BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung betri f ft ein Verfahren zum Herstellen eines elektronischen Bauelements sowie ein elektronisches Bauelement .

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2022 124 574 . 8 , deren Of fenbarungsgehalt hiermit durch Bezugnahme auf genommen ist .

Es sind im Stand der Technik verschiedene Verfahren zur elektrischen Kontaktierung elektronischer Halbleiterchips mit geringen lateralen Abmessungen bekannt . Viele derartige Verfahren erfordern eine vorherige Mikrostrukturierung der verwendeten Kontaktmaterialen und gehen mit einem hohen Kurzschlussrisiko einher .

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen eines elektronischen Bauelements anzugeben . Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein elektronisches Bauelement bereitzustellen . Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst . In den abhängigen Ansprüchen sind verschiedene Weiterbildungen angegeben .

Ein Verfahren zum Herstellen eines elektronischen Bauelements umfasst Schritte zum Bereitstellen eines elektronischen Halbleiterchips , wobei an einer Kontaktseite des elektronischen Halbleiterchips eine erste Kontakt fläche und eine zweite Kontaktfläche ausgebildet sind, wobei die erste Kontakt fläche und die zweite Kontakt fläche um eine erste Höhe über einen zwischen der ersten Kontakt fläche und der zweiten Kontaktfläche befindlichen Abschnitt der Kontaktseite erhaben sind, zum Bereitstellen eines Trägers , wobei an einer Oberseite des Trägers eine erste Gegenkontakt fläche und eine zweite Gegenkontaktfläche ausgebildet sind, wobei die erste Gegenkontaktfläche und die zweite Gegenkontakt fläche um eine zweite Höhe über einen zwischen der ersten Gegenkontakt fläche und der zweiten Gegenkontakt fläche befindlichen Abschnitt der Oberseite des Trägers erhaben sind, wobei die erste Höhe größer oder gleich Null ist und die zweite Höhe größer, kleiner oder gleich Null ist , wobei eine als Summe der ersten Höhe und der zweiten Höhe gebildete Gesamthöhe größer als Null i st, zum Anordnen von Kapseln auf den Gegenkontaktflächen, wobei die Kapseln j eweils eine feste Schale aufweisen, die eine unterkühlte metallische Flüssigkeit umschließt , wobei die Kapseln j eweils einen Durchmesser aufweisen, der geringer als die Gesamthöhe ist , und zum Aufpressen des elektronischen Halbleiterchips auf den Träger derart , dass die Kontakt flächen des elektronischen Halbleiterchips auf die Gegenkontaktflächen des Trägers gepresst werden, wobei die Schalen der zwischen den Kontakt flächen und den Gegenkontaktflächen angeordneten Kapseln aufbrechen und die metallische Flüssigkeit die Kontakt flächen und die Gegenkontaktflächen benetzt .

Dieses Verfahren erfordert keine Feinstrukturierung eines Verbindungsmaterials zur Verbindung der Kontakt flächen des elektronischen Halbleiterchips mit den Gegenkontakt flächen des Trägers . Dadurch ist das Verfahren vorteilhafterweise einfach und kostengünstig durchführbar . Das Verfahren erfordert außerdem keine Verwendung von Silber zur Herstellung der elektrisch leitenden Verbindung zwischen dem elektronischen Halbleiterchip und dem Träger, wodurch vorteilhafterweise das Risiko einer Migration von Silber und die damit einhergehende Gefahr von Kurzschlüssen reduziert werden . Das Verfahren erfordert auch kein vorheriges Aufbringen von Lot auf die Kontaktflächen des elektronischen Halbleiterchips , was ebenfalls dazu beiträgt , dass das Verfahren einfach und kostengünstig durchführbar ist . Ferner lässt sich das Verfahren bei niedrigen Temperaturen durchführen, was unter anderem die Verwendung kostengünstiger Trägermaterialien ermöglicht , beispielsweise die Verwendung von PET . In einer Aus führungs form des Verfahrens werden auch auf einem neben den Gegenkontaktflächen befindlichen Abschnitt der Oberseite des Trägers Kapseln angeordnet . Dies ermöglicht es , die Kapseln mittels eines Verfahrens mit geringer Positioniergenauigkeit auf zubringen, wodurch das Verfahren einfach und kostengünstig durchführbar ist .

In einer Aus führungs form des Verfahrens wird nach dem Aufpressen des elektronischen Halbleiterchips ein weiterer Schritt durchgeführt zum Entfernen zumindest eines Teils der neben den Gegenkontaktflächen angeordneten Kapseln . Vorteilhafterweise wird dadurch verhindert , dass neben den Gegenkontaktflächen angeordnete Kapseln zu einem Zeitpunkt nach dem Aufpressen des elektronischen Halbleiterchips auf den Träger, beispielsweise durch Hitzeeinwirkung, aufbrechen und elektrische Kurzschlüsse verursachen .

In einer Aus führungs form des Verfahrens erfolgt das Entfernen der Kapseln unter Verwendung eines Lösungsmittels , durch Abblasen, durch ein Ätzverfahren oder mittels einer Klebefolie . Vorteilhafterweise ermöglichen diese Varianten j eweils eine wirksame , schonende und kostengünstige Entfernung zumindest eines Teils der neben den Gegenkontaktflächen angeordneten Kapseln .

In einer Aus führungs form des Verfahrens erfolgt das Anordnen der Kapseln unter Verwendung einer Schattenmaske . Vorteilhafterweise ermöglicht dies ein einfaches und kostengünstiges Aufbringen der Kapseln, wobei die Positionen der Kapseln auf gewünschte Bereiche der Oberseite des Trägers beschränkt werden können .

In einer Aus führungs form des Verfahrens erfolgt das Anordnen der Kapseln durch ein Sprühverfahren . Vorteilhafterweise ist dadurch ein schnelles und kostengünstiges Aufbringen der Kapseln möglich . In einer Aus führungs form des Verfahrens werden die Kapseln gemeinsam mit einem Lösungsmittel auf den Gegenkontaktflächen angeordnet . Das Lösungsmittel verdunstet vor dem Aufpressen des elektronischen Halbleiterchips . Vorteilhafterweise können in einem Lösungsmittel dispergierte Kapseln besonders gut mittels eines Sprühverfahrens aufgebracht werden .

In einer Aus führungs form des Verfahrens erfolgt das Anordnen der Kapseln durch ein Druckverfahren . Vorteilhafterweise ermöglicht auch ein Druckverfahren ein kostengünstiges Aufbringen der Kapseln auf die Oberseite des Trägers .

In einer Aus führungs form des Verfahrens werden die Kapseln eingebettet in ein Matrixmaterial auf den Gegenkontaktflächen angeordnet . Vorteilhafterweise lassen sich in ein Matrixmaterial eingebettete Kapseln besonders einfach auf den Gegenkontaktflächen des Trägers anordnen . Das Matrixmaterial kann beispielsweise ein organisches Material sein oder ein Acrylharz , ein Epoxid oder ein Silikon aufweisen .

In einer Aus führungs form des Verfahrens wird das Matrixmaterial nach dem Aufpressen des elektronischen Halbleiterchips entfernt , insbesondere mittels eines Lösungsmittels . Vorteilhafterweise können bei der Entfernung des Matrixmaterials auch neben den Gegenkontaktflächen angeordnete Kapseln entfernt werden .

In einer Aus führungs form des Verfahrens wird das Matrixmaterial nach dem Aufpressen des elektronischen Halbleiterchips ausgehärtet . Das Matrixmaterial kann dann an dem durch das Verfahren erhältlichen elektronischen Bauelement verbleiben . Das ausgehärtete Matrixmaterial kann in dem Matrixmaterial verbliebene Kapseln schützen und voneinander isolieren, sodass in dem Matrixmaterial verbliebene Kapseln auch nach dem Aufpressen des elektronischen Halbleiterchips auf den Träger keine unerwünschten Kurzschlüsse verursachen können . In einer Aus führungs form des Verfahrens berührt das Matrixmaterial nach dem Aufpressen des elektronischen Halbleiterchips den zwischen der ersten Kontakt fläche und der zweiten Kontaktfläche befindlichen Abschnitt der Kontaktseite des elektronischen Halbleiterchips und den zwischen der ersten Gegenkontaktfläche und der zweiten Gegenkontakt fläche be findlichen Abschnitt der Oberseite des Trägers . Das ausgehärtete Matrix- material kann dadurch eine Unterfüllung (underfill ) des elektronischen Halbleiterchips bilden, diesen zusät zlich mechanisch an dem Träger fixieren . Die Unterfüllung kann auch die elektrisch leitenden Verbindungen zwischen dem elektronischen Halbleiterchip und dem Träger vor äußeren Einwirkungen schützen .

In einer Aus führungs form des Verfahrens beträgt ein Abstand zwischen der ersten Kontakt fläche und der zweiten Kontaktfläche weniger als 50 pm, insbesondere weniger als 20 pm. Vorteilhafterweise ermöglicht das Verfahren trotz dieses nur geringen Abstands zwischen den Kontakt flächen des elektronischen Halbleiterchips eine zuverlässige elektrische Kontaktierung ohne Gefahr eines Kurzschlusses zwischen der ersten Kontakt fläche und der zweiten Kontakt fläche .

In einer Aus führungs form des Verfahrens beträgt der Durchmesser der Kapseln zwischen 0 , 2 pm und 10 pm, insbesondere zwischen 0 , 5 pm und 5 pm . Vorteilhafterweise eignen sich die Kapseln dadurch zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen den Kontakt flächen des elektronischen Halbleiterchips und den Gegenkontaktflächen des Trägers auch im Fall eines sehr kleinen elektronischen Halbleiterchips mit sehr kleinen Kontakt flächen mit sehr geringem Abstand .

In einer Aus führungs form des Verfahrens ist der Durchmesser der Kapseln zwischen 0 , 5 pm und 3 pm geringer als die Gesamthöhe . Vorteilhafterweise ermöglicht das Verfahren dadurch eine Herstellung eines elektronischen Bauelements mit sehr kompakten äußeren Abmessungen, insbesondere mit geringer Höhe . In einer Aus führungs form des Verfahrens weisen die Schalen der Kapseln ein Oxid auf , insbesondere ein Zinnoxid ( SnOx ) . Vorteilhafterweise weisen die Schalen der Kapseln dadurch geeignete mechanische Eigenschaften auf .

In einer Aus führungs form des Verfahrens weist die unterkühlte metallische Flüssigkeit Sn, SnAgCu oder SnBi auf . Vorteilhafterweise eignet sich die unterkühlte metallische Flüssigkeit dadurch zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen den Kontakt flächen des elektronischen Halbleiterchips und den Gegenkontaktflächen des Trägers .

In einer Aus führungs form des Verfahrens ist der elektronische Halbleiterchip ein optoelektronischer Halbleiterchip, insbesondere ein Leuchtdiodenchip . Das Verfahren eignet sich dadurch zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements , beispielsweise eines Leuchtdiodenbauelements . Vorteilhafterweise können dabei optoelektronische Halbleiterchips mit sehr geringer Größe verwendet werden .

Ein elektronisches Bauelement weist einen elektroni schen Halbleiterchip und einen Träger auf . An einer Kontaktseite des elektronischen Halbleiterchips sind eine erste Kontaktfläche und eine zweite Kontakt fläche ausgebildet . Die erste Kontakt fläche und die zweite Kontakt fläche sind um eine erste Höhe über einen zwischen der ersten Kontakt fläche und der zweiten Kontakt fläche befindlichen Abschnitt der Kontaktseite erhaben . An einer Oberseite des Trägers sind eine erste Gegenkontaktfläche und eine zweite Gegenkontakt fläche ausgebildet . Die erste Gegenkontakt fläche und die zweite Gegenkontaktfläche sind um eine zweite Höhe über einen zwischen der ersten Gegenkontakt fläche und der zweiten Gegenkontakt fläche befindlichen Abschnitt der Oberseite des Trägers erhaben . Die erste Höhe ist größer oder gleich Null . Die zweite Höhe ist größer, kleiner oder gleich Null . Eine als Summe der ersten Höhe und der zweiten Höhe gebildete Gesamthöhe ist größer als Null . Die erste Kontakt fläche und die zweite Kontakt fläche sind über Lotverbindungen mit der ersten Gegenkontaktf lache und der zweiten Gegenkontakt fläche verbunden . Auf dem zwischen der ersten Gegenkontakt fläche und der zweiten Gegenkontaktfläche befindlichen Abschnitt der Oberseite des Trägers sind Kapseln angeordnet , die j eweils eine feste Schale aufweisen, die eine unterkühlte metallische Flüssigkeit umschließt . Die Kapseln weisen j eweils einen Durchmes ser auf , der geringer als die Gesamthöhe ist .

Vorteilhafterweise lässt sich dieses elektronische Bauelement einfach und kostengünstig herstellen . Die Lotverbindungen können ohne Silber ausgebildet sein, wodurch vortei lhafterweise das Risiko einer Migration von Silber und die damit einhergehende Gefahr von Kurzschlüssen reduziert sein können . Der Träger kann ein kostengünstiges Trägermaterial aufweisen, beispielsweise PET .

In einer Aus führungs form des elektronischen Bauelements sind die Kapseln in ein Matrixmaterial eingebettet . Das Matrixmaterial kann die in das Matrixmaterial eingebetteten Kapseln schützen und voneinander isolieren, sodass die Kapseln vorteilhafterweise keine unerwünschten Kurzschlüsse verursachen können . Das Matrixmaterial kann auch eine Unterfüllung (underfill ) des elektronischen Halbleiterchips bilden, diesen zusätzlich mechanisch an dem Träger fixieren und die Lotverbindungen zwischen dem elektronischen Halbleiterchip und dem Träger vor äußeren Einwirkungen schützen .

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung, sowie die Art und Weise , wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Aus führungsbeispiele , die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden . Dabei zeigen in j eweils schematischer Darstellung

Figur 1 eine geschnittene Seitenansicht eines elektronischen Halbleiterchips ; Figur 2 eine geschnittene Seitenansicht eines Trägers ;

Figur 3 eine Aufsicht auf Gegenkontaktflächen an einer Oberseite des Trägers ;

Figur 4 eine als Summe einer ersten Höhe und einer zweiten Höhe gebildete Gesamthöhe ;

Figur 5 eine zum Aufbringen von Kapseln verwendete Schattenmaske ;

Figur 6 eine Seitenansicht des Trägers mit auf die Gegenkontaktflächen aufgebrachten Kapseln;

Figur 7 eine Aufsicht auf die Oberseite des Trägers mit den darauf aufgebrachten Kapseln;

Figur 8 eine geschnittene Ansicht einer der Kapseln;

Figur 9 eine geschnittene Seitenansicht des Trägers mit darauf auf gepresstem elektronischem Halbleiterchip ;

Figur 10 eine geschnittene Detailansicht einer Kontakt fläche und einer Gegenkontakt fläche während des Aufpressens des elektronischen Halbleiterchips ;

Figur 11 eine weitere Detailansicht einer Kontakt fläche und einer Gegenkontakt fläche während des Aufpressens des elektronischen Halbleiterchips ;

Figur 12 in ein Lösungsmittel eingebettete Kapseln; und

Figur 13 den Träger, den elektronischen Halbleiterchip und in ein Matrixmaterial eingebettete Kapseln .

Figur 1 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht eines elektronischen Halbleiterchips 100 . Der elektronische Halbleiterchip 100 kann beispielsweise ein optoelektronischer Halbleiterchip sein, insbesondere beispielsweise ein Leuchtdiodenchip ( LED-Chip ) . Der elektronische Halbleiterchip 100 kann aber auch ein beliebiger anderer elektronischer Halbleiterchip sein .

Der elektronische Halbleiterchip 100 weist eine Vorderseite 101 und eine der Vorderseite 101 gegenüberliegende Kontaktseite 102 auf . Falls der elektronische Halbleiterchip 100 als optoelektronischer Halbleiterchip ausgebildet ist , kann die Vorderseite 101 beispielsweise eine lichtemittierende Seite des elektronischen Halbleiterchips 100 bilden . Im Falle eines anders ausgebildeten elektronischen Halbleiterchips 100 kann die Vorderseite 101 eine andere oder gar keine funktionelle Eigenschaft aufweisen .

An der Kontaktseite 102 des elektronischen Halbleiterchips 100 sind eine erste Kontakt fläche 110 und eine zweite Kontaktfläche 120 ausgebildet . Die erste Kontakt fläche 110 und die zweite Kontakt fläche 120 sind dazu vorgesehen, den elektronischen Halbleiterchip 100 elektrisch zu kontaktieren, beispielsweise , um den elektronischen Halbleiterchip 100 mit elektrischer Spannung und elektrischem Strom zu beaufschlagen . Die Kontakt flächen 110 , 120 können beispielsweise als Schichtenfolgen unterschiedlicher metallischer Materialien ausgebildet sein .

Die erste Kontakt fläche 110 und die zweite Kontaktf läche 120 weisen einen in lateraler Richtung bemessenen Abstand 140 voneinander auf . Im Falle eines kleinen elektronischen Halbleiterchips 100 kann der Abstand 140 ebenfalls klein sein . Der Abstand 140 kann beispielsweise weniger als 50 pm oder sogar weniger als 20 pm betragen .

Die erste Kontakt fläche 110 und die zweite Kontaktf läche 120 sind j eweils um eine erste Höhe 130 über einen zwischen der ersten Kontakt fläche 110 und der zweiten Kontakt fläche 120 befindlichen Abschnitt 103 der Kontaktseite 102 des elektronischen Halbleiterchips 100 erhaben . Die erste Höhe 130 ist dabei senkrecht zu der Kontaktseite 102 bemessen . Die erste Höhe 130 kann im Bereich einiger pm liegen und beispielsweise bis zu 10 pm betragen . Die erste Höhe 130 kann aber auch kleinere Werte bis unterhalb von 1 pm betragen . Im Extremfall kann die erste Höhe 130 sogar gleich Nul l sein . In diesem Fall sind die erste Kontakt fläche 110 und die zweite Kontakt fläche 120 gar nicht über den zwischen den Kontaktflächen 110 , 120 befindlichen Abschnitt 103 der Kontaktseite 102 erhaben, sondern schließen bündig mit der Kontaktseite 102 des elektronischen Halbleiterchips 100 ab .

Der elektronische Halbleiterchip 100 kann zusätzlich zu der ersten Kontakt fläche 110 und der zweiten Kontakt fläche 120 noch weitere Kontakt flächen aufweisen .

Figur 2 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht eines Trägers 200 . Der Träger 200 kann auch als Substrat bezeichnet werden . Der Träger 200 kann beispielsweise ein Kunststof fmaterial aufweisen, insbesondere beispiel sweise PET .

Der Träger 200 weist eine Oberseite 201 auf , die in Figur 3 in Aufsicht dargestellt ist . An der Oberseite 201 des Trägers

200 sind eine erste Gegenkontakt fläche 210 und eine zweite Gegenkontakt fläche 220 ausgebildet . Die erste Gegenkontaktfläche 210 ist elektrisch leitend mit einer an der Oberseite

201 angeordneten ersten Leiterbahn 215 verbunden . Die zweite Gegenkontakt fläche 220 ist elektrisch leitend mit einer an der Oberseite 201 ausgebildeten zweiten Leiterbahn 225 verbunden . Die erste Gegenkontakt fläche 210 und die zweite Gegenkontaktfläche 220 können beispielsweise j eweils als Schichtstapel unterschiedlicher metallischer Materialien ausgebildet sein .

Die erste Gegenkontakt fläche 210 und die zweite Gegenkontaktfläche 220 sind um eine zweite Höhe 230 über einen zwischen der ersten Gegenkontakt fläche 210 und der zweiten Gegenkontakt fläche 220 befindlichen Abschnitt 203 der Oberseite 201 des Trägers 200 erhaben . Die zweite Höhe 230 ist dabei senkrecht zu der Oberseite 201 des Trägers 200 bemessen .

Die zweite Höhe 230 kann beispielsweise einige pm betragen, beispielsweise bis zu 10 pm . Die zweite Höhe 230 kann aber auch einen kleineren Wert aufweisen, beispielsweise einen Wert von weniger als 1 pm . Die erste Gegenkontakt fläche 210 und die zweite Gegenkontakt fläche 220 können sogar derart in der Oberseite 201 des Trägers 200 versenkt sein, dass die zweite Höhe 230 gleich Null ist oder sogar einen Wert von weniger als Null aufweist . Im letztgenannten Fall ragt der zwischen der ersten Gegenkontakt fläche 210 und der zweiten Gegenkontaktfläche 220 liegende Abschnitt 203 der Oberseite 201 des Träger 200 über die erste Gegenkontakt fläche 210 und die zweite Gegenkontakt fläche 220 hinaus .

Die erste Leiterbahn 215 und die zweite Leiterbahn 225 können gegenüber der Oberseite 201 des Trägers 200 eine Höhe aufweisen, die der zweiten Höhe 230 der ersten Gegenkontakt fläche 210 und der zweiten Gegenkontakt fläche 220 entspricht . Die Leiterbahnen 215 , 225 können aber auch eine geringere oder eine größere Höhe aufweisen .

Der Träger 200 kann zusätzlich zu der ersten Gegenkontakt fläche 210 und der zweiten Gegenkontakt fläche 220 noch weitere Gegenkontaktflächen aufweisen .

Aus der ersten Höhe 130 der Kontakt flächen 110 , 120 des elektronischen Halbleiterchips 100 und der zweiten Höhe 230 der Gegenkontaktflächen 210 , 220 des Trägers 200 lässt sich durch Addition rechnerisch eine Gesamthöhe 300 bilden . Dies ist in Figur 4 graphisch dargestellt . Die Gesamthöhe 300 entspricht der Summe der ersten Höhe 130 und der zweiten Höhe 230 . Dies gilt nicht nur für den in Figur 4 gezeigten Fall , dass die erste Höhe 130 und die zweite Höhe 230 j eweils positive Werte aufweisen, sondern auch in dem Fall , das s die erste Höhe 130 oder die zweite Höhe 230 den Wert Null aufweist oder die zweite Höhe 230 einen negativen Wert hat .

Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung der Oberseite 201 des Trägers 200 mit einer oberhalb der Oberseite 201 angeordneten Schattenmaske 500 . Die Schattenmaske 500 weist eine Öf fnung 510 auf , die über der ersten Gegenkontakt fläche 210 und der zweiten Gegenkontakt fläche 220 angeordnet i st . Im dargestellten Beispiel ist die Größe der Öf fnung 510 so bemessen, dass durch die Öf fnung 510 außer der ersten Gegenkontaktfläche 210 und der zweiten Gegenkontakt fläche 220 und dem zwischen den Gegenkontaktflächen 210 , 220 liegenden Abschnitt 203 der Oberseite 201 des Trägers 200 auch Teile der Leiterbahnen 215 , 225 und weitere Abschnitte 204 der Oberseite 201 des Trägers 200 sichtbar und zugänglich sind .

Die Öf fnung 510 der Schattenmaske 500 könnte aber auch beispielsweise so klein bemessen sein, dass nur die erste Gegenkontaktfläche 210 , die zweite Gegenkontakt fläche 220 und der zwischen den Gegenkontaktflächen 210 , 220 liegende Abschnitt 203 der Oberseite 201 des Trägers 200 freigelegt sind . Alternativ könnte die Öf fnung 510 der Schattenmaske 500 auch größer sein . Der Verwendung einer Schattenmaske 500 mit einer größeren Öf fnung 510 bietet den Vorteil , dass die Schattenmaske 500 mit nur geringer Genauigkeit positioniert werden muss , um die Öf fnung 510 über der ersten Gegenkontaktf läche 210 und der zweiten Gegenkontakt fläche 220 anzuordnen . Auf die Verwendung der Schattenmaske 500 kann auch voll ständig verzichtet werden, wie nachfolgend noch erläutert wird .

Figur 6 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des Trägers 200 in einem den vorherigen Darstellungen zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand . Figur 7 zeigt eine Aufsicht auf die Oberseite 201 des Trägers 200 in dem in Figur 6 dargestellten Bearbeitungsstand .

Auf den Gegenkontaktflächen 210 , 220 an der Oberseite 201 des Trägers 200 sind Kapseln 400 angeordnet worden . Das Anordnen der Kapseln 400 ist unter Verwendung der in Figur 5 gezeigten Schattenmaske 500 erfolgt . Dabei sind Kapseln 400 in dem gesamten durch die Öf fnung 510 der Schattenmaske 500 freiliegenden Bereich angeordnet worden . Dadurch sind Kapseln 400 nicht nur auf der ersten Gegenkontakt fläche 210 und der zweiten Gegenkontakt fläche 220 angeordnet worden, sondern auch auf dem zwischen den Gegenkontaktflächen 210 , 220 l iegenden Abschnitt 203 der Oberseite 201 des Trägers 200 , auf Teilen der Leiterbahnen 215 , 225 und auf weiteren Abschnitten 204 der Oberseite 201 des Trägers 200 . Durch Verwendung einer Schattenmaske 500 mit kleinerer Öf fnung 510 könnten die Kapseln 400 aber auch auf die erste Gegenkontakt fläche 210 , die zweite Gegenkontakt fläche 220 und den zwischen den Gegenkontaktflächen 210 , 220 liegenden Abschnitt 203 der Oberseite 201 des Trägers 200 beschränkt werden . Bei vollständigem Verzicht auf eine Schattenmaske 500 würden die Kapseln 400 auf der gesamten Oberseite 201 des Trägers 200 angeordnet werden . Zwingend erforderlich ist lediglich, dass Kapseln 400 auf den Gegenkontaktflächen 210 , 220 angeordnet werden .

Die Kapseln 400 sind alle im Wesentlichen gleich ausgebildet . Figur 8 zeigt eine schematische geschnittene Ansicht einer der Kapseln 400 . Jede Kapsel 400 weist eine feste Schale 410 auf , die eine unterkühlte metallische Flüssigkeit 420 umschließt . Die feste Schale 410 kann dabei beispielsweise ein Oxid aufweisen, beispielsweise ein Zinnoxid ( SnOx, SnO, Sn2O3 , SnO2 ) . Die unterkühlte metallische Flüssigkeit 420 kann beispielsweise Zinn oder eine Zinnverbindung aufweisen, insbesondere beispielsweise Sn, SnAgCu oder SnBi .

Die Kapseln 400 weisen j eweils einen Durchmesser 430 auf . Der Durchmesser 430 ist geringer als die Gesamthöhe 300 , also geringer als die Summe aus der ersten Höhe 130 und der zweiten Höhe 230 . Es ist zweckmäßig, dass der Durchmesser 430 der Kapseln 400 zwischen 0 , 5 pm und 3 pm geringer als die Gesamthöhe 300 ist . Der Durchmesser 430 der Kapseln 400 kann beispielsweise zwischen 0 , 2 pm und 10 pm betragen, insbesondere beispielsweise zwischen 0 , 5 pm und 5 pm . Figur 9 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des elektronischen Halbleiterchips 100 und des Trägers 200 in einem den vorherigen Darstellungen zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand .

In einem der Darstellung der Figur 9 zeitlich vorhergehenden Bearbeitungsschritt ist der elektronische Halbleiterchip 100 derart auf den Träger 200 aufgepresst worden, dass die erste Kontakt fläche 110 des elektronischen Halbleiterchips 100 auf die erste Gegenkontakt fläche 210 des Trägers 200 und die zweite Kontakt fläche 120 des elektronischen Halbleiterchips 100 auf die zweite Gegenkontakt fläche 220 des Trägers 200 gepresst worden sind . Dieser Bearbeitungsschritt ist schematisch in Figur 10 gezeigt , wo eine vergrößerte geschnittene Seitenansicht eines Teils der zweiten Kontakt fläche 120 des elektronischen Halbleiterchips 100 und eines Teils der zweiten Gegenkontakt fläche 220 des Trägers 200 dargestellt ist . Durch das Aufpressen des elektronischen Halbleiterchips 100 auf den Träger 200 werden die zuvor auf den Gegenkontaktflächen 210 , 220 angeordneten Kapseln 400 zwischen den Gegenkontaktflächen 210 , 220 und den Kontakt flächen 110 , 120 eingequetscht und deformiert , bis die Schalen 410 der zwischen den Kontakt flächen 110 , 120 und den Gegenkontaktflächen 210 , 220 angeordneten Kapseln 400 schließlich aufbrechen . Dann läuft die in den Kapseln 400 enthaltene unterkühlte metal lische Flüssigkeit 420 aus und benetzt die Kontakt flächen 110 , 120 des elektronischen Halbleiterchips 100 und die Gegenkontaktflächen 210 , 220 des Trägers 200 . Das Aufpressen des elektronischen Halbleiterchips 100 auf den Träger 200 kann hierzu beispielsweise mit einem Druck zwischen 0 , 1 MPa und 10 MPa erfolgen .

Die aus den auf gebrochenen Kapseln 400 austretende unterkühlte metallische Flüssigkeit 420 erstarrt nach dem Benetzen der Kontakt flächen 110 , 120 und Gegenkontaktflächen 210 , 220 rasch und bildet Lotverbindungen 450 zwischen der ersten Kontaktfläche 110 und der ersten Gegenkontakt fläche 210 sowie der zweiten Kontakt fläche 120 und der zweiten Gegenkontaktfläche 220 . Dies ist in Figur 9 und in der vergrößerten Detailansicht der Figur 11 gezeigt .

Die Anzahl der während des Anordnens der Kapseln 400 auf den Gegenkontaktflächen 210 , 220 des Trägers 200 pro Fläche auf die Oberseite 201 des Trägers 200 aufgebrachten Kapseln 400 kann so hoch gewählt werden, dass die entstehenden Lotverbindungen 450 eine gute elektrische und thermische Leitfähigkeit aufweisen . Gleichzeitig sollte die Anzahl der Kapseln 400 pro Fläche ausreichend niedrig gewählt werden, damit die Lotverbindungen 450 thermomechanischen Stress in möglichst geringem Maße übertragen und sich während des Aufpressens des elektronischen Halbleiterchips 100 auf den Träger 200 nur ein geringes Risiko einer Ausbildung eines elektrischen Kurz schlusses einstellt .

Wie in Figuren 9 und 11 erkennbar ist , werden die auf dem zwischen der ersten Gegenkontakt fläche 210 und der zweiten Gegenkontakt fläche 220 befindlichen Abschnitt 203 der Oberseite 201 des Trägers 200 angeordneten Kapseln 400 während des Aufpressens des elektronischen Halbleiterchips 100 auf den Träger 200 nicht geöf fnet . Dies wird insbesondere dadurch sichergestellt , dass der Durchmesser 430 der Kapseln 400 geringer als die Gesamthöhe 300 ist . Somit wird verhindert , dass unerwünschte Kurzschlüsse zwischen der ersten Gegenkontaktfläche 210 und der zweiten Gegenkontakt fläche 220 des Trägers 200 bzw . zwischen der ersten Kontakt fläche 110 und der zweiten Kontakt fläche 120 des elektronischen Halbleiterchips 100 entstehen . Auch die auf den Leiterbahnen 215 , 225 und auf weiteren Abschnitten 204 der Oberseite 201 des Trägers 200 angeordneten Kapseln 400 bleiben unversehrt .

In dem in Figur 9 gezeigten Bearbeitungsstand kann der Träger 200 mit dem darauf angeordneten elektronischen Halbleiterchip 100 ein elektronisches Bauelement 10 bilden, dessen Bearbeitung abgeschlossen ist . Falls der elektronische Halbleiterchip 100 ein optoelektronischer Halbleiterchip ist , ist das elektronische Bauelement 10 ein optoelektronisches Bauelement . Es können aber auch, ausgehend von dem in Figur 9 gezeigten Bearbeitungsstand, noch weitere Bearbeitungsschritte erfolgen .

Dem in Figur 9 gezeigten Bearbeitungsstand kann optional ein Prozessschritt zum Entfernen zumindest eines Teils der neben den Gegenkontaktflächen 210 , 220 angeordneten Kapseln 400 nachfolgen . Hierbei werden einige oder alle der an der Oberseite 201 des Trägers 200 angeordneten Kapseln 400 entfernt , die während des Aufpressens des elektronischen Halbleiterchips 100 nicht aufgebrochen worden sind . Durch das Entfernen dieser Kapseln 400 wird verhindert , dass diese Kapseln 400 zu einem späteren Zeitpunkt aufbrechen, was zur Folge haben könnte , dass die in den Kapseln 400 enthaltene unterkühlte metallische Flüssigkeit 420 einen Kurzschluss verursacht . Ein späteres Aufbrechen der Kapseln 400 könnte beispiel sweise durch mechanische Beanspruchungen oder durch Hitzeeinwirkungen verursacht werden .

Das Entfernen zumindest eines Teils der neben den Gegenkontaktflächen 210 , 220 angeordneten Kapseln 400 kann beispielsweise unter Verwendung eines Lösungsmittels , durch Abblasen, durch ein Ätzverfahren oder mittels einer Klebefolie erfolgen . Es ist günstig, wenn bei dem Entfernen der Kapseln 400 auch ein möglichst großer Teil der Kapseln 400 entfernt wird, die sich auf dem zwischen den Gegenkontaktflächen 210 , 220 angeordneten Abschnitt 203 der Oberseite 201 des Trägers 200 befinden, da die dort angeordneten Kapseln 400 besonders leicht einen Kurzschluss verursachen könnten .

Das anhand der Figuren 6 und 7 beschriebene Anordnen der Kapseln 400 auf den Gegenkontaktflächen 210 , 220 des Trägers 200 kann beispielsweise durch ein Sprühverfahren erfolgen . Wahlweise kann hierbei die anhand der Figur 5 beschriebene Schattenmaske 500 verwendet werden . Zum Aufsprühen auf die Oberseite 201 des Trägers 200 können die Kapseln 400 in einem Lösungsmittel 600 dispergiert sein, das gemeinsam mit den Kapseln 400 aufgesprüht ist . Dies ist schematisch in Figur 12 dargestellt , wo ein Teil der ersten Gegenkontakt fläche 210 des Trägers 200 mit einigen darauf angeordneten Kapseln 400 dargestellt ist . Das Lösungsmittel 600 kann nach dem Aufsprühen der Kapseln 400 verdunsten, bevor der elektroni sche Halbleiterchip 100 auf den Träger 200 aufgepresst wird .

Alternativ kann das anhand der Figuren 6 und 7 beschriebene Anordnen der Kapseln 400 durch ein Druckverfahren erfolgen . Hierbei kann beispielsweise die anhand der Figur 5 beschriebene Schattenmaske 500 verwendet werden . Die Schattenmaske ist in diesem Fall ein Drucksieb oder eine Druckschablone .

Zum Anordnen der Kapseln 400 mittels eines Druckverfahrens können die Kapseln 400 in ein Matrixmaterial 700 eingebettet sein . Dieses ist in Figur 13 gezeigt , wo der Träger 200 und der elektronische Halbleiterchip 100 nach dem Aufpressen des elektronischen Halbleiterchips 100 schematisch dargestellt sind .

Das gemeinsam mit den Kapseln 400 durch ein Druckverfahren aufgebrachte Matrixmaterial 700 kann in einer Variante des Verfahrens nach dem Aufpressen des elektronischen Halbleiterchips 100 entfernt werden, beispielsweise mittels eines Lösungsmittels . In diesem Fall kann das Matrixmaterial 700 beispielsweise ein organisches Material aufweisen, bei spielsweise eine Palmitinsäure oder 1-Decanol . Während des Entfernens des Matrixmaterials 700 können auch in das Matrixmaterial 700 eingebettete Kapseln 400 entfernt werden, die während des Aufpressens des elektronischen Halbleiterchips 100 nicht auf gebrochen wurden .

Eine alternative Möglichkeit besteht darin, das Matrixmaterial 700 nach dem Aufpressen oder während des Aufpressens des elektronischen Halbleiterchips 100 aus zuhärten . In diesem Fall kann das Matrixmaterial 700 beispielsweise ein Acrylharz , ein Epoxid oder ein Silikon aufweisen . Das Aushärten des Matrixmaterials 700 kann beispielsweise durch Wärmezufuhr oder durch Bestrahlung mit Licht erfolgen . Das ausgehärtete Matrixmaterial 700 verbleibt dann an dem elektronischen Bauelement 10 , wie dies in Figur 13 dargestellt ist .

Das ausgehärtete Matrixmaterial 700 kann die in das Matrixmaterial 700 eingebetteten Kapseln 400 , die während des Aufpressens des elektronischen Halbleiterchips 100 nicht aufgebrochen sind, derart fixieren, dass ein späteres Aufbrechen dieser Kapseln 400 oder zumindest ein Entstehen eines Kurzschlusses durch die aus den Kapseln 400 austretende metallische Flüssigkeit 420 verhindert wird .

Das ausgehärtete Matrixmaterial 700 kann auch die Funktion einer Unterfüllung (underfill ) erfüllen . In diesem Fall ist es zweckmäßig, wenn das Matrixmaterial 700 nach dem Aufpressen des elektronischen Halbleiterchips 100 den zwischen der ersten Kontakt fläche 110 und der zweiten Kontakt fläche 120 befindlichen Abschnitt 103 der Kontaktseite 102 des elektronischen Halbleiterchips 100 und den zwischen der ersten Gegenkontaktfläche 210 und der zweiten Gegenkontakt fläche 220 befindlichen Abschnitt 203 der Oberseite 201 des Trägers 200 berührt . In diesem Fall füllt das Matrixmaterial 700 den Raum zwischen den Kontakt flächen 110 , 120 , der Kontaktseite 102 des elektronischen Halbleiterchips 100 , den Gegenkontaktflächen 210 , 220 und der Oberseite 201 des Trägers 200 möglichst vollständig aus . Das Matrixmaterial 700 bewirkt dann eine zusätzliche mechanische Fixierung des elektronischen Halbleiterchips 100 an dem Träger 200 , kann eine lonenmigration verhindern und die elektrischen Verbindungen zwischen den Kontakt flächen 110 , 120 und den Gegenkontaktflächen 210 , 220 vor äußeren Einwirkungen durch Feuchtigkeit , Säuren und korrosive Gase schützen .

Die Erfindung wurde anhand der bevorzugten Aus führungsbeispiele näher illustriert und beschrieben . Die Erfindung ist j edoch nicht auf die of fenbarten Beispiele eingeschränkt . Andere Variationen können vom Fachmann abgeleitet werden . BE ZUGS ZE I CHENLI S TE

10 elektronisches Bauelement

100 elektronischer Halbleiterchip

101 Vorderseite

102 Kontaktseite

103 zwischenliegender Abschnitt

110 erste Kontakt fläche

120 zweite Kontakt fläche

130 erste Höhe

140 Abstand

200 Träger

201 Oberseite

203 zwischenliegender Abschnitt

204 weiterer Abschnitt

210 erste Gegenkontakt fläche

215 erste Leiterbahn

220 zweite Gegenkontakt fläche

225 zweite Leiterbahn

230 zweite Höhe

300 Gesamthöhe

400 Kapsel

410 Schale

420 Flüssigkeit

430 Durchmesser

450 Lotverbindung

500 Schattenmaske

510 Öf fnung

600 Lösungsmittel

700 Matrixmaterial