[发明专利]用于半导体芯片的连接载体和半导体器件

说明书

本发明涉及一种用于至少一个半导体芯片的连接载体和一种具有这种连接载体的半导体器件。

在通过底侧上的两个接触部固定在连接载体上并被电接触的光电半导体芯片中，所述光电半导体芯片例如是LED芯片，机械应力，例如由于机械负荷造成的连接载体热膨胀或连接载体弯曲所致，可能导致半导体芯片与连接载体之间的电连接松动和半导体芯片失效。

本发明的任务是说明一种连接载体，在所述连接载体中降低与固定在连接载体上的半导体芯片之间的连接发生松动的危险。

该任务是通过权利要求1所述的主题解决。构型和改进方案是从属权利要求的主题。

按照一个实施方式，用于至少一个半导体芯片的连接载体具有包括主面的载体主体。在主面上形成第一连接面和与所述第一连接面有间隔的第二连接面。连接载体具有机械去耦装置，所述机械去耦装置尤其被设置用于降低机械力从载体主体向第一连接面的至少一个区域，尤其是向第一连接面的连接区域的传递。优选，所述连接区域被设置用于与半导体芯片的电接触部电连接，其中，半导体芯片的第一连接面与接触部之间的连接层在该连接区域中直接与第一连接面接界。

尤其是，机械去耦装置通常理解为连接载体的如下区域，所述区域被设置用于，至少在被设置用于固定半导体芯片的区域中有目的地减弱当载体主体弯曲时和／或当载体主体的温度变化时出现的机械应力。当机械力作用于该载体主体时，与没有结构化的，均质地形成的并且上面施加有连接面的载体主体相比，向第一连接面的被设置用于连接半导体芯片的区域的直接的力传递被减弱。

由此，当载体主体的温度发生波动时和／或当载体主体承受机械负荷时固定在连接载体上的、尤其是固定在第一连接面和第二连接面上的并且被电接触的半导体芯片发生脱落的危险得以降低。即使连接载体与半导体芯片的热膨胀系数不同，也能保证持续而可靠的电连接。

在一个构型变体中，机械去耦装置是通过载体主体内的凹进形成的。优选，所述凹进是在连接载体的主面一侧形成。所述凹进在竖直的方向，即与连接载体的主面垂直走向的方向上优选不完全穿过载体主体地延伸。

在一个优选的改进方案中，凹进至少部分地填充有一种填充材料。优选，所述填充材料的弹性模量比载体主体更低。换句话说则是，填充材料比载体主体的材料更软。优选，填充材料的弹性模量最高为载体主体弹性模量的0.7倍，尤其优选最高为0.5倍。借助比载体主体更软的填充材料，作用于载体主体的机械应力，例如压缩应力或拉伸应力只能以减小的程度作用于至半导体芯片的至少一个电接触部的连接。

在另一个构型变体中，机械去耦装置通过卷边形成。优选，所述卷边是在用于填充凹进的填充材料中形成的。但是，所述卷边也可以在载体主体本身内形成。借助所述卷边可以实现弹簧作用，第一连接面的连接区域借此与载体主体机械去耦。

在连接载体的俯视图中，凹进优选与第一连接面重叠。尤其优选，连接区域完全布置于凹进内部。此外还优选，在连接载体的俯视图中，凹进与第一连接面和与第二连接面重叠。在连接载体的俯视图中，凹进的伸展量可以等于待固定的半导体芯片的基面的50％或更多。

凹进可以至少在横向方向上超过半导体芯片的横向伸展量，例如超出半导体芯片沿着该方向的横向伸展量的1％～50％，优选1％～30％，边界值包含在内。

在另一个构型变体中，机械去耦装置是通过第一连接面的曲折形走向的区域形成的。借助所述曲折形的区域，通过弹簧作用可以减弱接触部半导体芯片的接触部之间的剪应力。

优选，机械去耦装置通过曲折形走向的区域和凹进形成，其中凹进优选至少是局部地沿曲折形走向的区域的外围边形成。凹进可以被构造为填充或未填充。

在另一个构型变体中，机械去耦装置通过第一连接面的如下区域形成，在所述区域中第一连接面自由地位于主面上。换句话说就是，第一连接面的所述区域没有直接与载体主体的主面机械连接，因此载体主体的弯曲应力在第一连接面的用于固定半导体芯片的连接区域内只能减弱地发挥作用。

优选，第二连接面大于第一连接面。优选，第二连接面至少是第一连接面的1.5倍那么大，尤其优选至少是3倍那么大。优选，半导体芯片的机械稳定的固定主要通过第二连接面进行。优选，第一连接面被实施为，使得在连接载体承受机械负荷时与半导体芯片的连接也不会松动。

在另一优选的构型中，第二连接面的外围边具有至少两个点，其中，想象的、在这些点之间走向的直接连接线在第二连接面的外部走向并且此外优选穿过第一连接面。因此能够以简单的方式实现一种第二连接面比第一连接面大许多的构型。