芯片。90、根据至少一个实施方式，步骤c)中的测试包括一个或多个以下可能性：91、c1)确定还没有发光材料体的光电子半导体芯片的发射的第一色坐标；c2)确定光电子半导体芯片在建立发光材料体期间的发射的第二色坐标，使得发光材料量在建立发光材料体期间还可再修改；92、c3)确定具有制成的发光材料体的光电子半导体芯片的发射的第三色坐标。步骤c3)可以在步骤d)之前、期间或之后进行，以便有针对性地将具有特定的发射色坐标范围的特定的半导体器件从承载复合件中取出。换言之，合并(binning)在分割的范围内进行。93、根据至少一个实施方式，步骤a)包括：94、a1)将金属板从一侧起刻蚀，其中金属板留下机械单元并且形成过孔区域；和/或95、a2)借助于浇注、按压或压力注塑在刻蚀的金属板处产生灌封体；以及96、a3)将灌封体磨削，使得过孔区域除去灌封体的过剩材料。97、可选地，步骤a)还包括：98、a4)将金属覆层施加到导体框架部分处，使得优选地，导体框架部分的所有外部露出的区设有金属覆层。99、根据至少一个实施方式，承载复合件直至步骤d)之前包括多个彼此间隔开的器件区。在器件区中，安装承载件紧密地彼此并排地设置。在相邻的器件区之间的区域优选地不具有安装承载件。100、根据至少一个实施方式，相邻的器件区通过位于连续的灌封体处的金属连接片彼此连接。也就是说，连接片跨过相邻的器件区之间的区域。优选地，连接片通过导体框架部分和金属化部形成。也就是说，连接片将灌封体机械地在相邻的器件区之间加强。在制成的半导体器件中，优选不再存在连接片。101、根据至少一个实施方式，连接片具有至少一个分叉部和/或至少一个蜿蜒部。也就是说，在俯视图中观察，连接片可以弯折地、卷起地和/或分支地伸展。由此，相邻的器件区能机械地脱耦，因为连接片不完全是刚性的，而是可以类似于弹簧构造。当前第1页12当前第1页12