(57)【要約】キャリア基板（１）および複数の放射放出半導体部品（２）を備えているオプトエレクトロニクスモジュールを開示する。キャリア基板（１）は、構造化された導体トラックを備えている。放射放出半導体部品（２）それぞれは、電磁放射を生成するのに適している活性層（２ａ）と、第１のコンタクト領域（２１）と、第２のコンタクト領域（２２）と、を備えており、第１のコンタクト領域（２１）それぞれは、キャリア基板（１）とは反対側の放射放出半導体部品（２）の面に配置されている。放射放出半導体部品（２）に電気絶縁層（４）が設けられており、この電気絶縁層（４）それぞれは、第１のコンタクト領域（２１）の範囲に切取り部を有する。電気絶縁層（４）の一部分の上に、導電性構造（８）が配置されている。導電性構造（８）の１つは、放射放出半導体部品（２）の少なくとも第１のコンタクト領域（２１）を、さらなる放射放出半導体部品（２）のさらなる第１のコンタクト領域（２１）に、またはキャリア基板（１）の導体トラックに、導電接続している。さらには、このようなモジュールを製造する方法を開示する。【選択図】図２
2012503866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリア基板（１）および複数の放射放出半導体部品（２）を備えているオプトエレクトロニクスモジュールであって、
−  前記キャリア基板（１）が、前記放射放出半導体部品（２）との電気接続を形成するための構造化された導体トラックを有し、
−  前記放射放出半導体部品（２）それぞれが、電磁放射を生成するのに適している活性層（２ａ）と、第１のコンタクト領域（２１）と、第２のコンタクト領域（２２）と、を備えており、前記第１のコンタクト領域（２１）それぞれが、前記キャリア基板（１）とは反対側の前記放射放出半導体部品（２）の面に配置されており、
−  前記放射放出半導体部品（２）に電気絶縁層（４）が設けられており、前記電気絶縁層（４）それぞれが、前記放射放出半導体部品（２）の前記第１のコンタクト領域（２１）の範囲に切取り部を有し、
−  前記電気絶縁層（４）の一部分の上に導電性構造（８）が配置されており、
−  前記導電性構造の１つが、放射放出半導体部品（２）の少なくとも前記第１のコンタクト領域（２１）を、さらなる放射放出半導体部品（２）のさらなる第１のコンタクト領域に、または前記キャリア基板（１）の導体トラックに、導電接続している、
オプトエレクトロニクスモジュール。
【請求項２】
少なくとも前記放射放出半導体部品（２）の間に平坦化層（３）が配置されている、
請求項１に記載のモジュール。
【請求項３】
前記平坦化層（３）が少なくとも１種類の変換要素を含んでいる、
請求項２に記載のモジュール。
【請求項４】
前記電気絶縁層（４）が少なくとも１種類の変換要素（６）を含んでいる、
請求項１から請求項３のいずれかに記載のモジュール。
【請求項５】
前記放射放出半導体部品（２）が、前記キャリア基板（１）上に配置されているフレーム（７）によって一緒に囲まれている、
請求項１から請求項４のいずれかに記載のモジュール。
【請求項６】
前記キャリア基板（１）がフレキシブル基板である、
請求項１から請求項５のいずれかに記載のモジュール。
【請求項７】
前記放射放出半導体部品（２）が上に配置されている、前記キャリア基板（１）の面が、非平面的である、
請求項１から請求項６のいずれかに記載のモジュール。
【請求項８】
前記導電性構造（８）が、前記電気絶縁層（４）の上に配置されている異方性層によって形成されており、前記異方性層それぞれが、前記放射放出半導体部品（２）の少なくとも前記第１のコンタクト領域（２１）の範囲に導電性領域（８ａ）を有する、
請求項１から請求項７のいずれかに記載のモジュール。
【請求項９】
前記電気絶縁層（４）が、構造化された回路基板によって形成されており、前記導電性構造（８）が、前記回路基板から突き出している導電性ウェブによって形成されている、
請求項１から請求項７のいずれかに記載のモジュール。
【請求項１０】
前記電気絶縁層（４）が、それぞれの前記放射放出半導体部品（２）の周囲、それぞれの前記放射放出半導体部品（２）の側面領域の一部分に延在しており、前記放射放出半導体部品（２）それぞれの前記第１のコンタクト領域（２１）が、前記キャリア基板（１）とは反対側の前記放射放出半導体部品（２）の面に前記第１のコンタクト領域（２１）が存在しないように、前記電気絶縁層（４）の上に配置されている、
請求項１から請求項９のいずれかに記載のモジュール。
【請求項１１】
オプトエレクトロニクスモジュールを製造する方法であって、
−  複数の放射放出半導体部品（２）をキャリア基板（１）上に配置するステップであって、前記キャリア基板（１）が、前記放射放出半導体部品（２）との電気接続を形成するための構造化された導体トラックを有し、前記放射放出半導体部品（２）それぞれが、電磁放射を発生させるのに適している活性層（２ａ）と、第１のコンタクト領域（２１）と、第２のコンタクト領域（２２）と、を備えており、前記第１のコンタクト領域（２１）それぞれが、前記キャリア基板（１）とは反対側の前記放射放出半導体部品（２）の面に配置されている、前記ステップと、
−  前記放射放出半導体部品（２）に電気絶縁層（４）を形成するステップであって、前記電気絶縁層（４）が、それぞれの前記放射放出半導体部品（２）の前記第１のコンタクト領域（２１）の範囲に切取り部（４ａ）を有する、前記ステップと、
−  前記電気絶縁層（４）の部分領域に導電性構造（８）を形成するステップであって、前記導電性構造（８）の１つが、放射放出半導体部品（２）の少なくとも前記第１のコンタクト領域（２１）を、さらなる放射放出半導体部品（２）のさらなる第１のコンタクト領域（２１）に、または前記キャリア基板（１）の導体トラックに、導電接続する、前記ステップと、
を含んでいる、方法。
【請求項１２】
前記導電性構造（８）が印刷法によって形成される、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記導電性構造（８）が蒸着によって形成される、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記導電性構造（８）が、前記電気絶縁層（４）の上に配置される異方性層によって形成され、前記異方性層が、前記放射放出半導体部品（２）の少なくとも前記第１のコンタクト領域（２１）の範囲において導電性として具体化される、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記導電性構造（８）それぞれが導電性ウェブとして具体化され、前記ウェブそれぞれが、前記放射放出半導体部品（２）の前記第１のコンタクト領域（２１）に、スタンピングウェッジ工程によって導電接続される、
請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本特許出願は、独国特許出願第１０２００８０４９１８８．８号の優先権を主張し、この文書の開示内容は参照によって本出願に組み込まれている。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、キャリア基板および複数の放射放出半導体部品を備えたオプトエレクトロニクスモジュールに関する。さらに、本発明は、オプトエレクトロニクスモジュールを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来のオプトエレクトロニクスモジュールにおいては、チップとキャリアとの間の電気接続を形成するための手法として、ワイヤボンディング、はんだ付け、あるいは導電性接着剤によるチップ実装が主として使用されている。一例として、照明モジュール用のＬＥＤアレイは、このような方法で製造される。小型化が進む中、モジュール、例えばモジュールの高さもしくは底面領域またはその両方は、ますます小さい寸法が望まれている。
【０００４】
ＬＥＤの構造および接続を小型化する方法の１つは、例えば、特許文献１から公知である。この場合、モジュールは、上に半導体チップが配置されたキャリアを備えており、半導体チップは平面的に接触接続されている。
【０００５】
平面的に接触接続されている半導体チップを備えたモジュールは、その高さが小さく、これは有利であり、結果として、半導体チップの光出口領域と、設けられる光学要素との間の距離を最小にすることができ、これは好ましい。しかしながら、モジュールの底面領域は、平面的な接触接続によって容易に小さくすることはできず、なぜなら、半導体チップとの電気接続を形成する役割を果たす、キャリア上に配置される導電性構造を、電気的に絶縁された状態でモジュールに組み込まなければならないためである。
【０００６】
特に、複数の放射放出半導体部品を有するモジュールの場合、キャリア基板上にオプトエレクトロニクス部品がコンパクトに配置されることが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】独国公開特許出願第１０３５３６７９号明細書
【特許文献２】国際公開第９８／１２７５７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、特に、構造高さが小さく、同時に、複数の放射放出半導体部品がコンパクトに配置されているオプトエレクトロニクスモジュール、を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的は、請求項１の特徴を備えているオプトエレクトロニクスモジュールと、請求項１１の特徴を備えている、このモジュールの製造方法とによって達成される。従属請求項は、本モジュールおよび本モジュールの製造方法の有利な実施形態および好ましい発展形態に関連する。
【００１０】
本発明は、キャリア基板および複数の放射放出半導体部品を備えているオプトエレクトロニクスモジュールを提供する。キャリア基板は、放射放出半導体部品との電気接続を形成するための構造化された導体トラックを有する。放射放出半導体部品それぞれは、電磁放射を生成するのに適している活性層と、第１のコンタクト領域と、第２のコンタクト領域と、を備えており、第１のコンタクト領域それぞれは、キャリア基板とは反対側の放射放出半導体部品の面に配置されている。放射放出半導体部品に電気絶縁層が設けられており、この電気絶縁層それぞれは、放射放出半導体部品の第１のコンタクト領域の範囲に切取り部を有する。電気絶縁層の一部分の上に、導電性構造が配置されている。導電性構造の１つは、放射放出半導体部品の少なくとも第１のコンタクト領域を、さらなる放射放出半導体部品のさらなる第１のコンタクト領域に、またはキャリア基板の導体トラックに、導電接続している。
【００１１】
したがって、放射放出半導体部品の電気的接触接続（electrical contact-connection）は、キャリア基板から距離をおいて延びているワイヤによってではなく、電気絶縁層の少なくとも一部分の上に延在している導電性構造によって形成されている。このタイプの電気的接触接続では、モジュールの構造高さが特に小さく、これは有利である。さらには、導電性構造が放射放出半導体部品を互いに、またはキャリア基板の導体トラックに導電接続していることによって、コンパクトなモジュールを構築することができる。したがって、モジュールの放射放出半導体部品を、キャリア基板上に省スペース的に配置することができる。したがって、モジュールの底面領域を減少させることができ、これは有利である。
【００１２】
さらには、導電性構造を放射放出半導体部品の近くに配置することが可能である。放射放出半導体部品のこのタイプの接触接続では、モジュールの構造高さが特に小さくなり、これにより、特に、例えば放射放出半導体部品の近くに光学要素を配置することができ、これは有利である。
【００１３】
光学要素とは、例えばレンズを意味するものと理解されたい。特に、光学要素は、半導体部品によって放出された放射に所望の影響を与える構成要素、特に、放出特性を変化させる構成要素を意味するものと理解されたい。
【００１４】
放射放出半導体部品は、好ましくは半導体チップであリ、特に好ましくは発光ダイオード（ＬＥＤ）である。
【００１５】
放射放出半導体部品それぞれは、活性層を備えている。活性層それぞれは、放射を発生させるためのｐｎ接合、ダブルへテロ構造、単一量子井戸（ＳＱＷ）構造、または多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を備えている。この場合、量子井戸構造という表現は、量子化の次元について何らかの指定を行うものではない。したがって、量子井戸構造は、特に、量子井戸、量子細線、量子ドットおよびこれらの構造の任意の組合せを包含する。
【００１６】
放射放出半導体部品それぞれは、窒化物系、リン化物系、または砒化物系の化合物半導体をベースとしていることが好ましい。「窒化物系、リン化物系、または砒化物系の化合物半導体をベースとしている」とは、本出願においては、活性エピタキシャル積層体または少なくともその１層が、組成ＩｎｘＧａｙＡｌ１−ｘ−ｙＰ、ＩｎｘＧａｙＡｌ１−ｘ−ｙＮ、またはＩｎｘＧａｙＡｌ１−ｘ−ｙＡｓ（いずれの場合も０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ≦１）を有するＩＩＩ−Ｖ族半導体材料を備えていることを意味する。
【００１７】
好ましい一構造形態においては、放射放出半導体部品それぞれは、薄膜半導体部品として具体化されている。薄膜半導体部品とは、本出願においては、薄膜半導体部品の半導体ボディを備えている半導体積層体を上に（例えばエピタキシャル）成長させた成長基板が、製造時に除去されている半導体部品であるものとする。放射放出半導体部品それぞれは、半導体部品の半導体積層体のための成長基板とは異なるキャリア基板に結合されている。
【００１８】
キャリア基板は、成長基板が満たさなければならない比較的厳しい要求条件（例えば、結晶構造に関する要求条件）が課されず、これは有利である。結果として、キャリア基板の材料の選択において、成長基板の材料の選択時よりも多くの材料が利用可能である。
【００１９】
電気絶縁層は、放射放出半導体部品の活性層によって放出される放射に対して、少なくとも一部分が放射透過性であることが好ましい。したがって、放射放出半導体部品によって放出される放射を、動作時に大きな光学的損失が生じることなく電気絶縁層を通じて取り出すことができる。これによって、活性層によって放出される放射の、電気絶縁層における吸収を減少させることができ、これは有利であり、したがって、モジュールの効率が高まり、これは有利である。活性層によって放出される放射放出半導体部品の放射の、電気絶縁層における吸収は、好ましくは４０％未満、特に好ましくは２０％未満である。
【００２０】
電気絶縁層は、膜、レジスト、またはポリマー層であることが好ましい。
【００２１】
好ましい一構造形態においては、電気絶縁層は、少なくとも１種類の変換要素を含んでいる。適切な変換要素（例えば、ＹＡＧ：Ｃｅ粒子）は、例えば特許文献２に記載されており、この点に関するこの文書の開示内容は、参照によって本文書に組み込まれている。
【００２２】
放射放出半導体部品それぞれは、波長λ０を有する一次放射を放出することが好ましい。電気絶縁層における変換要素は、波長λ０を有する放射の少なくとも一部分を吸収し、異なる波長範囲の二次放射を放出する。結果として、本モジュールは、放射放出半導体部品の一次放射と変換要素の二次放射とを含んでいる混合放射を放出する。
【００２３】
変換要素を適切に選択することによって、放射放出半導体部品によって放出される放射の色位置（color locus）を変化させることが可能である。結果として、本モジュールによって放出される放射の所望の色位置を得ることができ、これは有利である。
【００２４】
色位置とは、以下では、モジュールが放出する光の、ＣＩＥ色空間における色を記述する数値を意味するものと理解されたい。
【００２５】
あるいは、電気絶縁層は、複数種類の変換要素を含んでいることができる。結果として、モジュールによって放出される放射は、一次放射と、複数の変換要素の複数の二次放射とを含んでいる混合放射となる。複数種類の変換要素を使用することによって、色位置の正確な色選択を行うことが可能であり、これにより、モジュールが放出する放射を所望の色位置とすることができ、これは有利である。
【００２６】
なお、放射放出半導体部品それぞれが必ずしも同じ波長範囲の一次放射を放出する必要はない。むしろ、放射放出半導体部品は、それらの少なくとも一部が異なる波長範囲の放射を放出するように具体化することができる。半導体部品によって放出される放射を重ね合わせることによって、モジュールによって放出される混合放射として、好ましくはＣＩＥ色空間の白色光領域にある混合放射を生成することができる。
【００２７】
好ましい一構造形態においては、少なくとも個々の放射放出半導体部品の間に平坦化層が配置されている。
【００２８】
この平坦化層によって、キャリア基板とは反対側に平面的なモジュール面を得ることができ、これは有利である。電気絶縁層は、この平面的な面に配置されていることが好ましい。平坦化層は、電気絶縁性であることが特に好ましい。
【００２９】
本モジュールの一構造形態においては、平坦化層は、少なくとも１種類の変換要素を含んでいる。変換要素は、放射放出半導体部品の少なくとも１つによって放出される放射を吸収し、この放射を異なる波長範囲の放射に変換することが特に好ましく、したがって、モジュールによって放出される混合放射が生成される。
【００３０】
１つまたは複数の変換要素が、電気絶縁層もしくは平坦化層またはその両方に直接組み込まれていることによって、さらなる光学層が要求されず、これは有利である。光学層とは、特に、放射放出半導体部品によって放出される放射の色位置を、所望の様式で変化させる、もしくは補正する、またはその両方を行う層である。変換要素が電気絶縁層もしくは平坦化層またはその両方に組み込まれており、かつ、放射放出半導体部品が、平坦化層もしくは電気絶縁層またはその両方によって好ましくは直接囲まれていることによって、放射放出半導体部品によって放出される放射が放射放出半導体部品の近くで変換され、これは有利である。これによってコンパクトなモジュールが可能となり、これは有利である。
【００３１】
したがって、この場合、電気絶縁層は、光変換層の機能と、導電性構造のためのキャリア層の機能と、放射放出部品のための保護層の機能とを実行することができる。
【００３２】
本モジュールの好ましい一構造形態においては、放射放出半導体部品は、キャリア基板上に配置されているフレームによって一緒に囲まれている。
【００３３】
フレームは、セラミックまたはプラスチックを含んでいることが好ましい。フレームによって、放射放出半導体部品は、周囲の媒体から空間的に隔てられている。さらには、フレームは、例えば、環境的な影響（例：衝撃、水分の侵入）に対して放射放出半導体部品を保護し、これは有利である。
【００３４】
本モジュールの好ましい一構造形態においては、キャリア基板は、フレキシブル基板である。
【００３５】
したがって、キャリア基板を剛体として具体化することは、絶対に必要な条件ではない。特に、キャリア基板を膜として具体化することができる。
【００３６】
本モジュールの好ましい一構造形態においては、放射放出半導体部品が上に配置されている、キャリア基板の面は、非平面的である。
【００３７】
したがって、キャリア基板は、例えば湾曲形状とすることができる。特に、キャリア基板の一方の面に放射放出半導体部品を実装することが可能である限りは、キャリア基板の面は別の形状を有することもできる。
【００３８】
本モジュールの好ましい一構造形態においては、導電性構造は、電気絶縁層上に配置されている異方性層（anisotropic layer）によって形成されており、この異方性層それぞれは、放射放出半導体部品の少なくとも第１のコンタクト領域の範囲に導電性領域を有する。
【００３９】
したがって、異方性膜は、一部分が導電性領域である。この導電性は、例えば、局所的に印加される圧力または照射の結果として生じさせることができる。異方性膜の導電性領域によって、放射放出半導体部品それぞれの電気接続が確保される。
【００４０】
異方性膜は、少なくとも一部分が、半導体部品によって放出される放射に対して放射透過性であることが好ましい。特に、異方性膜は、導電性として形成されていない領域においては、半導体部品によって放出される放射に対して少なくとも一部分は放射透過性であることが特に好ましい。
【００４１】
あるいは、異方性膜の一部分を除去することができる。この場合、特に、放射放出半導体部品それぞれの放射出口側の領域において異方性膜が除去されていることが好ましい。
【００４２】
本モジュールの好ましい一構造形態においては、電気絶縁層は、構造化された回路基板によって形成されており、導電性構造は、この回路基板から突き出している導電性ウェブ（electrically conductive web）によって形成されている。
【００４３】
ウェブそれぞれは、回路基板の導体トラックのコンタクト位置から放射放出半導体部品の第１のコンタクト領域まで延在している。この場合、ウェブそれぞれは、回路基板から半導体部品の方向に湾曲しているような形状であることが好ましい。回路基板は切取り部を有することが好ましく、これらの切取り部それぞれは、放射放出半導体部品の第１のコンタクト領域上に配置されていることが特に好ましい。ウェブは金属ウェブであることが好ましい。
【００４４】
回路基板は、導体トラックを備えていることが好ましい。回路基板の導体トラックそれぞれは、互いに電気的に絶縁された状態に配置されていることが好ましい。この電気絶縁は、回路基板の導体トラック間を隔てる切取り部によって行われていることが特に好ましい。
【００４５】
本モジュールのこの構造形態においては、多層配置構造が形成されるように、複数の回路基板を上下方向に重ねて配置することも可能である。結果として、モジュールの複数の相互接続面が形成され、これは有利であり、結果として、モジュールにおいて高いレベルの回路集積が得られ、これは有利である。
【００４６】
本モジュールのさらなる好ましい構造形態においては、電気絶縁層は、それぞれの放射放出半導体部品の周囲、それぞれの放射放出半導体部品の側面領域の一部分に延在している。放射放出半導体部品それぞれの第１のコンタクト領域は、キャリア基板とは反対側の放射放出半導体部品の面に自身が存在しないように、電気絶縁層の上に延在している。
【００４７】
第１のコンタクト層がこのように延在していることによって、放射放出半導体部品の一様なキャリア注入が確保される。さらには、放射放出半導体部品の外部電気接続部を、第１のコンタクト層の任意の望ましい領域に配置することが可能になる。
【００４８】
電気絶縁層は、半導体部品の側面領域、半導体部品の活性層上に延在していることが好ましい。
【００４９】
半導体部品の第１のコンタクト領域がこのように延在していることによって、半導体部品の電気接続、あるいは半導体部品の間の複雑な相互接続が可能になる。結果として、半導体部品をキャリア基板上に省スペース的に配置することが可能であり、これは有利である。
【００５０】
本発明による、オプトエレクトロニクスモジュールを製造する方法は、特に、
ａ）複数の放射放出半導体部品をキャリア基板上に配置するステップであって、キャリア基板が、放射放出半導体部品との電気接続を形成するための構造化された導体トラックを有し、放射放出半導体部品それぞれが、電磁放射を発生させるのに適している活性層と、第１のコンタクト領域と、第２のコンタクト領域と、を備えており、第１のコンタクト領域それぞれが、キャリア基板とは反対側の放射放出半導体部品の面に配置されている、ステップと、
ｂ）放射放出半導体部品に電気絶縁層を形成するステップであって、電気絶縁層が、それぞれの放射放出半導体部品の第１のコンタクト領域の範囲に切取り部を有する、ステップと、
ｃ）電気絶縁層の部分領域に導電性構造を形成するステップであって、導電性構造の１つが、放射放出半導体部品の少なくとも第１のコンタクト領域を、さらなる放射放出半導体部品のさらなる第１のコンタクト領域に、またはキャリア基板の導体トラックに、導電接続する、ステップと、
を含んでいる。
【００５１】
本方法の有利な形態は、本モジュールの有利な構造形態に対応しており、逆も同様である。
【００５２】
半導体部品が平面的な導電性構造によって電気的接触接続されていることによって、モジュールの高さが最小になり、これは有利である。これと同時に、従来のモジュールと比較してモジュールの底面領域が減少しており、これは有利である。
【００５３】
半導体部品との電気接続を形成するための導電性構造が電気絶縁層上に延在していることにより、モジュールの製造工程が単純化され、これは有利である。半導体部品の相互接続、半導体部品の封止、および光の変換（該当時）（電気絶縁層に組み込まれている変換要素によって行うことが好ましい）が、被膜工程によって達成され、これは有利である。
【００５４】
本方法の好ましい一形態においては、導電性構造を印刷法によって塗布する。
【００５５】
導電性構造は、スクリーン印刷法、ステンシル印刷法、またはパッド印刷法によって、電気絶縁層に塗布することが好ましい。
【００５６】
あるいは、導電性構造を蒸着によって堆積させることができる。
【００５７】
この場合、導電性構造を、物理蒸着法（ＰＶＤ工程）または化学蒸着法（ＣＶＤ工程）によって堆積させることが可能である。
【００５８】
導電性構造は、部分的に形成することが特に好ましい。導電性構造の選択的な形成は、印刷法、噴霧法、またはＰＶＤ／ＣＶＤをマスク技術（特にステンシル）と組み合わせて行うことが好ましい。
【００５９】
導電性構造を形成するためのさらなる可能な方法は、電気絶縁層上に導体トラックを直接印刷することである。
【００６０】
さらなる好ましい形態においては、導電性構造を、電気絶縁層上に配置される異方性層によって形成し、この異方性層は、放射放出半導体部品の少なくとも第１のコンタクト領域の範囲に導電性として具体化する。
【００６１】
異方性層の導電性領域は、印刷法、熱的方法、または照射（例えばＵＶレーザ）によって形成することが好ましい。
【００６２】
あるいは、電気絶縁膜の上に積層される膜に、導体構造を組み込むことができる。この場合、積層膜は、導電性構造（例えば金属層）を備えている。これらの導電性構造は、放射放出半導体部品との電気接続を所望の様式で形成できるように、膜の中にすでに配置されていることが好ましい。この目的には、自動的な接続形成法（ＴＡＢ法：テープ自動ボンディング）を採用することが特に好ましい。
【００６３】
本方法の好ましい一形態においては、電気絶縁層を形成する前に、少なくとも放射放出半導体部品の間の空間に平坦化層を導入する。このようにすることで、キャリア基板とは反対側のモジュール面が平面的に具体化されるように、本モジュールが平坦化される。
【００６４】
本方法のさらなる好ましい形態においては、導電性構造それぞれが導電性ウェブとして具体化されており、これらのウェブそれぞれは、放射放出半導体部品の第１のコンタクト領域に、スタンピングウェッジ（stamping-wedge）工程によって導電接続されている。
【００６５】
以下では、本オプトエレクトロニクスモジュールおよび本モジュールの製造方法のさらなる特徴、利点、および好ましい構造形態について、例示的な実施形態に関連して図１〜図７を参照しながら説明する。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本製造方法の中間ステップにおける、モジュールの第１の例示的な実施形態の概略断面図を示している。
【図２】本発明によるモジュールのさらなる例示的な実施形態の概略断面図を示している。
【図３】本発明によるモジュールの例示的な一実施形態の概略断面図を示している。
【図４】本発明によるモジュールのさらなる例示的な実施形態の一部分の概略図を示している。
【図５】本発明によるモジュールのさらなる例示的な実施形態の一部分の概略図を示している。
【図６】本発明によるモジュールのさらなる例示的な実施形態の概略断面図を示している。
【図７Ａ】本発明によるモジュールのさらなる例示的な実施形態の一部分の概略図を示している。
【図７Ｂ】図７Ａの例示的な実施形態の一部分の概略平面図を示している。
【図７Ｃ】本発明によるモジュールのさらなる例示的な実施形態の概略平面図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
同一の構成部分または機能が同じである構成部分には、それぞれ同じ参照記号を付してある。図示した構成部分と、構成部分の間の互いのサイズの関係は、正しい縮尺ではないことを理解されたい。
【００６８】
図１は、キャリア基板１と複数の放射放出半導体部品２とを備えているオプトエレクトロニクスモジュールを示している。放射放出半導体部品２それぞれは、電磁放射を発生させる活性層と、第１のコンタクト領域２１と、第２のコンタクト領域２２とを備えている。第１のコンタクト領域２１は、キャリア基板１とは反対側の放射放出半導体部品２の面に配置されている。
【００６９】
放射放出半導体部品２は、好ましくは半導体チップとして、特に好ましくはそれぞれ発光ダイオード（ＬＥＤ）として具体化されている。
【００７０】
放射放出半導体部品２の活性層それぞれは、放射を発生させるためのｐｎ接合、ダブルへテロ構造、単一量子井戸構造、または多重量子井戸構造を備えている。放射放出半導体部品２それぞれは、窒化物系、リン化物系、または砒化物系の化合物半導体をベースとしていることが好ましい。
【００７１】
キャリア基板１は、放射放出半導体部品２との電気接続を形成するための構造化された導体トラックを有する。特に、放射放出半導体部品２それぞれがキャリア基板１の導体トラック上に配置されていることが好ましい。すなわち、第２のコンタクト領域２２それぞれがキャリア基板１の導体トラックに機械的かつ電気的に接続されている。
【００７２】
放射放出半導体部品２それぞれが上に配置されている導体トラックは、互いに電気的に絶縁されていることが好ましい。したがって、放射放出半導体部品２は、互いに電気的に絶縁された状態でキャリア基板１の導体トラック上に配置されている。
【００７３】
個々の放射放出半導体部品２の間に平坦化層３が配置されていることが好ましい。この平坦化層３によって、キャリア基板１とは反対側に平面的なモジュール面を形成することができ、これは有利である。平坦化層３は電気的に絶縁されていることが好ましく、平坦化層３は誘電体材料を含んでいることが特に好ましい。
【００７４】
平坦化層３は、シリコーンをベースとしていることが好ましい。特に、平坦化層３は、シリコーンを含んでいる。これに加えて、またはこれに代えて、平坦化層３は、別のポリマー材料または無機材料を含んでいることができる。
【００７５】
平坦化層３の高さは、放射放出半導体部品２の高さより大きくすることができる。特に、平坦化層３は、キャリア基板１とは反対側の放射放出半導体部品２の面の少なくとも一部分を覆うように、放射放出半導体部品２の高さを超えて延在することができる。これによって、特に、放射放出半導体部品２の電気絶縁が改善される。この場合、平坦化層３は、少なくとも一部分が、放射放出半導体部品２によって放出される放射に対して放射透過性である材料からなることが好ましい。
【００７６】
平坦化層３は、少なくとも１種類の変換要素６をさらに含んでいることができる。変換要素６は、放射放出半導体部品２の少なくとも１つによって放出される放射を吸収し、この放射を異なる波長範囲の放射に変換することが好ましく、したがって、モジュールによって放出される混合放射が生成される。
【００７７】
変換要素６を適切に選択することによって、放射放出半導体部品２によって放出される放射の色位置を変化させることが可能である。結果として、モジュールによって放出される放射の所望の色位置を得ることができ、これは有利である。本モジュールは、白の色位置範囲の放射を放出することが特に好ましい。
【００７８】
複数の放射放出半導体部品２は、キャリア基板１の上に配置されているフレーム７によって一緒に囲まれていることが好ましい。
【００７９】
フレーム７は、セラミックまたはプラスチックを含んでいることが好ましい。図１の例示的な実施形態においては、放射放出半導体部品２および平坦化層３は、フレーム７によって周囲から空間的に隔てられている。フレーム７は、例えば、環境的な影響（例：衝撃）に対して放射放出半導体部品２を保護し、これは有利である。
【００８０】
電気絶縁層４は、少なくとも一部分が、放射放出半導体部品２の上と平坦化層３の上とに配置されていることが好ましい。各半導体部品２において、電気絶縁層４は、放射放出半導体部品２の第１のコンタクト領域２１の範囲に切取り部を有する。
【００８１】
電気絶縁層４は、少なくとも一部分が、活性層によって放出される放射放出半導体部品２の放射に対して放射透過性であることが好ましい。したがって、放射放出半導体部品２によって放出される放射を、動作時に大きな光学的損失が生じることなく電気絶縁層４を通じて取り出すことができる。
【００８２】
図１〜図７の例示的な実施形態においては、モジュールから放射放出半導体部品２によって放出される放射の取出しは、キャリア基板１とは反対側のモジュールの面において行われることが好ましい。
【００８３】
電気絶縁層４は、膜、レジスト、またはポリマー層であることが好ましい。
【００８４】
電気絶縁層４は、平坦化層３と同じように、少なくとも１種類の変換要素（図示していない）を含んでいる。電気絶縁層における変換要素は、放射放出半導体部品２によって放出される放射の少なくとも一部分を吸収し、異なる波長範囲の二次放射を放出することが好ましい。結果として、本モジュールは、放射放出半導体部品２の一次放射と変換要素の二次放射の両方を含んでいる混合放射を放出する。
【００８５】
１種類または複数種類の変換要素が、電気絶縁層４もしくは平坦化層３またはその両方に直接組み込まれていることによって、さらなる追加の光学層が必要なく、これは有利である。光学層とは、例えば、半導体部品によって放出される放射の色位置を、所望の様式で変化させる、もしくは補正する、またはその両方を行う層である。したがって、半導体部品２によって放出される放射を半導体部品２の近くで変換することができ、これは有利である。コンパクトなモジュールが可能になる。
【００８６】
電気絶縁層４は、部分的に切取り部を有する。電気絶縁層４における切取り部それぞれは、放射放出半導体部品２の第１のコンタクト領域２１の範囲に形成されていることが好ましい。
【００８７】
電気絶縁層４は、一体の要素として具体化されていることが好ましい。
【００８８】
キャリア基板１とは反対のモジュールの側、電気絶縁層４の一部分の上に、導電性構造が配置される（図示していない）。
【００８９】
図１の例示的な実施形態は、導電性構造を形成する前のモジュールを示している。したがって、例示的な実施形態１におけるモジュールは、製造工程中のモジュールを示している。
【００９０】
図１の例示的な実施形態においては、キャリア基板１とは反対側のモジュールの面にステンシル５が配置されている。ステンシル５は、導電性構造を形成する製造ステップにおいて使用される。
【００９１】
ステンシル５は、導電性構造を構造化するために使用される。特に、ステンシル５は、電気絶縁層４の切取り部の領域に切取り部を有することが好ましい。
【００９２】
導電性構造は、電気絶縁層４またはステンシル５に、好ましくは印刷法によって塗布されている。したがって、放射放出半導体部品２を相互接続する目的で、印刷法、特に、スクリーン印刷法またはパッド印刷法によって、好ましくは単層の導電性構造、特に、金属層を塗布することが可能である。
【００９３】
導電性構造の構造化は、放射放出半導体部品２が、互いに、またはキャリアボディの導体トラックに、導電性構造によって所望の様式で導電接続されるように、ステンシル５によって形成されることが好ましい。したがって、導電性構造は、少なくとも放射放出半導体部品２の第１のコンタクト領域を、さらなる放射放出半導体部品２のさらなる第１のコンタクト領域に、またはキャリア基板１の導体トラック（図示していない）に、電気的に接続する。
【００９４】
導電性構造を形成した後、ステンシル５を除去する。したがって、ステンシル５は、製造工程中、一時的にモジュール上に配置されているのみである。
【００９５】
図２の例示的な実施形態は、導電性構造８を備えている完成したモジュールの例示的な実施形態を示している。
【００９６】
図１に示した例示的な実施形態とは異なり、図２のモジュールでは、放射放出半導体部品２および平坦化層３を囲むフレームがキャリア基板１の上に配置されていない。
【００９７】
放射放出半導体部品２は、キャリア基板１の構造化された導体トラック上に、はんだまたは導電性の接着剤によって固定されていることが好ましい。
【００９８】
図１の例示的な実施形態と同様に、放射放出半導体部品２および平坦化層３の上に電気絶縁層４が形成されている。電気絶縁層４は、放射放出半導体部品２の第１のコンタクト領域２１の範囲に切取り部を有する。これらの切取り部は、レーザ法またはリソグラフィ法によって形成されることが好ましい。
【００９９】
図１の例示的な実施形態とは異なり、導電性構造８は、例えばジェット印刷法によって電気絶縁層４に塗布されている。導電性構造８は、ノズル９によって塗布されることが好ましい。ノズル９は、導電性構造８、好ましくは単層の金属トラックを、キャリア基板１とは反対側のモジュールの面に書き込む。特に、導電性構造８は、放射放出半導体部品２が互いに、またはキャリア基板１の導体トラックに電気的接触接続されるように、電気絶縁層４の上に塗布されている。特に、導電性構造８それぞれは、放射放出半導体部品２の第１のコンタクト領域２１の範囲に位置している。
【０１００】
したがって、放射放出半導体部品２を個別に接地することができる。あるいは、放射放出半導体部品２を互いに導電接続することができる。
【０１０１】
図３の例示的な実施形態は、図２の例示的な実施形態と異なる点として、キャリア基板１がフレキシブル基板である。特に、放射放出半導体部品２が上に配置されている、キャリア基板１の面は、非平面である。キャリア基板１は、例えば湾曲形状を有することができる。特に、キャリア基板１のこの面は、放射放出半導体部品２を実装することが可能である限りは、別の形状を有することもできる。
【０１０２】
特に、図３の例示的な実施形態においては、モジュールを回転可能な状態で実装することができる。これにより、例えばモジュールの製造が単純化され、これは有利である。導電性構造をノズルによって書き込むステップ時に、例えば、導電性構造の所望の構造化に従ってモジュールを動かす（例えば回転させる）ことができる。
【０１０３】
図４の例示的な実施形態には、オプトエレクトロニクスモジュールの一部分を示してある。特に、モジュールの放射放出半導体部品２を１個のみ示している。モジュールのさらなる放射放出半導体部品は、図を明確にする目的で示していない。
【０１０４】
放射放出半導体部品２は、キャリア基板１の上に接着剤層によって接着結合されている、またははんだによってはんだ付けされていることが好ましい。図４に示したように、電気絶縁層４は、放射放出半導体部品２の上とキャリア基板１の上とに配置されていることが好ましい。電気絶縁層４は、例えば、積層膜、またはガラスを備えている層である。
【０１０５】
電気絶縁層４は、放射放出半導体部品２の第１のコンタクト領域２１の範囲に切取り部を有する。電気絶縁層４は、誘電体層であることが好ましい。
【０１０６】
モジュールの製造工程において、導電性構造、特に好ましくは金属層を、電気絶縁層４の全領域の上に蒸着によって堆積させる（図示していない）ことが好ましい。全領域の導電性構造は、物理蒸着または化学蒸着によって堆積させることが好ましい。その後、全領域に形成された導電性構造を、放射放出半導体部品２の所望の相互接続に従って、例えばフォトリソグラフィおよびエッチングによって構造化する。特に、放射放出半導体部品が互いに導電接続されるように、または放射放出半導体部品２がキャリア基板１の導体トラックに導電接続されるように、全領域の導電性構造を構造化することが好ましい。
【０１０７】
工程の実施を単純化および改善するため、導電性構造を堆積させる前に、電気絶縁層、特に誘電体層を、例えばＳＯＧ法によって平坦化することが好ましい。
【０１０８】
図５における例示的な実施形態は、さらなるオプトエレクトロニクスモジュールの一部分を示している。この場合も、図を明確にする目的で、１個の放射放出半導体部品２のみを示してある。
【０１０９】
図４に示した例示的な実施形態とは異なり、導電性構造８が異方性層８ａ，８ｂによって形成されている。異方性層８ａ，８ｂは、好ましくは積層によって形成されている異方性膜であることが好ましい。
【０１１０】
異方性層は、２つの部分領域８ａ，８ｂを有することが好ましい。部分領域８ａ，８ｂの一方は、導電性として具体化されていることが好ましい。これに対して、他方の部分領域８ｂは、電気絶縁性である。
【０１１１】
異方性層の領域８ａにおける導電性の形成は、局所的に印加される圧力または照射によって行われることが好ましい。結果として、第１のコンタクト領域２１の範囲における放射放出半導体部品２の電気接続が確保され、これは有利である。
【０１１２】
異方性層８ａ，８ｂは、第２の部分領域８ｂの少なくとも一部分が、放射放出半導体部品２によって放出される放射に対して放射透過性であることが好ましい。あるいは、異方性層８ａ，８ｂを積層によって形成した後、第２の部分領域８ｂを選択的に除去することができる。この場合、異方性層８ａ，８ｂは放射透過性である必要はない。
【０１１３】
図６に示したオプトエレクトロニクスモジュールの例示的な実施形態は、はんだまたは接着剤層１０によってキャリア基板１の上に固定されている複数の放射放出半導体部品２を備えている。放射放出半導体部品２の第２のコンタクト領域２２は、キャリア基板１の上に配置されている導体トラックに電気的に接触している。放射放出半導体部品２の導体トラックは、互いに電気的に絶縁された状態に配置されていることが好ましい。
【０１１４】
前の例示的な実施形態において示したモジュールとは異なり、図６の例示的な実施形態においては、電気絶縁層４は、構造化された回路基板によって形成されており、導電性構造８は、回路基板から突き出している導電性ウェブ（例えば金属ウェブ）によって形成されている。
【０１１５】
回路基板は、特に、導電性の導体トラックが中に含まれている電気絶縁材料を備えている。回路基板の電気絶縁材料は、少なくとも一部分が、放射放出半導体部品２によって放出される放射に対して放射透過性であることが特に好ましい。回路基板の電気絶縁材料は、放射放出半導体部品２によって放出される放射を変換する目的で、少なくとも１種類の変換要素をさらに含んでいることができる。
【０１１６】
回路基板の電気絶縁材料に含まれている導体トラックは、少なくとも部分的に金属ウェブ８に導電接続されていることが好ましい。さらには、金属ウェブ８それぞれは、放射放出半導体部品２の第１のコンタクト領域２１に導電接続されていることが好ましい。この目的のため、回路基板４それぞれは、放射放出半導体部品２の第１のコンタクト領域２１の範囲に切取り部を有する。
【０１１７】
放射放出半導体部品２それぞれは、ウェブ８によってと、回路基板４の導体トラックによって、導電接続されている。この場合、放射放出半導体部品２を互いに導電接続する、または、キャリア基板１の導体トラックに導電接続することができる。
【０１１８】
金属ウェブ８は、回路基板のコンタクト位置から放射放出半導体部品２の方向に湾曲しているような形状であることが好ましい。
【０１１９】
この例示的な実施形態においては、複数の回路基板を上下方向に重ねて配置することも可能であり、したがって、多層配置構造、したがって多層相互接続面が、モジュール内に形成される（図示していない）。
【０１２０】
金属ウェブ８それぞれは、例えば、放射放出半導体部品２の第１のコンタクト領域２１に、スタンピングウェッジ工程によって電気的かつ機械的に接続することができる。
【０１２１】
図７Ａおよび図７Ｂは、それぞれ、オプトエレクトロニクスモジュールの一部分を概略的に示している。図７Ａは、モジュールの一部分の断面を示している。図７Ｂは、これに関連して、図７Ａの一部分の平面図を示している。
【０１２２】
図７Ａは、放射放出半導体部品２を示している。オプトエレクトロニクスモジュールは、例えば、図７Ａに示した放射放出半導体部品２の複数個からなることが好ましく、放射放出半導体部品２はキャリア基板１の上に配置されていることが好ましい。
【０１２３】
図７Ａの放射放出半導体部品２は、図１〜図６の例示的な実施形態とは異なり、電気絶縁層４の上に延在している第１のコンタクト領域２１を備えている。この目的のため、電気絶縁層４は、それぞれの放射放出半導体部品２の周囲、放射放出半導体部品２の側面領域の一部分に延在している。電気絶縁層４は、放射放出半導体部品２の側面領域、半導体部品２の活性層２ａの上に延在していることが好ましい。
【０１２４】
第１のコンタクト層２１は、同様に半導体部品２の側面領域に延在していることが好ましい。特に、第１のコンタクト層２１は、電気絶縁層４の上に延在している。この場合、キャリア基板とは反対側の放射放出半導体部品２の面には、第１のコンタクト領域２１が存在していないことが好ましい。
【０１２５】
第１のコンタクト層２１が半導体部品２の側面領域に沿って延在していることによって、放射放出半導体部品２の一様なキャリア注入を確保することができる。
【０１２６】
第１のコンタクト層２１の領域に電気リード１２が隣接していることが好ましい。第１のコンタクト層２１が半導体部品２の側面領域に沿って延在していることによって、半導体部品２を電気的に相互接続するための電気リード１２を、第１のコンタクト層２１の所望の領域に位置させることができる。したがって、モジュールの半導体部品をリード１２によって互いに電気的に相互接続することができる。あるいは、半導体部品を個別に電気的接続することができる。
【０１２７】
図７Ｂは、図７Ａの半導体部品のコンタクトの配置構造の平面図を示している。第１のコンタクト層２１は、この場合、半導体部品２の放射取出し領域に対して側方に配置されている。第１のコンタクト層２１は、フレーム型として具体化されていることが好ましい。特に、第１のコンタクト層２１は、閉じたトラックを形成している。半導体部品２を相互接続する役割を果たす電気リード１２は、一部分が第１のコンタクト層２１に配置されている。
【０１２８】
図７Ａおよび図７Ｂの例示的な実施形態においては、放射放出半導体部品２の上に電流分散層１３が配置されていることが好ましい。特に、電流分散層１３は、少なくとも一部分が、半導体部品２によって放出される放射に対して放射透過性である。電流分散層１３は、一例として、ＩＴＯ層またはＺｎＯ層である。
【０１２９】
第１のコンタクト層２１は、金属層であることが好ましい。半導体部品２の放射取出し領域には、金属層が存在していないことが好ましい。金属層は、半導体部品２の周囲に延在していることが好ましく、これにより、例えば従来使用されているボンディングパッドによるよりも一様なキャリア注入が確保される。
【０１３０】
図７Ｃは、図７Ａの放射放出半導体部品２を複数備えているモジュールの平面図を示している。この場合、このモジュールは、４個の放射放出半導体部品２を備えている。しかしながら、モジュールの応用分野および意図される用途に応じて、半導体部品２の別の個数が可能である。
【０１３１】
半導体部品２の第１のコンタクト領域２１の電気的経路が側方に配置されていることによって、半導体部品２の複雑な相互接続が可能になる。結果として、半導体部品２をキャリア基板１の上に省スペース的に配置することが可能であり、これは有利である。
【０１３２】
特に、半導体部品２を個々にキャリア基板１の上に実装して、個別に導電接続することが可能である。この場合、キャリア基板１は、半導体部品２の実装側に、互いに電気的に絶縁されている導体トラックを有し、これらの導体トラックの上に半導体部品それぞれが機械的かつ電気的に接続されている。
【０１３３】
あるいは、半導体部品２を互いに電気的に相互接続することができる。この場合、複数の半導体部品２が共通の電位にあるように、キャリア基板１自体が導電性として具体化されていることが好ましい。あるいは、上に複数の半導体部品２が一緒に配置される導体トラックを、キャリア基板１の上に配置することができる。半導体部品２の電気リード１２は、さらなる電気接続部（図示していない）まで延びていることが好ましい。
【０１３４】
ここまで、本発明について例示的な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明はこれらの実施形態に限定されない。本発明は、任意の新規の特徴および特徴の任意の組合せを包含しており、特に、請求項における特徴の任意の組合せを含んでいる。これらの特徴または特徴の組合せは、それ自体が請求項あるいは例示的な実施形態に明示的に記載されていない場合であっても、本発明に含まれる。
【図１】
2012503866.tif 000003
【図２】
2012503866.tif 000004
【図３】
2012503866.tif 000005
【図４】
2012503866.tif 000006
【図５】
2012503866.tif 000007
【図６】
2012503866.tif 000008
【図７Ａ】
2012503866.tif 000009
【図７Ｂ】
2012503866.tif 000010
【図７Ｃ】
2012503866.tif 000011
【国際調査報告】
2012503866.tif 000012
2012503866.tif 000013
2012503866.tif 000014
2012503866.tif 000015
2012503866.tif 000016
2012503866.tif 000017