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Title:
PROCESS FOR MANUFACTURING AN ELECTRONIC COMPONENT, IN PARTICULAR A SURFACE-WAVE COMPONENT WORKING WITH ACOUSTIC SURFACE WAVES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/043084
Kind Code:
A1
Abstract:
In a process for manufacturing a surface-wave filter, a carrier plate 10 which can be subdivided into base plates 2 is provided with printed circuits in each base plate zone A and these are contacted with the active structures of surface-wave chips 1 by a flip-chip technique. A metal or plastic foil 3 or 4 is then laid on the carrier plate 10 fitted with chips and then processed under heat and pressure, for example, so that each chip 1 - except for the chip surface facing the carrier plate 10 - is enveloped and hermetically sealed on the carrier plate surface in the zones between the chips.

Inventors:
STELZL ALOIS (DE)
KRUEGER HANS (DE)
DEMMER PETER (DE)
Application Number:
PCT/DE1999/000307
Publication Date:
August 26, 1999
Filing Date:
February 05, 1999
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS MATSUSHITA COMPONENTS (DE)
SIEMENS AG (DE)
STELZL ALOIS (DE)
KRUEGER HANS (DE)
DEMMER PETER (DE)
International Classes:
H01L23/02; H01L23/552; H03H3/02; H03H3/08; H03H9/05; H03H9/10; H03H9/25; (IPC1-7): H03H9/05; H03H9/10; H03H9/25
Domestic Patent References:
WO1997045955A11997-12-04
Foreign References:
EP0840369A11998-05-06
DE3138743A11983-04-07
US5410789A1995-05-02
EP0637871A11995-02-08
EP0794616A21997-09-10
US5540870A1996-07-30
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 097, no. 005 30 May 1997 (1997-05-30)
Attorney, Agent or Firm:
EPPING HERMANN & FISHER GBR (Postfach 12 10 26 München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauele ments, insbesondere eines mit akustischen Oberflächenwellen arbeitenden OFWBauelements, mit einem Chip (1) mit piezo elektrischem Substrat und aktiven Filterstrukturen, die mit Leiterbahnen einer Basisplatte (2) kontaktiert sind, und mit einem kappenförmigen Gehäuse, das den Chip umhüllt und auf der Basisplatte (2) dicht aufsitzt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eine in Basisplatten (2) vereinzelbare Trägerplatte (10) jeweils in den BasisplattenBereichen (A) mit Leiterbahnen versehen wird, daß ein Chip (1) je BasisplattenBereich (A) mit dessen Leiterbahnen in FlipChipTechnik kontaktiert wird, daß eine Deckfolie auf die Chipbestückte Trägerplatte (10) aufgebracht wird, daß die Deckfolie behandelt wird der art, daß sie jedes Chip (1)ausgenommen die zur Trägerplat te (10) gekehrte ChipFlacheumhüllt und in Bereichen zwi schen den Chips (1) auf der TrägerplattenFläche aufliegt und daß die Trägerplatte (10) in die einzelnen OFWBauelemente (1, 2) aufgetrennt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als Deckfolie eine KunststoffFolie (4) verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als Deckfolie eine metallbeschichtete KunststoffFolie (4) verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß als Deckfolie eine auf ihrer zur Trägerplatte (10) ge kehrten Oberfläche kleberbeschichtete KunststoffFolie (4) verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als Deckfolie eine KunststoffFolie (4) aus einem Kleber material im BZustand verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, durchgekennzeichnet,da daß als Deckfolie eine Metallfolie (3) verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, durchgekennzeichnet,da daß die Trägerplatte (10) entsprechend den Basisplatten Abmessungen mit einem lötfähigen Metallraster (5) beschichtet wird und daß auf die Chipbestückte Trägerplatte (10) als Deckfolie eine Metallfolie (3) aufgebracht und behandelt wird derart, daß sie jedes Chip (1) umhulltausgenommen die zur Trägerplatte (10) benachbarte ChipFlacheund in den Berei chen zwischen den Chips (1) auf dem Metallraster (5) aufliegt und mit diesem verlötet ist.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, durchgekennzeichnet,da daß die Deckfolie vorab in einem durch die Basisplatten (2) bestimmten Rastermaß kappenförmig tiefgezogen, über die Chip bestückte Trägerplatte (10) gestülpt und mit ihren auf der Trägerplatte (10) aufliegenden Bereichen mit der Trägerplatte (10) verbunden wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Deckfolie durch Druckund Warmebehandlung auf die Chips (1) und die Trägerplatte (10) aufgebracht wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Deckfolie durch UltraschallBeaufschlagung längs des Metallrasters (5) mit der Trägerplatte (10) verbunden wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Druckund Wärmebehandlung unter Vakuum erfolgt.
12. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als Trägerplatte (10) eine Keramikoder Kunststoffplatte verwendet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8 und 12, durchgekennzeichnet,da daß als Trägerplatte (10) eine durchkontaktierte, beiderseits mit Leiterbahnen beschichtete Keramikoder Kunststoffplatte verwendet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, durchgekennzeichnet,da daß die Deckfolie nach Umhüllung der Chips (1) mit Kunststoff (7) umpreßt oder umgossen wird.
15. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8 und 14, durchgekennzeichnet,da daß auf die Außenund/oder Innenfläche der Metallund KunststoffFolie (3 ; 4) partiell Schichtfolgen, bestehend aus Dämpfungsmasse aufgebracht werden, die abgestimmt werden, so daß sie gegebenenfalls im Zusammenwirken mit einer Umpreß oder Vergußmasse (7) störende akustische Volumenwellen dämp fen.
16. Verfahren nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als Dämpfungsmasse gefülltes Epoxidharz verwendet wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß mit SiO2, W, W03 oder Ag gefülltes Epoxidharz verwendet wird.
Description:
Beschreibung Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauelements, insbesondere eines mit akustischen Oberflächenwellen arbei- tenden OFW-Bauelements Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauelements, insbesondere eines mit akusti- schen Oberflächenwellen arbeitenden OFW-Bauelements, mit ei- nem Chip mit piezoelektrischem Substrat und aktiven Filter- strukturen, die mit Leiterbahnen einer Basisplatte kontak- tiert sind, und mit einem kappenförmigen Gehäuse, das den Chip umhüllt und auf der Basisplatte dicht aufsitzt.

Zum Schutz gegen störende Umwelteinflüsse, insbesondere gegen chemisch aggressive Substanzen und Feuchtigkeit ist bei in Flip-Chip-Technik, d. h. mittels Bumps bzw. Lotkugeln mit den Leiterbahnen der Keramik-oder Kunststoff-Basisplatte kontak- tierten aktiven Filterstrukturen zwischen Basisplatte und Chip eine gegebenenfalls mehrlagige, üblicherweise 2-lagige, strukturierte Schutzfolie, anmelderseits PROTEC genannt, an- geordnet. Geschützt durch diese Folie kann das OFW-Filter nach dem Flip-Chip-Bonden mit Vergußmasse, z. B. Epoxidharz, unterfüllt und umgossen werden, ohne daß dabei die aktive Filterstruktur beschichtet und damit die Oberflachenwellen unzulässig gedämpft werden.

Es hat sich gezeigt, daß bei in Flip-Chip-Technik kontaktier- ten OFW-Filtern höchstfrequenten Durchlaßbereichs, d. h. typi- scherweise bei Chip-Abmessungen kleiner etwa 2 x 2 mm2, trotz Nichtunterfüllung der entsprechenden Räume zwischen Basis- platte und Chip eine ausreichende Stabilität bei Temperatur- wechselbelastung gegeben ist.

Veranlaßt durch diese Erkenntnis hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, ein Verfahren anzugeben, das einen Verzicht auf die teuere PROTEC-Kapselung der OFW-Bauelemente ermög- licht und trotzdem ausgezeichnete OFW-Bauelemente schafft.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einem Ver- fahren der eingangs genannten Art vor, daß eine in Basisplat- ten vereinzelbare Trägerplatte jeweils in den Basisplatten- Bereichen mit Leiterbahnen versehen wird, daß ein Chip je Ba- sisplatten-Bereich mit dessen Leiterbahnen in Flip-Chip- Technik kontaktiert wird, daß eine Deckfolie, insbesondere eine Metallfolie oder eine gegebenenfalls metallbeschichtete Kunststoff-Folie auf die Chip-bestückte Trägerplatte aufge- bracht wird, daß die Deckfolie behandelt, z. B. wärme-und druckbehandelt wird derart, daß sie jedes Chip-ausgenommen die zur Trägerplatte gekehrte Chip-Fläche-umhullt und in Bereichen zwischen den Chips auf der Trägerplatten-Fläche dicht aufliegt und daß die Trägerplatte in die einzelnen OFW- Bauelemente aufgetrennt wird.

Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen und der Zeichnung samt Beschreibung entnehmbar. Es zeigt : Fig. 1 : in teils gebrochener Darstellung eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäß verwendete Trägerplatte ; Fig. 2 : in teils geschnittener und gebrochener Darstellung eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispie- les einer gemäß dem Verfahren nach der Erfindung Chip-bestückten Trägerplatte ; und Fig. 3 : ein zweites Ausführungsbeispiel eines gemäß dem Verfahren nach der Erfindung gefertigten OFW- Filters gleichfalls in teils geschnittener Seiten- ansicht.

Gleiche Teile sind dabei mit gleichen Bezugszeichen bezeich- net.

Beim ersterwähnten Verfahren wird eine längs den Trennlinien B-B'und C-C'in Basisplatten 2-s. Fig. 3-vereinzelbare Trägerplatte 10, z. B. eine Keramik-oder Kunststoffplatte, jeweils in den Basisplatten-Bereichen A mit in der Zeichnung nicht dargestellten Leiterbahnen versehen, die üblicherweise zum rückseitigen Basisplatten-Bereich durchkontaktiert sind.

Bevorzugt gleichzeitig mit dem Aufbringen der Leiterbahnen wird dabei die Trägerplatte 10 entsprechend den Basisplatten- Abmessungen mit einem lötfähigen Metallraster 5 beschichtet und nachfolgend je Basisplatten-Bereich A ein Chip 1 mittels Bumps 6 mit dessen Leiterbahnen in Flip-Chip-Technik kontak- tiert.

Auf die Chip-bestückte Trägerplatte 10 wird schließlich eine Deckfolie-nämlich eine Metallfolie 3 geeigneter Dicke und Duktibilitat-aufgebracht und z. B. in einem Autoklaven oder unter Vakuum druck-und warmebehandelt derart, daß sie jedes Chip 1 dicht umhüllt-ausgenommen die zur Trägerplatte 10 benachbarte Chip-Fläche-, in den Bereichen zwischen den Chips 1 auf dem Metallraster 9 aufliegt und mit diesem längs des lötfähigen Metallrahmens verlötet ist.

Durch diese Art der Behandlung der Metallfolie 3 so auch durch Ultraschall-Beaufschlagung längs des Metallrasters 5 schmiegt sich die Metallfolie 3 an jedes Chip 1 quasi als kappenförmiges Gehäuse an, das mit seinen Stirnrändern 3a hermetisch dicht auf dem Metallrahmen 5 bzw. auf der Träger- platte 10 aufsitzt.

Vorausgesetzt es wird kein hermetisch dichter Verschluß zwi- schen Folie und Basisplatte benötigt, so kann anstelle der

Metallfolie 3 eine gegebenenfalls zur elektromagnetischen Ab- schirmung metallbeschichtete Kunststoff-Folie 4-s. Fig. 3- verwendet werden, die z. B. aus einem Klebermaterial im B- Zustand besteht oder auf ihrer zur Trägerplatte 10 gekehrten Oberfläche kleberbeschichtet ist. Auch diese Folie, die wie- derum einer Druck-und Wärmebehandlung in einem Autoklaven unterzogen werden kann, umschließt den Chip hermetisch dicht.

Allerdings sitzt, da sich bei Kunststoff-Folien ein Metallra- ster 5 erübrigt, der Stirnrand 4a jedes"Kunststoff-Gehauses" unmittelbar auf der Trägerplatte 10 bzw. auf der Basisplatte 2 auf.

Es erweist sich auch als geeignet, die Metall-oder Kunst- stoff-Folie 3 bzw. 4 vorab in einem durch die Basisplatten 2 bestimmten Rastermaß kappenförmig tief zu ziehen und diese teils tiefgezogene Folie über die Chip-bestückte Trägerplatte 10 zu stülpen, wonach sie in vorgenannter Weise mit ihren auf der Trägerplatte 10 aufliegenden Bereichen 3a bzw. 4a mit der Trägerplatte dicht verbunden wird. Diese Möglichkeit ist ins- besondere für schrumpffreie oder schrumpfarme Trägerplatten von großer Bedeutung.

Die so entstandenen Gehäuse in Nutzentechnik können, wie dies in Fig. 2 strichliniert (s. Bereich 7) angedeutet ist, durch Umpressen oder Vergießen, z. B. mit Epoxidharz, weiter stabi- lisiert und zusätzlich hermetisch dicht mit einem Metallman- tel abgedichtet werden.

Auf die Außen-und/oder Innenfläche der Metall-und Kunst- stoff-Folie 3 bzw. 4 können ferner partiell Schichtfolgen, bestehend aus Dämpfungsmasse, aufgebracht werden, die so ab- gestimmt werden, daß sie gegebenenfalls im Zusammenwirken mit einer Umpreß-oder Vergußmasse 7 störende akustische Volumen- wellen dämpfen.

Als Dämpfungsmasse eignen sich insbesondere gefüllte Epoxid- harze, z. B. mit SiO2, W, W03 oder Ag als Füllkomponente.