WO1999009591A1 - Component with protective layer and method for producing a protective layer for a component - Google Patents

Component with protective layer and method for producing a protective layer for a component Download PDF

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WO1999009591A1
WO1999009591A1 PCT/EP1998/005018 EP9805018W WO9909591A1 WO 1999009591 A1 WO1999009591 A1 WO 1999009591A1 EP 9805018 W EP9805018 W EP 9805018W WO 9909591 A1 WO9909591 A1 WO 9909591A1
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protective layer
housing
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PCT/EP1998/005018
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Frank Stubhan
Jürgen Wilde
Gabriele Staudigl
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Daimlerchrysler Aktiengesellschaft
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    • H01L2924/351—Thermal stress

Definitions

  • the invention relates to a component with a protective layer and a method for producing a component with a protective layer.
  • the protective layer is dripped onto the surface of the chip to be protected and spun off in order to distribute the layer evenly.
  • the thickness of the protective layer is determined by various properties, in particular the consistency and the drying and curing properties of the protective material and the speed during the centrifugal process. Silicon or epoxy resins are preferably applied, which distribute favorably during spin coating.
  • the electronic component is then enclosed in a housing.
  • the disadvantage of the method is that the protective materials applied in this way protect the surface of the chip, but do not guarantee hermetic sealing. Even after a process step to harden the protective layer, the gas and moisture permeability is speed so large that corrosion problems such as delamination and explosive swelling of moisture-containing cavities occur in the housing, in particular in the case of semiconductor components which are to be used in the high temperature range. Furthermore, there is a risk that bond wires in a fully assembled chip will be damaged when the protective layer is thrown off.
  • DE 44 35 120 AI discloses a component with a protective layer made of plastic divided into several individual layers, which at least partially covers the component and has different chemical and / or physical material properties over its thickness.
  • the degree of crosslinking can be set separately for each individual layer.
  • the degree of crosslinking can be set separately for each individual layer.
  • interfaces are formed between the individual layers of the protective layer. These are possible diffusion paths for moisture into the interior of the protective layer. Adjustments to the elastic properties of the successive individual layers are necessary at the boundary layers, so that e.g. the hardness or the elasticity of adjacent layers must not differ too much, since otherwise adhesion problems of the individual layers may occur.
  • the object of the invention is to provide a component with a protective layer in which the hermeticity of the protective layer is improved and a method for the simple production of a component with a protective layer.
  • the component according to the invention is provided with a protective layer, in particular an outer protective layer, which has different chemical and / or physical material properties over its thickness.
  • the component is particularly preferably a semiconductor component which is covered on its outer surface with a protective layer. It is favorable to encapsulate the component in a housing. It is particularly advantageous if the protective layer remote from the component has a greater hardness than close to the component. This makes it possible to adapt the protective layer well to the component.
  • the properties of the protective layer can expediently also have greater elasticity away from the component than near the component. It is also possible that the protective layer away from the component can have a greater moisture tightness than near the component.
  • a further advantageous embodiment is when the protective layer close to the component has a greater hardness than remote from the component. This allows the component to be encapsulated particularly well in a housing, since any filling compounds or housing covers can adapt well to the protective layer and cavities are avoided. Another advantageous embodiment is that the protective layer near the component has greater elasticity and / or moisture tightness than remote from the component
  • a preferred embodiment is that the protective layer has organic properties remote from the component and inorganic properties close to the component.
  • the adhesion of an encapsulation to the component with the outer protective layer is improved, since this adapts particularly advantageously to its base.
  • the component surface is hermetically protected with a dense layer.
  • a preferred embodiment is that the protective layer has organic properties close to the component and inorganic properties remote from the component.
  • the adhesion of the protective layer to the component surface is improved, since it adapts particularly advantageously to its base.
  • the protective layer surface is hermetically sealed and protects the component underneath.
  • the protective layer has a sequence of organic, inorganic and organic properties over its thickness.
  • the protective layer has a sequence of inorganic, organic and inorganic properties over its thickness. This enables a hermetic sealing of a component to be optimally adapted to the intended use. It is advantageous if the protective layer has only organic material properties. A white tere advantageous embodiment is that the protective layer has only inorganic material properties.
  • a favorable arrangement is when the protective layer covers the surface of an integrated semiconductor component directly. Another favorable embodiment is to arrange the protective layer on an inner surface of a housing. Another advantageous embodiment is to arrange the protective layer on an outer surface of a housing.
  • the protective layer has only a small thickness between 0.1 ⁇ m and 10 ⁇ m. This enables space-saving encapsulation of components. Nevertheless, the hermeticity of the protective layer and / or the encapsulation is guaranteed.
  • a first reaction component in liquid form is first passed in a controlled manner into a vacuum area, evaporated there and passed essentially free of carrier gas into a reaction zone of a vacuum system, where it is combined with at least one constituent under the action of thermal and / or electromagnetic energy reacts to form a reaction product and is deposited on a surface to be coated and forms a layer there, the physical and / or chemical layer properties being gradually changed over the thickness of the growing layer by a controlled change in the composition of the reaction gas .
  • Oxygen is preferably added to the reaction gas during the deposition of the reaction product.
  • the oxygen is particularly preferably added during the deposition with a changing concentration.
  • the reaction zone is expediently acted on with high-frequency electromagnetic radiation.
  • Favorable reaction gases are argon and / or nitrogen and or hexamethyldisilazane (HMDSN). It is advantageous that a reaction gas pressure between 0.1 mbar and 1.5 mbar is used.
  • the liquid precursor is expediently added at a flow between 0.1 ml / h and 50 ml / h.
  • Fig. 2 shows a section through an inventive component with an electronic
  • FIG. 3 shows a section through a component according to the invention with an electronic circuit element with a protective layer and a housing
  • FIG. 4 shows a section through a component according to the invention with an electronic circuit element with a protective layer and a housing with an inside protective layer
  • FIG 5 shows a section through a component according to the invention with an electronic circuit element with a protective layer and a housing with an outer protective layer
  • FIG. 6 shows a section through a component according to the invention with an electronic circuit element with a protective layer and a housing with a filled cavity.
  • the component according to the invention has an outer protective layer in the manner of a gradient layer, the protective layer at least partially covering the component.
  • the protective layer has different chemical and / or physical thicknesses Material properties that merge into one another essentially continuously or quasi-continuously.
  • the gradient layer has the great advantage that the protective layer properties can largely be adjusted so that they have optimal properties for a selected application.
  • the component can be a housing, in particular for electronic components, or an electronic component or circuit element or another body with a protective layer.
  • the invention for components of microelectronics is described below. However, the invention is not only limited to this area of application, but can also be used for other purposes where similar requirements are imposed, in particular with regard to liability and / or hermeticity.
  • the component according to the invention is preferably covered at least in those areas with a protective layer at which there are butt joints, in particular joints between individual component parts, leadthroughs of electrical contacts through housings, electrical contacting of wires on microelectronic chips or other areas of the component where with increased risk of diffusion or contact through moisture, gases and or other harmful substances into the interior of the component and / or areas of the component, which can be particularly damaged by the action of these substances.
  • the protective layer can also completely cover or envelop the component.
  • a particular advantage of the component according to the invention is that the protective layer is easy to manufacture. It is advantageous for components of microelectronics if the protective layer has a polymer at least in some areas. Since it is a gradient layer, inorganic and organic properties in particular can be represented within a single layer. It is favorable that, in contrast to conventional multilayer systems in which different, separate layers are deposited on one another, there are no interfaces within the protective layer. The properties of the protective layer change virtually continuously over its thickness. Accordingly, no contamination occurs at inner interfaces within the protective layer.
  • the protective layer is produced in particular in a single, essentially continuous deposition process.
  • the protective layer can adapt particularly well to its base, in particular if the layer first has organic properties, in particular a low hardness and / or great elasticity when it grows, and then quasi-continuously increasing inorganic properties, in particular great hardness and / or high density, over its thickness, assumes.
  • such gradient layers can be deposited in a simple and advantageous manner.
  • the particular advantage is that no separate crosslinking step of the organic polymer component is necessary when the organic layer side is deposited.
  • the CVD process (chemical vapor deposition) according to the invention makes it easy to control the deposition conditions.
  • the thickness control during the protective layer separation is very simple. As a result, the thickness of the protective layer can be precisely determined and in particular kept low. While a conventional polymer protective layer, in particular when housing semiconductor components, has a thickness of approximately 10 ⁇ m, components according to the invention have a typical protective layer thickness of only a total of approximately 0.1 ⁇ m to approximately 1 ⁇ m.
  • a microelectronic circuit element 1 is arranged in a conventional manner with an adhesive on 2 a bottom part 3 of a lead frame 9.
  • the microelectronic circuit element 1 is fixedly connected at the contact points 6 with bonding wires 4 to the electrical connections of the lead frame 9.
  • the circuit element 1 is expediently provided with a customary passivation layer 5, which covers the outer surface of the circuit element 1.
  • the exact arrangement z. B. of circuit element 1, lead frame 9, any heat sink and / or the bonding wires 4 is not essential, just as the presence of the passivation layer 5 is useful, but not necessary for the component according to the invention.
  • the protective layer 7 covers the most sensitive part of the circuit element 1 on the surface, in particular the contact points 6.
  • no further sheathing, in particular no housing, is shown separately, which can protect the microelectronic circuit element 1 against environmental influences. Since the protective layer 7 covers the contact point 6 of the circuit element 1 on the surface, a particularly sensitive area of the component is thus advantageously protected in particular against moisture.
  • An electrochemical element can form at the contact point 6, for example in the presence of moisture, one electrode of which is formed by the electrical contact connection of the microelectronic circuit element and the other electrode is formed by the connecting wire and the electrolyte is formed by any water present. The life of a component is considerably limited by such an electrochemical element. The contact point 6 can corrode over time and is thereby destroyed with high resistance or even.
  • FIG. 2 A similar arrangement, in particular with a circuit element 1, a base part 3 and a lead frame 9, is shown schematically in FIG. 2; a housing 8 is only hinted at. Only the connections of the lead frame 9 protrude through the housing 8 to the outside.
  • the arrangement is similar to the arrangement shown in FIG. 1.
  • the protective layer 7.1 in FIG. 2 advantageously surrounds the arrangement of the microelectronic circuit element 1, any heat sink 2, holder 3 almost completely.
  • the connecting wires 4 and the contact points 6 between the connecting wires 4 and the microelectronic circuit element 1 are covered with the protective layer 7.1. This has the advantage that the microelectronic circuit element 1 is even better protected against harmful moisture and / or corrosion influences.
  • the protective layer 7, 7.1 can also only partially cover the arrangement, as shown in FIG. 1, the microelectronic circuit element 1 in particular being at least partially covered. The penetration of moisture into the area of the contact points 6 or into the areas of corresponding integrated conductor tracks and / or contact points 6 of the circuit element 1 is thus avoided.
  • a particularly serious problem with regard to moisture tightness is the passage of the electrical connections of the lead frame 9 through the housing 8.
  • the penetration points are particularly permeable to moisture and / or gases, especially if the housing wall is thin, in particular thinner than 1 mm and / or Number of connections of the lead frame is large and / or the component has large dimensions, is in particular larger than 1x2 cm 2 .
  • This can be improved by providing the connections of the lead frame 9 in the area of the puncture points 9.1 through the housing 8 with a protective layer 7.1.
  • the protective layer 7.1 is designed such that it enables the protective layer 7.1 to make particularly intimate contact with the housing material. This is preferably achieved in that the contact side of the protective layer 7.1 has organic properties that are similar to those of the housing material. This both reduces the influence of thermal stresses between the protective layer 7.1 and the housing 8 and improves the adhesion between the two components and thus makes it more difficult to diffuse moisture into the interior of the housing 8.
  • FIG. 3 shows the advantageous embodiment in which an arrangement as in FIG. 1 or 2 is placed in a housing 8, preferably a plastic housing, which is intended to encapsulate an electronic circuit element 1 and to protect it against environmental influences.
  • the housing 8 completely encloses the assembled electrical circuit element 1, which is assembled similarly to FIGS. 1 and 2.
  • the protective layer 7.1 completely surrounds the arrangement of the circuit element 1, bonding wires 4, bottom part of the lead frame 9 in this example.
  • an arrangement is also possible in which, as in FIG. 1, only individual areas of the circuit element 1 are covered.
  • the outlets of the leads of the lead frame 9 to the outside are only shown schematically.
  • Other configurations of the housing 8 are also possible, in particular arrangements with integrated heat sinks, which e.g. constitute part of the housing base.
  • the housing 8 is only shown as a thin-walled casing. However, it is also expedient to fill the cavity 10 within the housing 8, preferably with the same plastic compound that forms the housing 8.
  • Another inexpensive filler is, for example, a protective gas such as argon or nitrogen and / or a moisture-absorbing agent and / or silicone potting compound.
  • the filling of the cavity 10 reduces the undesirable moisture diffusion and / or condensation within the housing 8. In any case, moisture that has remained inside the housing 8 during the manufacturing process of the component becomes when the housing 8 is closed by filling the cavity 10 ousted from within.
  • the housing 8 can expediently be produced in a single molding step, but it is also possible to assemble the housing 8 in several individual steps, in particular to place a cover as part of the housing 8 on a lower partial housing of the housing 8 only after the assembly of the microelectronic circuit element 1 and to connect to the lower housing part.
  • the solution according to the invention can also be used for other types of housings, in particular injection-molded housings, metal housings and or ceramic housings, since the protective layer 7, in particular when it is arranged directly on a microelectronic circuit element 1 which is encased by one of these types of housings, does this particularly well against moisture diffusion and protects pollutants.
  • the protective layer 7 is particularly advantageous if at least any, in particular gas and / or moisture-permeable, joints of the component are covered by it.
  • FIG. 4 shows an embodiment of the component according to the invention similar to the embodiment in FIGS. 2 and 3, in which the housing 8 is substantially completely lined on the inside with a protective layer 7.2 both in the cover and in the base part. Any filling of the cavity 10 of the housing 8 is not shown further, but is possible with the advantages described in FIG. 3.
  • Such a housing 8 is preferably manufactured in such a way that a cover part and a lower housing with an already molded-in lead frame 9 and the corresponding electrical feedthroughs at piercing points 9.1 in the housing frame on the side that forms the inside after the housing closure, using the method according to the invention with a Protective layer 7.2 is coated.
  • the lead frame 9 can expediently be covered at the receiving points for the circuit element 1.
  • the circuit element 1 which can already be covered with its own protective layer 7.1 at least partially or completely as shown in the figure, is mounted and electrically connected to the electrical connections of the lead frame 9.
  • a protective layer on the circuit element 1 can even be dispensed with in less critical cases.
  • the cavity 10 inside the housing 8 can also remain unfilled, which the manufacturer running wall is reduced, in particular if the microelectronic circuit element 1 is completely covered by a protective layer 7.1.
  • the housing can, as shown in the figure, be connected to the protective layer 7.1, but it can also be connected directly to the connections of the lead frame 9.
  • FIG. 5 shows a comparable embodiment of the component according to the invention with a housing 8, a microelectronic circuit element 1, a base part 3 and a lead frame 9 with connections and connecting wires 4 between the circuit element 1 and lead frame 9, in which the housing 8 with a protective layer 7.3 is covered on the outside.
  • This embodiment seals the problematic electrical feedthroughs of the lead frame 9 particularly advantageously.
  • the circuit element 1 inside the housing itself can be provided with a protective layer 7.1, which completely covers the circuit element 1, the bottom part 3, the connecting wires 4.
  • the vulnerable puncture points 9.1 of the housing 8 are protected with the protective layer 7.3.
  • the protective layer 7.3 is preferably formed here in such a way that it is as moisture-resistant and hard as possible to the outside, while it is soft and elastic on the contact side to the lead frame 9 and housing 8 and / or the protective layer 7.1 in order to protect the uneven surface which is formed from different materials to adapt.
  • the cavity 10 between the housing boundary and the arrangement with the circuit element 1 can additionally be filled with a suitable filling material 11, in particular a drying agent and / or protective gas.
  • a suitable filling material 11 filling the cavity is indicated.
  • the arrangement of the individual elements within the housing 8 essentially corresponds to the previous examples.
  • An additional protective layer 7 on the housing 8 inside or outside is not shown separately, but can advantageously be present. Harmful effects such as electrochemical reactions between different materials due to the formation of electrochemical cells or the bursting of water vapor-filled cavities, for example in the filler material when heated, in particular because of a loss of heat generated during soldering and / or during operation of the circuit element 1, the component easily having a temperature of more than 100 ° C can be reliably avoided.
  • a preferred embodiment of the protective layer 7.1 on the circuit element 1 and / or the protective layer 7.2 on the inside housing wall is that the surface of the protective layer 7.1 and or 7.2 facing the filling material 11 is soft and elastic in order to be as good as possible with the filling material 11 connect. In particular, this additionally supports the diffusion-inhibiting effect of the filling material 11. The formation of cavities when filling the cavity 10 is thus advantageously avoided.
  • the use of the invention is particularly advantageous for the quasi-hermetic encapsulation of microelectronic components, in particular when using thin-walled plastic housings with a high number of connections.
  • Such housings are, for example, TQFP housings with areas of typically 28 ⁇ 28 mm 2 and more than 100 connections.
  • These types of housings are very susceptible to moisture diffusion along the connections of the lead frame and corrosion at the contact points 6 between the connection wires 4 and microelectronic circuit elements 1.
  • the tightness of the connection leadthroughs through the housing wall represents a particularly large problem, which is considerably increased by the solution according to the invention is improved.
  • components which are intended to be immersed in corrosive environments such as sensors, in particular encapsulated sensors, which e.g. are immersed in oil, to be completely provided on the outside with a protective layer according to the invention.
  • the component, in particular a sensor, is thus considerably better protected against corrosive environmental conditions.
  • the protective layer 7.1, 7.2, 7.3 contains silicon.
  • a protective layer 7. Runs the component, in particular a microelectronic circuit element 1 to be bonded or bonded into a housing 8.
  • a particularly favorable embodiment is to deposit a protective layer 7.3 on the outside of the fully assembled and closed housing 8. According to the examples in the figures, the interior of the housing 8 can be covered with a further protective layer 7.2.
  • a liquid precursor preferably hexamethyldisiloxane (HMDSO)
  • HMDSO hexamethyldisiloxane
  • CVD Chemical Vapor Deposition
  • a reaction gas pressure between preferably 0.1 mbar and 1.5 mbar, preferably 0.2 mbar, is set there.
  • the component to be coated is installed in the reaction zone.
  • the component can be subjected to thermal energy and / or electromagnetic energy in the process in order to heat the component expediently in order to improve the layer formation and / or to improve the layer adhesion. It is also favorable to apply an electrical voltage to the component during the coating process.
  • a substrate bias voltage of 0 and -500 volts is advantageous.
  • a favorable process temperature for the component is between 20 ° C and approx. 200 ° C.
  • the upper temperature limit expediently depends on the type of plastic which forms the housing 8 and / or on the circuit element 1 which is to be coated.
  • the reaction gas is caused to undergo a chemical reaction, preferably with the action of electromagnetic energy.
  • a chemical reaction preferably with the action of electromagnetic energy.
  • Favorable plasma excitation frequencies are between 10 kHz and 10 GHz, preferably one frequency of 13.56 MHz.
  • at least one further reaction component can also be added to the reaction gas, preferably via a separate control system.
  • An advantageous gas flow of the reaction component is between 0 and 1000 sccm / min, preferably 0-200 sccm min, the gas flow preferably increasing over significant periods of the entire process duration.
  • further reaction components are added with concentrations of the reaction components that change at least temporarily over the course of the process.
  • the additional reaction components are preferably argon and / or nitrogen and / or oxygen and / or HMDSN. With usual process times between 60-3600 s, preferably 1000-1500 s, a protective layer 7 is deposited as a gradient layer.
  • a silicon-containing polymer is first deposited using the plasma-assisted CVD process.
  • a soft polymer layer is therefore formed on the component. This layer advantageously crosslinks during growth, so that no additional crosslinking step is necessary.
  • an ever increasing amount of oxygen is slowly added to the reaction chamber, preferably between 0-1000 sccm / min, particularly preferably 0-200 sccm / min.
  • the layer that forms slowly changes its properties from a silicon-containing polymer to a dense and resistant silicon oxide layer.
  • the polymer layer While the polymer layer cannot seal the component surface completely hermetically against the environment due to the relatively low density, the polymer layer adapts elastically to the surface of the component and also enables protective layer 7 and component to have different elastic properties, in particular dere circuit element 1, good adhesion of the protective layer 7.
  • the outwardly facing region of the protective layer 7, on the other hand, is a dense silicon oxide which has a very high resistance to gas diffusion, in particular moisture diffusion.
  • the adhesion of the silicon oxide to the component surface is very good, since the polymer region of the protective layer 7 close to the component can compensate for any differences in the elasticity and / or in the thermal expansion.
  • the polymer layer is a good primer for the growing silicon oxide.
  • a further advantageous embodiment of the gradient protective layer 7 is a sequence of silicon oxide deposited with CVD and / or plasma-assisted CVD, preferably with a thickness between 0.1 ⁇ m and 1 ⁇ m, the layer becoming quasi-continuous from the oxide with a targeted reduction in the oxygen content in the reaction area converts to amorphous silicon, preferably with a thickness of 0.1 ⁇ m, whereupon a further quasi-continuous change in the layer is achieved with the targeted addition of a carbon-containing gas to silicon carbide while the layer continues to grow, preferably with a thickness of 0.1 ⁇ m up to about 1 ⁇ m.
  • this gradient protective layer is the combination of the hermetically sealed silicon carbide layer area with the very good electrical insulation ability of the silicon oxide layer area of the gradient layer.
  • The, preferably thinner, amorphous silicon layer region between the two layer regions ensures that the oxide layer region formed first cannot react chemically with the carbide layer region in the deposition process and vice versa.
  • the reverse sequence is also advantageous.
  • Favorable gradient sequences are also silicon oxide-thin amorphous silicon-amorphous carbon, silicon oxide-thin amorphous silicon-thin amorphous carbon-silicon carbide, silicon oxide-thin amorphous silicon-diamond-like carbon.
  • thin means that the layer region is essentially only arranged as a buffer region between two other layer regions of the gradient layer, preferably the thickness of such a buffer region is only a fraction, preferably 10% or 20%, of the thickness of the other layer regions.
  • suitable, for example carbon-containing, gases are preferably added as reaction components instead of or in addition to oxygen.
  • the mentioned sequences of the layer areas of the gradient protective layer have purely inorganic material properties.
  • a gradient protective layer with purely organic material properties.
  • a polymer layer can first be deposited, preferably with HMDSO as the liquid precursor, preferably without the addition of oxygen.
  • the layer that is formed has polymer chains of a certain length. Then the oxygen content is only increased to such an extent that the polymer chains become shorter. A strongly cross-linked polymer layer area with short polymer chains is formed. However, the oxygen content is not increased to such an extent that a silicon oxide layer area can form.
  • the great advantage is that the polymer layer area with short chains has a particularly high hardness in comparison to conventional long-chain polymer layers.
  • the gradient layer 7 has an arrangement such that an inorganic layer region, in particular silicon oxide, is arranged between two polymer layer regions.
  • the inorganic layer region preferably serves for electrical insulation and / or as a moisture diffusion barrier, preferably with a thickness of around 1 ⁇ m, the lower polymer layer region near the component improves the adaptation of the protective layer to the component surface, and the polymer layer region remote from the component improves the adaptation of the protective layer to any molding compound of the housing .
  • the thickness of the polymer layer regions is preferably greater than that of the inorganic layer region, particularly preferably approximately 5 ⁇ m. This advantageously prevents both possible delamination of the housing and the formation of cavities within the housing, which can lead to the dreaded popcorn effect.

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Abstract

The invention relates to a component with a protective layer, as well as a method for coating surfaces with a protective layer, in particular for electronic components. The characteristics of the protective layer vary across its thickness.

Description

Bauelement mit Schutzschicht und Verfahren zur Herstellung einer Schutzschicht für ein Bauelement Component with protective layer and method for producing a protective layer for a component
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein Bauelemente mit einer Schutzschicht sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Bauelements mit Schutzschicht.The invention relates to a component with a protective layer and a method for producing a component with a protective layer.
Insbesondere beim Einsatz elektronischer Komponenten in der Kfz-Elektronik sind die Umgebungsbedingungen für die elektronischen Bauelemente teilweise thermisch und mechanisch hochbelastend und korrosiv. Um jedoch preiswerte Bauelemente einsetzen zu können, werden billige Plastikgehäuse statt teurer Metall- oder Keramikgehäuse verwendet. Neuere Bauelemente weisen jedoch immer dünnere Gehäuse auf, häufig gleichzeitig mit einer hohen Anschlußzahl, wobei die Durchführungen der Anschlüsse nach außen durch eine Gehäusewand anfällig für Feuchtediffusion sind. Mit der geringeren Dicke der Plastikumhüllung steigt die Feuchtediffusion von der Umgebungsatmosphäre in das Gehäuseinnere an. Für elektronische Bauelemente mit großer Seitenlänge tritt zusätzlich das Problem auf, daß sie anfällig für Delamination zwischen der Moldmasse des Gehäuses und dem Leiterrahmen (lead frame) sind. Besonders problematisch ist es, wenn der Leiterrahmen zusätzlich noch viele Anschlüsse aufweist. Feuchte und ionische Verunreinigungen können entlang der Anschlüsse nahezu ungehindert in das Gehäuse eindringen.In particular when using electronic components in automotive electronics, the environmental conditions for the electronic components are sometimes thermally and mechanically highly stressful and corrosive. However, in order to be able to use inexpensive components, cheap plastic housings are used instead of expensive metal or ceramic housings. However, newer components have ever thinner housings, often at the same time with a large number of connections, with the connections leading through to the outside through a housing wall being susceptible to moisture diffusion. With the smaller thickness of the plastic covering, the moisture diffusion from the ambient atmosphere increases into the interior of the housing. The problem also arises for electronic components with a large side length that they are susceptible to delamination between the molding compound of the housing and the lead frame. It is particularly problematic if the lead frame also has many connections. Moist and ionic impurities can penetrate the housing almost unhindered along the connections.
Von außen eindringender Wasserdampf oder die innerhalb des Gehäuses verbliebene Rest- feuchte sind sehr schädlich und führen zu Ausfällen der Elektronik, insbesondere wenn diese Temperaturen oberhalb von 100°C ausgesetzt ist. So können feuchtehaltige Hohlräume innerhalb des Gehäuses durch den mit steigender Temperatur expandierenden Wasserdampf in den Hohlräumen platzen (Popcorn-Effekt). Bei längerer Lagerzeit von gehäusten elektronischen Bauelementen besteht die Gefahr, daß Feuchte in das Bauelement eindringt und dieses unbrauchbar macht. Um den gefürchteten Popcorn-Effekt bei gehäusten, insbesondere kunststoffummantelten elektronischen Bauelementen zu vermeiden, wird z.B. das fertig gehäuste Bauelement erst mehrere Stunden getrocknet und dann mit Trockenmittel eingeschweißt, insbesondere mehrere Bauelemente auf einmal. Die mögliche Lagerzeit der eingeschweißten Bauelemente ist beschränkt. Beim Fertigstellen von Elektronikmodulen ist es teilweise kritisch, die derart getrockneten und gelagerten Bauelemente wieder der normalen Atmosphäre auszusetzen, da ein Eindringen von Feuchte in das Innere der gehäusten Bauelemente dann nicht zu vermeiden ist.Water vapor entering from the outside or the residual moisture remaining inside the housing are very damaging and lead to failures of the electronics, especially if this is exposed to temperatures above 100 ° C. Moisture-containing cavities inside the housing can burst due to the expanding water vapor in the cavities (popcorn effect). With a longer storage time of housed electronic components, there is a risk that moisture penetrates into the component and renders it unusable. In order to avoid the dreaded popcorn effect in the case of housed, in particular plastic-encased, electronic components, the finished housed component, for example, is first dried for several hours and then welded in with desiccant, in particular several components at once. The possible storage time of the welded components is limited. When manufacturing electronic modules, it is sometimes critical to expose the components that have been dried and stored in this way to the normal atmosphere again, since penetration of moisture into the interior of the housed components cannot then be avoided.
In der Serienfertigung ist es daher üblich, Vorratspackungen von solchen mit Trockenmitteln verschweißten Bauelementen innerhalb von sehr engen Zeit grenzen aufzubrauchen. Die frischen Bauelemente dürfen vor ihrer weiteren Verwendung und/oder ihrem Einbau in entsprechende Baugruppen nur eine gewisse Zeit der normalen Atmosphäre ausgesetzt sein. Bei Überschreiten der Zeitgrenzen droht ein erhöhter Kostenaufwand wegen möglicher Elektronikausfälle aufgrund von feuchtigkeitsinduzierten Bauelement-Defekten. Dies erfordert eine enge und aufwendige Abstimmung zwischen einer Komponenten-Fertigung einerseits und der Verfügbarkeit einer hinreichenden Anzahl von frischen Bauelementen für die Komponenten andererseits.In series production, it is therefore customary to use up stock packs of such components welded with desiccants within very short time limits. The fresh components may only be exposed to the normal atmosphere for a certain time before they are used again and / or installed in appropriate assemblies. If the time limits are exceeded, there is a risk of increased costs due to possible electronics failures due to moisture-induced component defects. This requires a close and complex coordination between component production on the one hand and the availability of a sufficient number of fresh components for the components on the other.
Aus der DE-Al 40 40 822 ist bekannt, elektronische Bauelemente, insbesondere fertig montierte Chips, mit einer Schutzschicht zu überziehen, um die Feuchtediffusion zur Schaltung hin zu erschweren. Die Schutzschicht wird auf die zu schützende Oberfläche des Chips getropft und abgeschleudert, um die Schicht gleichmäßig zu verteilen. Die Dicke der Schutzschicht wird durch verschiedene Eigenschaften, insbesondere die Konsistenz und die Trocknungs- und Aushärteeigenschaften des Schutzmaterials sowie die Drehzahl beim Schleuderprozeß bestimmt. Bevorzugt werden Silikon oder Epoxidharze aufgebracht, welche sich beim Aufschleudern günstig verteilen. Anschließend wird das elektronische Bauelement in ein Gehäuse eingeschlossen.From DE-Al 40 40 822 it is known to coat electronic components, in particular fully assembled chips, with a protective layer in order to make the diffusion of moisture towards the circuit more difficult. The protective layer is dripped onto the surface of the chip to be protected and spun off in order to distribute the layer evenly. The thickness of the protective layer is determined by various properties, in particular the consistency and the drying and curing properties of the protective material and the speed during the centrifugal process. Silicon or epoxy resins are preferably applied, which distribute favorably during spin coating. The electronic component is then enclosed in a housing.
Der Nachteil des Verfahrens ist, daß die so aufgebrachten Schutzmaterialien die Oberfläche des Chips zwar schützen, aber die hermetische Versiegelung nicht gewährleisten. Auch nach einem Prozeßschritt zum Aushärten der Schutzschicht ist die Gas- und Feuchtedurchlässig- keit noch so groß, daß insbesondere bei Halbleiter-Bauelementen, welche im Hochtemperaturbereich eingesetzt werden sollen, Korrosionsprobleme wie Delamination und explosionsartiges Aufquellen von feuchtehaltigen Hohlräumen innerhalb des Gehäuses auftreten. Weiterhin besteht die Gefahr, daß bei einem fertig montierten Chip Bonddrähte beim Ab- schleudern der Schutzschicht beschädigt werden.The disadvantage of the method is that the protective materials applied in this way protect the surface of the chip, but do not guarantee hermetic sealing. Even after a process step to harden the protective layer, the gas and moisture permeability is speed so large that corrosion problems such as delamination and explosive swelling of moisture-containing cavities occur in the housing, in particular in the case of semiconductor components which are to be used in the high temperature range. Furthermore, there is a risk that bond wires in a fully assembled chip will be damaged when the protective layer is thrown off.
Aus der DE 44 35 120 AI ist ein Bauelement mit einer in mehrere Einzellagen unterteilte Schutzschicht aus Kunststoff bekannt, die zumindest teilweise das Bauelement überdeckt und über ihre Dicke unterschiedliche chemische und/oder physikalische Materialeigen- Schäften aufweist. Für jede Einzellage läßt sich der Vernetzungsgrad separat einstellen. Für jede Einzellage läßt sich der Vernetzungsgrad separat einstellen. Allerdings sind Grenzflächen zwischen den Einzellagen der Schutzschicht ausgebildet. Diese sind mögliche Diffusionswege für Feuchte in das Innere der Schutzschicht. An den Grenzschichten sind Anpassungen der elastischen Eigenschaften der aufeinanderfolgenden Einzellagen notwendig, so daß z.B. die Härte oder die Elastizität benachbarter Lagen nicht zu stark unterschiedlich sein dürfen, da sonst Haftungsprobleme der Einzellagen aufeinander auftreten können.DE 44 35 120 AI discloses a component with a protective layer made of plastic divided into several individual layers, which at least partially covers the component and has different chemical and / or physical material properties over its thickness. The degree of crosslinking can be set separately for each individual layer. The degree of crosslinking can be set separately for each individual layer. However, interfaces are formed between the individual layers of the protective layer. These are possible diffusion paths for moisture into the interior of the protective layer. Adjustments to the elastic properties of the successive individual layers are necessary at the boundary layers, so that e.g. the hardness or the elasticity of adjacent layers must not differ too much, since otherwise adhesion problems of the individual layers may occur.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Bauelement mit einer Schutzschicht anzugeben, bei welchem die Hermetizität der Schutzschicht verbessert ist und ein Verfahren zur einfachen Herstellung eines Bauelements mit einer Schutzschicht.The object of the invention is to provide a component with a protective layer in which the hermeticity of the protective layer is improved and a method for the simple production of a component with a protective layer.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Weiterführende und vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen und der Beschreibung zu entnehmen.The object is solved by the features of the independent claim. Further and advantageous refinements can be found in the subclaims and the description.
Das erfindungsgemäße Bauelement ist mit einer Schutzschicht, insbesondere einer äußeren Schutzschicht versehen, die über ihre Dicke unterschiedliche chemische und/oder physikalische Materialeigenschaften aufweist. Besonders bevorzugt ist das Bauelement ein Halbleiterbauelement, welches an seiner äußeren Oberfläche mit einer Schutzschicht bedeckt ist. Günstig ist, das Bauelement in einem Gehäuse zu kapseln. Besonders vorteilhaft ist, wenn die Schutzschicht bauelementfern eine größere Härte aufweist als bauelementnah. Damit ist es möglich, die Schutzschicht gut an das Bauelement anzupassen. Die Eigenschaften der Schutzschicht können je nach vorgesehener Verwendung zweckmäßigerweise auch bauelementfern eine größere Elastizität aufweisen als bauelement- nah. Es ist auch möglich, daß die Schutzschicht bauelementfern eine größere Feuchtedichtigkeit aufweisen kann als bauelementnah.The component according to the invention is provided with a protective layer, in particular an outer protective layer, which has different chemical and / or physical material properties over its thickness. The component is particularly preferably a semiconductor component which is covered on its outer surface with a protective layer. It is favorable to encapsulate the component in a housing. It is particularly advantageous if the protective layer remote from the component has a greater hardness than close to the component. This makes it possible to adapt the protective layer well to the component. Depending on the intended use, the properties of the protective layer can expediently also have greater elasticity away from the component than near the component. It is also possible that the protective layer away from the component can have a greater moisture tightness than near the component.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist, wenn die Schutzschicht bauelementnah eine größere Härte aufweist als bauelementfem. Dies läßt eine besonders gute Verkapselung des Bauelements in einem Gehäuse zu, da etwaige Füllmassen oder Gehäusedeckel sich an die Schutzschicht gut anpassen können und Kavitäten vermieden werden. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist, daß die Schutzschicht bauelementnah eine größere Elastizität und/oder Feuchtedichtigkeit aufweist als bauelementfernA further advantageous embodiment is when the protective layer close to the component has a greater hardness than remote from the component. This allows the component to be encapsulated particularly well in a housing, since any filling compounds or housing covers can adapt well to the protective layer and cavities are avoided. Another advantageous embodiment is that the protective layer near the component has greater elasticity and / or moisture tightness than remote from the component
Eine bevorzugte Ausführung ist, daß die Schutzschicht bauelementfern organische und bauelementnah anorganische Eigenschaften aufweist. Die Haftung einer Kapselung auf dem Bauelements mit der äußeren Schutzschicht ist verbessert, da diese sich besonders vorteilhaft an ihre Unterlage anpaßt. Gleichzeitig ist die Bauelementoberfläche mit einer dichten Schicht hermetisch geschützt.A preferred embodiment is that the protective layer has organic properties remote from the component and inorganic properties close to the component. The adhesion of an encapsulation to the component with the outer protective layer is improved, since this adapts particularly advantageously to its base. At the same time, the component surface is hermetically protected with a dense layer.
Eine bevorzugte Ausführung ist, daß die Schutzschicht bauelementnah organische und bauelementfern anorganische Eigenschaften aufweist. Die Haftung der Schutzschicht auf der Bauelementoberfläche ist verbessert, da diese sich besonders vorteilhaft an ihre Unterlage anpaßt. Die Schutzschichtoberfläche ist hermetisch dicht und schützt das darunterliegende Bauelement.A preferred embodiment is that the protective layer has organic properties close to the component and inorganic properties remote from the component. The adhesion of the protective layer to the component surface is improved, since it adapts particularly advantageously to its base. The protective layer surface is hermetically sealed and protects the component underneath.
Eine weitere bevorzugte Ausführung ist, daß die Schutzschicht über ihre Dicke eine Abfolge von organischen, anorganischen und organischen Eigenschaften aufweist. Eine weitere bevorzugte Ausführung ist, daß die Schutzschicht über ihre Dicke eine Abfolge von anorgani- sehen, organischen und anorganischen Eigenschaften aufweist. Damit gelingt ein an den Einsatzzweck optimal angepaßtes hermetisches Versiegeln eines Bauelements. Es ist vorteilhaft, wenn die Schutzschicht nur organische Materialeigenschaften aufweist. Eine wei- tere vorteilhafte Ausgestaltung ist, daß die Schutzschicht nur anorganische Materialeigenschaften aufweist.Another preferred embodiment is that the protective layer has a sequence of organic, inorganic and organic properties over its thickness. Another preferred embodiment is that the protective layer has a sequence of inorganic, organic and inorganic properties over its thickness. This enables a hermetic sealing of a component to be optimally adapted to the intended use. It is advantageous if the protective layer has only organic material properties. A white tere advantageous embodiment is that the protective layer has only inorganic material properties.
Eine günstige Anordnung ist, wenn die Schutzschicht die Oberfläche eines integrierten Halbleiterbauelements unmittelbar überdeckt. Eine weitere günstige Ausgestaltung ist, die Schutzschicht auf einer inneren Oberfläche eines Gehäuses anzuordnen. Eine weitere günstige Ausgestaltung ist, die Schutzschicht auf einer äußeren Oberfläche eines Gehäuses anzuordnen.A favorable arrangement is when the protective layer covers the surface of an integrated semiconductor component directly. Another favorable embodiment is to arrange the protective layer on an inner surface of a housing. Another advantageous embodiment is to arrange the protective layer on an outer surface of a housing.
Vorteilhaft ist, daß die Schutzschicht nur eine geringe Dicke zwischen 0,1 μm und 10 μm aufweist. Damit gelingt eine platzsparende Kapselung von Bauelementen. Trotzdem ist die Hermetizität der Schutzschicht und/oder der Kapselung gewährleistet.It is advantageous that the protective layer has only a small thickness between 0.1 μm and 10 μm. This enables space-saving encapsulation of components. Nevertheless, the hermeticity of the protective layer and / or the encapsulation is guaranteed.
In einem vorteilhaften Verfahren zur Herstellung eines Bauelements wird zuerst eine erste Reaktionskomponente in flüssiger Form kontrolliert in einen Vakuumbereich geführt, dort verdampft und im wesentlichen trägergasfrei in eine Reaktionszone einer Vakuumanlage geführt, wo sie mit einer zweiten Reaktionskomponente mit mindestens einem Konstituenten unter Einwirkung von thermischer und/oder elektromagnetischer Energie zu einem Reaktionsprodukt reagiert und auf eine zu beschichtende Oberfläche abgeschieden wird und dort eine Schicht bildet, wobei durch eine kontrollierte Veränderung der Zusammensetzung des Reaktionsgases die physikalischen und/oder chemischen Schichteigenschaften während der Abscheidung graduell über die Dicke der aufwachsenden Schicht verändert werden.In an advantageous method for producing a component, a first reaction component in liquid form is first passed in a controlled manner into a vacuum area, evaporated there and passed essentially free of carrier gas into a reaction zone of a vacuum system, where it is combined with at least one constituent under the action of thermal and / or electromagnetic energy reacts to form a reaction product and is deposited on a surface to be coated and forms a layer there, the physical and / or chemical layer properties being gradually changed over the thickness of the growing layer by a controlled change in the composition of the reaction gas .
Vorteilhaft ist, die Zusammensetzung des Reaktionsgases während der Abscheidung des Reaktionsproduktes kontrolliert zu verändern. Vorzugsweise wird dem Reaktionsgas während der Abscheidung des Reaktionsproduktes Sauerstoff zugesetzt. Besonders bevorzugt wird der Sauerstoff während der Abscheidung mit sich ändernder Konzentration zugegeben.It is advantageous to change the composition of the reaction gas in a controlled manner during the deposition of the reaction product. Oxygen is preferably added to the reaction gas during the deposition of the reaction product. The oxygen is particularly preferably added during the deposition with a changing concentration.
Zweckmäßigerweise wird mit hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung auf die Reaktionszone eingewirkt. Günstige Reaktionsgase sind Argon und/oder Stickstoff und oder Hexamethyldisilazan (HMDSN). Vorteilhaft ist, daß ein Reaktionsgasdruck zwischen 0,1 mbar und 1,5 mbar verwendet wird. Zweckmäßigerweise wird der flüssige Precursor mit einem Fluß zwischen 0, 1 ml/h und 50 ml/h zugegeben.The reaction zone is expediently acted on with high-frequency electromagnetic radiation. Favorable reaction gases are argon and / or nitrogen and or hexamethyldisilazane (HMDSN). It is advantageous that a reaction gas pressure between 0.1 mbar and 1.5 mbar is used. The liquid precursor is expediently added at a flow between 0.1 ml / h and 50 ml / h.
Es ist vorteilhaft, die zu beschichtende Oberfläche zumindest während der Beschichtung zu erhitzen und/oder die zu beschichtende Oberfläche zumindest während der Beschichtung mit hochfrequenter elektromagnetischer Energie zu beaufschlagen. Günstig ist, daß die zu beschichtende Oberfläche zumindest während der Beschichtung mit elektrischer Spannung beaufschlagt wird.It is advantageous to heat the surface to be coated at least during the coating and / or to apply high-frequency electromagnetic energy to the surface to be coated at least during the coating. It is favorable that the surface to be coated is subjected to electrical voltage at least during the coating.
Im folgenden sind die Merkmale, soweit sie für die Erfindung wesentlich sind, eingehend erläutert und anhand von Figuren näher beschrieben. Es zeigenIn the following, the features, insofar as they are essential for the invention, are explained in detail and described in more detail with reference to figures. Show it
Fig. 1 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes elektronisches Bauelement,1 shows a section through an electronic component according to the invention,
Fig. 2 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Bauelement mit einem elektronischenFig. 2 shows a section through an inventive component with an electronic
Schaltungselement und einer Schutzschicht, Fig. 3 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Bauelement mit einem elektronischen Schaltungselement mit einer Schutzschicht und einem Gehäuse, Fig. 4 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Bauelement mit einem elektronischen Schaltungselement mit einer Schutzschicht und einem Gehäuse mit einer innenseitigen Schutzschicht, Fig. 5 einen Schnitt ein erfmdungsgemäßes Bauelement mit einem elektronischen Schaltungselement mit einer Schutzschicht und einem Gehäuse mit einer außenseitigen Schutzschicht,3 shows a section through a component according to the invention with an electronic circuit element with a protective layer and a housing, FIG. 4 shows a section through a component according to the invention with an electronic circuit element with a protective layer and a housing with an inside protective layer, FIG 5 shows a section through a component according to the invention with an electronic circuit element with a protective layer and a housing with an outer protective layer,
Fig. 6 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Bauelement mit einem elektronischen Schaltungselement mit einer Schutzschicht und einem Gehäuse mit gefülltem Hohlraum.6 shows a section through a component according to the invention with an electronic circuit element with a protective layer and a housing with a filled cavity.
Das Bauelement gemäß der Erfindung weist eine äußere Schutzschicht in der Art einer Gradientenschicht auf, wobei die Schutzschicht das Bauelement zumindest teilweise überdeckt. Die Schutzschicht weist über ihre Dicke unterschiedliche chemische und/oder physikalische Materialeigenschaften auf, die im wesentlichen kontinuierlich oder quasikontinuierlich ineinander übergehen. Die Gradientenschicht hat den großen Vorteil, daß die Schutzschichteigenschaften weitgehend so eingestellt werden können, daß sie für eine gewählte Anwendung optimale Eigenschaften aufweist.The component according to the invention has an outer protective layer in the manner of a gradient layer, the protective layer at least partially covering the component. The protective layer has different chemical and / or physical thicknesses Material properties that merge into one another essentially continuously or quasi-continuously. The gradient layer has the great advantage that the protective layer properties can largely be adjusted so that they have optimal properties for a selected application.
Das Bauelement kann ein Gehäuse, insbesondere für elektronische Bauelemente sein oder ein elektronisches Bauelement oder Schaltungselement oder ein anderer Körper mit einer Schutzschicht. Im folgenden ist die Erfindung für Bauelemente der Mikroelektronik beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht nur auf dieses Einsatzgebiet beschränkt, sondern kann auch zu anderen Zwecken, wo ähnliche Anforderungen gestellt sind, insbesondere hinsichtlich der Haftung und/oder der Hermetizität, eingesetzt werden.The component can be a housing, in particular for electronic components, or an electronic component or circuit element or another body with a protective layer. The invention for components of microelectronics is described below. However, the invention is not only limited to this area of application, but can also be used for other purposes where similar requirements are imposed, in particular with regard to liability and / or hermeticity.
Das erfindungsgemäße Bauelement ist bevorzugt zumindest in solchen Bereichen mit einer Schutzschicht bedeckt, an denen sich Stoßstellen befinden, insbesondere Trennfugen zwi- sehen einzelnen Bauelementteilen, Durchführungen von elektrischen Kontakten durch Gehäuse, elektrische Ankontaktierungen von Drähten auf mikroelektronische Chips oder andere Bereiche des Bauelements, an denen mit erhöhter Diffusions- oder Kontaktgefahr durch Feuchtigkeit, Gase und oder anderen schädlichen Stoffen in das Innere des Bauelements und/oder Bereiche des Bauelements, die besonders durch die Einwirkung dieser Stoffe geschädigt werden können, gerechnet werden muß. Die Schutzschicht kann das Bauelement auch vollständig überdecken oder umhüllen.The component according to the invention is preferably covered at least in those areas with a protective layer at which there are butt joints, in particular joints between individual component parts, leadthroughs of electrical contacts through housings, electrical contacting of wires on microelectronic chips or other areas of the component where with increased risk of diffusion or contact through moisture, gases and or other harmful substances into the interior of the component and / or areas of the component, which can be particularly damaged by the action of these substances. The protective layer can also completely cover or envelop the component.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Bauelements ist, daß die Schutzschicht einfach herstellbar ist. Vorteilhaft für Bauelemente der Mikroelektronik ist, wenn die Schutz- schicht zumindest bereichsweise ein Polymer aufweist. Da sie eine Gradientenschicht ist, sind insbesondere anorganische und organische Eigenschaften innerhalb einer einzigen Schicht darstellbar. Günstig ist, daß, im Gegensatz zu üblichen Mehrlagensystemen, bei denen unterschiedliche, separate Schichten aufeinander abgeschieden sind, keine Grenzflächen innerhalb der Schutzschicht existieren. Die Eigenschaften der Schutzschicht verändern sich quasikontinuierlich über ihre Dicke. Es treten demnach keine Kontaminationen an inneren Grenzflächen innerhalb der Schutzschicht auf. Die Schutzschicht wird insbesondere in einem einzigen, im wesentlichen kontinuierlichen Abscheideverfahren hergestellt. Die Schutz- schicht kann sich besonders gut an ihre Unterlage anpassen, insbesondere, wenn die Schicht beim Aufwachsen zuerst organische Eigenschaften, insbesondere eine geringe Härte und/oder große Elastizität aufweist und dann quasikontinuierlich über ihre Dicke zunehmend anorganische Eigenschaften, insbesondere große Härte und/oder große Dichtigkeit, annimmt.A particular advantage of the component according to the invention is that the protective layer is easy to manufacture. It is advantageous for components of microelectronics if the protective layer has a polymer at least in some areas. Since it is a gradient layer, inorganic and organic properties in particular can be represented within a single layer. It is favorable that, in contrast to conventional multilayer systems in which different, separate layers are deposited on one another, there are no interfaces within the protective layer. The properties of the protective layer change virtually continuously over its thickness. Accordingly, no contamination occurs at inner interfaces within the protective layer. The protective layer is produced in particular in a single, essentially continuous deposition process. The protective layer can adapt particularly well to its base, in particular if the layer first has organic properties, in particular a low hardness and / or great elasticity when it grows, and then quasi-continuously increasing inorganic properties, in particular great hardness and / or high density, over its thickness, assumes.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gelingt es auf einfache und vorteilhafte Weise, derartige Gradientenschichten abzuscheiden. Der besondere Vorteil ist, daß beim Abscheiden der organischen Schichtseite kein separater Vernetzungsschritt der organischen Polymer- komponente notwendig ist. Günstig ist auch, daß durch das erfindungsgemäße CVD-Ver- fahren (chemical vapour deposition) die Abscheidebedingungen gut kontrollierbar sind. Besonders vorteilhaft ist, daß die Dickenkontrolle bei der Schutzschichtabschiedung sehr einfach möglich ist. Dadurch kann die Dicke der Schutzschicht genau bestimmt und insbesondere gering gehalten werden. Während eine übliche Polymer-Schutzschicht, insbesondere beim Hausen von Halbleiterbauelementen, eine Dicke von ca. 10 μm aufweist, weisen erfindungsgemäße Bauelemente eine typische Schutzschichtdicke von nur insgesamt etwa 0,1 μm bis etwa 1 μm auf.With the method according to the invention, such gradient layers can be deposited in a simple and advantageous manner. The particular advantage is that no separate crosslinking step of the organic polymer component is necessary when the organic layer side is deposited. It is also advantageous that the CVD process (chemical vapor deposition) according to the invention makes it easy to control the deposition conditions. It is particularly advantageous that the thickness control during the protective layer separation is very simple. As a result, the thickness of the protective layer can be precisely determined and in particular kept low. While a conventional polymer protective layer, in particular when housing semiconductor components, has a thickness of approximately 10 μm, components according to the invention have a typical protective layer thickness of only a total of approximately 0.1 μm to approximately 1 μm.
In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßes elektronisches Bauelement beschrieben, welches teilwei- se mit einer äußeren Schutzschicht versehen ist. Ein mikroelektronisches Schaltungselement 1 ist in an sich üblicher Weise mit einem Kleber auf 2 einem Bodenteil 3 eines Leiterrahmens 9 angeordnet. Das mikroelektronische Schaltungselement 1 ist an Kontaktstellen 6 mit Bonddrähten 4 elektrisch mit den elektrischen Anschlüssen des Leiterrahmens 9 fest verbunden. Das Schaltungselement 1 ist zweckmäßigerweise mit einer üblichen Passivie- rungsschicht 5 versehen, welche die äußere Oberfläche des Schaltungselements 1 abdeckt. Die genaue Anordnung z. B. von Schaltungselement 1, Leiterrahmen 9, etwaig vorhandener Wärmesenke und/oder der Bonddrähte 4 ist dabei nicht wesentlich, ebenso, wie das Vorhandensein der Passivierungsschicht 5 zwar zweckmäßig, aber nicht notwendig für das erfindungsgemäße Bauelement ist. Die Schutzschicht 7 überdeckt den empfindlichsten Teil des Schaltungselements 1 an der Oberfläche, insbesondere die Kontaktstellen 6. In der Figur ist keine weitere Ummantelung, insbesondere kein Gehäuse, gesondert dargestellt, welches das mikroelektronische Schaltungselement 1 gegen Umgebungseinflüsse schützen kann. Da die Schutzschicht 7 die Kontaktstelle 6 des Schaltungselements 1 an der Oberfläche überdeckt, ist damit vorteilhaft ein besonders empfindlicher Bereich des Bauelements insbesondere gegen Feuchtigkeit geschützt. An der Kontaktstelle 6 kann sich z.B. bei Anwesen- heit von Feuchtigkeit ein elektrochemisches Element bilden, dessen eine Elektrode vom elektrischen Kontaktanschluß des mikroelektronischen Schaltungselements und dessen andere Elektrode vom Anschlußdraht und dessen Elektrolyt vom etwaig vorhandenen Wasser gebildet wird. Die Lebensdauer eines Bauelements wird durch ein solches elektrochemisches Element erheblich eingeschränkt. Die Kontaktstelle 6 kann mit der Zeit korrodieren und wird dadurch hochohmig oder sogar zerstört.1 describes an electronic component according to the invention, which is partly provided with an outer protective layer. A microelectronic circuit element 1 is arranged in a conventional manner with an adhesive on 2 a bottom part 3 of a lead frame 9. The microelectronic circuit element 1 is fixedly connected at the contact points 6 with bonding wires 4 to the electrical connections of the lead frame 9. The circuit element 1 is expediently provided with a customary passivation layer 5, which covers the outer surface of the circuit element 1. The exact arrangement z. B. of circuit element 1, lead frame 9, any heat sink and / or the bonding wires 4 is not essential, just as the presence of the passivation layer 5 is useful, but not necessary for the component according to the invention. The protective layer 7 covers the most sensitive part of the circuit element 1 on the surface, in particular the contact points 6. In the figure, no further sheathing, in particular no housing, is shown separately, which can protect the microelectronic circuit element 1 against environmental influences. Since the protective layer 7 covers the contact point 6 of the circuit element 1 on the surface, a particularly sensitive area of the component is thus advantageously protected in particular against moisture. An electrochemical element can form at the contact point 6, for example in the presence of moisture, one electrode of which is formed by the electrical contact connection of the microelectronic circuit element and the other electrode is formed by the connecting wire and the electrolyte is formed by any water present. The life of a component is considerably limited by such an electrochemical element. The contact point 6 can corrode over time and is thereby destroyed with high resistance or even.
Eine ähnliche Anordnung, insbesondere mit einem Schaltungselement 1, einem Bodenteil 3 und einem Leiterrahmen 9, ist in Fig. 2 schematisch dargestellt; ein Gehäuse 8 ist nur angedeutet. Nur die Anschlüsse des Leiterrahmens 9 ragen durch das Gehäuse 8 nach außen. Die Anordnung ist ähnlich wie die in Fig. 1 dargestellte Anordnung. Die Schutzschicht 7.1 umgibt in Fig. 2 die Anordnung von mikroelektronischem Schaltungselement 1, etwaiger Wärmesenke 2, Halterung 3 vorteilhafterweise nahezu vollständig. Insbesondere sind die Anschlußdrähte 4 und die Kontaktstellen 6 zwischen Anschlußdrähten 4 und mikroelektronischem Schaltungselement 1 mit der Schutzschicht 7.1 überdeckt. Dies hat den Vorteil, daß das mikroelektronische Schaltungselement 1 noch besser gegen schädliche Feuchte- und/oder Korrosionseinflüsse geschützt ist. Die Schutzschicht 7, 7.1 kann die Anordnung jedoch auch nur teilweise überdecken, wie in Fig. 1 dargestellt, wobei insbesondere das mikroelektronische Schaltungselement 1 zumindest partiell abgedeckt ist. Damit wird das Eindringen von Feuchtigkeit in den Bereich der Kontaktstellen 6 oder in die Bereiche entspre- chender integrierter Leiterbahnen und/oder Kontaktstellen 6 des Schaltungselements 1 vermieden.A similar arrangement, in particular with a circuit element 1, a base part 3 and a lead frame 9, is shown schematically in FIG. 2; a housing 8 is only hinted at. Only the connections of the lead frame 9 protrude through the housing 8 to the outside. The arrangement is similar to the arrangement shown in FIG. 1. The protective layer 7.1 in FIG. 2 advantageously surrounds the arrangement of the microelectronic circuit element 1, any heat sink 2, holder 3 almost completely. In particular, the connecting wires 4 and the contact points 6 between the connecting wires 4 and the microelectronic circuit element 1 are covered with the protective layer 7.1. This has the advantage that the microelectronic circuit element 1 is even better protected against harmful moisture and / or corrosion influences. However, the protective layer 7, 7.1 can also only partially cover the arrangement, as shown in FIG. 1, the microelectronic circuit element 1 in particular being at least partially covered. The penetration of moisture into the area of the contact points 6 or into the areas of corresponding integrated conductor tracks and / or contact points 6 of the circuit element 1 is thus avoided.
Ein besonders schwerwiegendes Problem hinsichtlich der Feuchtedichtigkeit stellen die Durchführungen der elektrischen Anschlüsse des Leiterrahmens 9 durch das Gehäuse 8 dar. Die Durchstoßpunkte sind besonders durchlässig für Feuchtigkeit und/oder Gase, insbesondere wenn die Gehäusewand dünn, insbesondere dünner als 1 mm ist und/oder die Anschlußzahl des Leiterrahmens groß ist und/oder das Bauelement große Abmessungen, insbsondere größer als 1x2 cm2 ist. Dies kann verbessert werden, indem die Anschlüsse des Leiterrahmens 9 im Bereich der Durchstoßpunkte 9.1 durch das Gehäuse 8 mit einer Schutzschicht 7.1 versehen ist. Vorteilhaft ist, wenn wenn die Schutzschicht 7.1 so ausgebildet ist, daß sie einen besonders innigen Kontakt der Schutzschicht 7.1 zum Gehäusematerial ermöglicht. Dies wird bevorzugt erreicht, indem die Kontaktseite der Schutzschicht 7.1 organische Eigenschaften aufweist, die denen des Gehäusematerials ähnelt. Damit wird sowohl der Einfluß von thermischen Spannungen zwischen Schutzschicht 7.1 und Gehäuse 8 verringert sowie die Haftung zwischen den beiden Komponenten verbessert und die Feuchtediffusion in das Innere des Gehäuses 8 damit erschwert.A particularly serious problem with regard to moisture tightness is the passage of the electrical connections of the lead frame 9 through the housing 8. The penetration points are particularly permeable to moisture and / or gases, especially if the housing wall is thin, in particular thinner than 1 mm and / or Number of connections of the lead frame is large and / or the component has large dimensions, is in particular larger than 1x2 cm 2 . This can be improved by providing the connections of the lead frame 9 in the area of the puncture points 9.1 through the housing 8 with a protective layer 7.1. It is advantageous if the protective layer 7.1 is designed such that it enables the protective layer 7.1 to make particularly intimate contact with the housing material. This is preferably achieved in that the contact side of the protective layer 7.1 has organic properties that are similar to those of the housing material. This both reduces the influence of thermal stresses between the protective layer 7.1 and the housing 8 and improves the adhesion between the two components and thus makes it more difficult to diffuse moisture into the interior of the housing 8.
In Fig. 3 ist die vorteilhafte Ausgestaltung dargestellt, in der eine Anordnung wie in Fig. 1 oder 2 in ein Gehäuse 8, bevorzugt ein Plastikgehäuse, gesetzt ist, welches ein elektronisches Schaltungselement 1 kapseln und gegen Umwelteinflüsse schützen soll. Das Gehäuse 8 umschließt das montierte elektrische Schaltungselement 1, welches ähnlich wie in Fig. 1 und 2 montiert ist, vollständig. Die Schutzschicht 7.1 umgibt die Anordung aus Schaltungselement 1, Bonddrähten 4, Bodenteil des Leiterrahmens 9 in diesem Beispiel vollständig. Es ist jedoch auch eine Anordnung möglich, bei der ähnlich wie in Fig. 1 nur einzelne Bereiche des Schaltungselements 1 abgedeckt sind. Die Durchführungen der Anschlüsse des Leiterrahmens 9 nach außen sind nur schematisch dargestellt. Es sind auch andere Ausbildungen des Gehäuses 8 möglich, insbesondere Anordnungen mit integrierten Wärmesenken, die z.B. einen Bestandteil des Gehäusebodens darstellen.FIG. 3 shows the advantageous embodiment in which an arrangement as in FIG. 1 or 2 is placed in a housing 8, preferably a plastic housing, which is intended to encapsulate an electronic circuit element 1 and to protect it against environmental influences. The housing 8 completely encloses the assembled electrical circuit element 1, which is assembled similarly to FIGS. 1 and 2. The protective layer 7.1 completely surrounds the arrangement of the circuit element 1, bonding wires 4, bottom part of the lead frame 9 in this example. However, an arrangement is also possible in which, as in FIG. 1, only individual areas of the circuit element 1 are covered. The outlets of the leads of the lead frame 9 to the outside are only shown schematically. Other configurations of the housing 8 are also possible, in particular arrangements with integrated heat sinks, which e.g. constitute part of the housing base.
In Fig. 3 ist das Gehäuse 8 nur als dünnwandige Ummantelung dargestellt. Es ist jedoch auch günstig, den Hohlraum 10 innerhalb des Gehäuses 8 zu füllen, vorzugsweise mit der- selben Kunststoffmasse, die das Gehäuse 8 bildet. Einen weiteren günstigen Füllstoff stellt z.B. ein Schutzgas wie Argon oder Stickstoff dar und/oder ein feuchteabsorbierendes Mittel und/oder Silikonvergußmasse. Die Füllung des Hohlraumes 10 verringert zusätzlich zur Schutzschicht die unerwünschte Feuchtediffusion und/oder Betauung innerhalb des Gehäuses 8. Jedenfalls wird Feuchtigkeit, die während des Herstellprozesses des Bauelements im Inneren des Gehäuses 8 verblieben ist, beim Verschließen des Gehäuses 8 durch eine Füllung des Hohlraumes 10 aus dem Inneren verdrängt. Das Gehäuse 8 kann zweckmäßigerweise in einem einzigen Moldschritt hergestellt werden, es ist jedoch auch möglich, das Gehäuse 8 in mehreren Einzelschritten zusammenzufügen, insbesondere einen Deckel als Teil des Gehäuses 8 erst nach der Montage des mikroelektronischen Schaltungselements 1 auf ein unteres Teilgehäuse des Gehäuses 8 aufzusetzen und mit dem unteren Gehäuseteil zu verbinden.In Fig. 3, the housing 8 is only shown as a thin-walled casing. However, it is also expedient to fill the cavity 10 within the housing 8, preferably with the same plastic compound that forms the housing 8. Another inexpensive filler is, for example, a protective gas such as argon or nitrogen and / or a moisture-absorbing agent and / or silicone potting compound. In addition to the protective layer, the filling of the cavity 10 reduces the undesirable moisture diffusion and / or condensation within the housing 8. In any case, moisture that has remained inside the housing 8 during the manufacturing process of the component becomes when the housing 8 is closed by filling the cavity 10 ousted from within. The housing 8 can expediently be produced in a single molding step, but it is also possible to assemble the housing 8 in several individual steps, in particular to place a cover as part of the housing 8 on a lower partial housing of the housing 8 only after the assembly of the microelectronic circuit element 1 and to connect to the lower housing part.
Die erfindungsgemäße Lösung ist auch für andere Gehäusearten, insbesondere Spritzgußgehäuse, Metallgehäuse und oder Keramikgehäuse anwendbar, da die Schutzschicht 7, insbesondere wenn sie unmittelbar auf einem mikroelektronischen Schaltungselement 1 angeord- net ist, welches von einer dieser Gehäusearten ummantelt ist, dieses besonders gut gegen Feuchtediffusion und Schadstoffe schützt. Ganz besonders vorteilhaft wirkt die Schutzschicht 7 dann, wenn zumindest etwaige, insbesondere gas- und/oder feuchtedurchlässige, Stoßstellen des Bauelements von ihr überdeckt werden.The solution according to the invention can also be used for other types of housings, in particular injection-molded housings, metal housings and or ceramic housings, since the protective layer 7, in particular when it is arranged directly on a microelectronic circuit element 1 which is encased by one of these types of housings, does this particularly well against moisture diffusion and protects pollutants. The protective layer 7 is particularly advantageous if at least any, in particular gas and / or moisture-permeable, joints of the component are covered by it.
In Fig. 4 ist eine Ausbildung des erfindungsgemäßen Bauelements ähnlich der Ausführung in Fig. 2 und 3 dargestellt, bei der das Gehäuses 8 innenseitig sowohl im Deckel- als auch im Bodenteil im wesentlichen vollständig mit einer Schutzschicht 7.2 ausgekleidet ist. Eine etwaige Füllung des Hohlraumes 10 des Gehäuses 8 ist nicht weiter dargestellt, ist jedoch mit den bei Fig. 3 geschilderten Vorteilen möglich.4 shows an embodiment of the component according to the invention similar to the embodiment in FIGS. 2 and 3, in which the housing 8 is substantially completely lined on the inside with a protective layer 7.2 both in the cover and in the base part. Any filling of the cavity 10 of the housing 8 is not shown further, but is possible with the advantages described in FIG. 3.
Vorzugsweise wird ein solches Gehäuse 8 so hergestellt, daß ein Deckelteil und ein Untergehäuse mit einem bereits eingemoldetem Leiterrahmen 9 und den entsprechenden elektrischen Durchführungen an Durchstoßpunkten 9.1 im Gehäuserahmen auf derjenigen Seite, die nach dem Gehäuseverschluß jeweils die Innenseite bildet, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einer Schutzschicht 7.2 beschichtet wird. Der Leiterrahmen 9 kann dabei zweckmäßigerweise an den Aufnahmestellen für das Schaltungselement 1 abgedeckt sein. Anschließend wird das Schaltungselement 1, welches bereits mit einer eigenen Schutzschicht 7.1 zumindest teilweise oder vollständig wie in der Figur dargestellt bedeckt sein kann, montiert und mit den elektrischen Anschlüssen des Leiterrahmens 9 elektrisch ver- bunden. Ist das Gehäuse 8 an der Innenseite vollständig beschichtet, kann in weniger kritischen Fällen auf eine Schutzschicht auf dem Schaltungselement 1 sogar verzichtet werden. Der Hohlraum 10 im Innern des Gehäuses 8 kann auch ungefüllt bleiben, was den Herstel- laufwand verringert, insbesondere, wenn das mikroelektronische Schaltungselement 1 vollständig von einer Schutzschicht 7.1 überdeckt ist.Such a housing 8 is preferably manufactured in such a way that a cover part and a lower housing with an already molded-in lead frame 9 and the corresponding electrical feedthroughs at piercing points 9.1 in the housing frame on the side that forms the inside after the housing closure, using the method according to the invention with a Protective layer 7.2 is coated. The lead frame 9 can expediently be covered at the receiving points for the circuit element 1. Subsequently, the circuit element 1, which can already be covered with its own protective layer 7.1 at least partially or completely as shown in the figure, is mounted and electrically connected to the electrical connections of the lead frame 9. If the housing 8 is completely coated on the inside, a protective layer on the circuit element 1 can even be dispensed with in less critical cases. The cavity 10 inside the housing 8 can also remain unfilled, which the manufacturer running wall is reduced, in particular if the microelectronic circuit element 1 is completely covered by a protective layer 7.1.
An den Duchstoßpunkten 9.1 kann das Gehäuse, wie in der Figur dargestellt, mit der Schutzschicht 7.1 verbunden sein, es kann jedoch auch unmittelbar mit den Anschlüssen des Leiterrahmens 9 verbunden sein.At the penetration points 9.1, the housing can, as shown in the figure, be connected to the protective layer 7.1, but it can also be connected directly to the connections of the lead frame 9.
In Fig. 5 ist eine vergleichbare Ausbildung des erfindungsgemäßen Bauelements mit einem Gehäuse 8, einem mikroelektronichen Schaltungselement 1, einem Bodenteil 3 und einem Leiterrahmen 9 mit Anschlüssen und Anschlußdrähten 4 zwischen Schaltungselement 1 und Leiterrahmen 9 dargestellt, bei der das Gehäuse 8 mit einer Schutzschicht 7.3 an der Außenseite bedeckt ist. Diese Ausführung dichtet besonders vorteilhaft die problematischen elektrischen Durchführungen des Leiterrahmens 9 ab. Auch hier kann das Schaltungselement 1 innerhalb des Gehäuses selbst mit einer Schutzschicht 7.1 versehen sein, die das Schaltungselement 1, den Bodenteil 3, die Anschlußdrähte 4 vollständig überdeckt. Es ist jedoch auch möglich, auf eine separate Schutzschicht 7.1 auf dem Schaltungselement zu verzichten, wenn die Schutzschicht 7.3 das Gehäuse 8 außenseitig überdeckt. Besonders die gefährdeten Durchstoßpunkte 9.1 des Gehäuses 8 sind mit der Schutzschicht 7.3 geschützt. Vorzugsweise wird hier die Schutzschicht 7.3 so ausgebildet, daß diese nach außen mög- liehst feuchteresistent und hart ist, während sie an der Kontaktseite zum Leiterrahmen 9 und Gehäuse 8 und/oder zur Schutzschicht 7.1 weich und elastisch ist, um sich dem unebenen Untergrund, der aus verschiedenartigen Materialien gebildet ist, anzupassen.5 shows a comparable embodiment of the component according to the invention with a housing 8, a microelectronic circuit element 1, a base part 3 and a lead frame 9 with connections and connecting wires 4 between the circuit element 1 and lead frame 9, in which the housing 8 with a protective layer 7.3 is covered on the outside. This embodiment seals the problematic electrical feedthroughs of the lead frame 9 particularly advantageously. Here, too, the circuit element 1 inside the housing itself can be provided with a protective layer 7.1, which completely covers the circuit element 1, the bottom part 3, the connecting wires 4. However, it is also possible to dispense with a separate protective layer 7.1 on the circuit element if the protective layer 7.3 covers the housing 8 on the outside. In particular, the vulnerable puncture points 9.1 of the housing 8 are protected with the protective layer 7.3. The protective layer 7.3 is preferably formed here in such a way that it is as moisture-resistant and hard as possible to the outside, while it is soft and elastic on the contact side to the lead frame 9 and housing 8 and / or the protective layer 7.1 in order to protect the uneven surface which is formed from different materials to adapt.
Zweckmäßigerweise kann der Hohlraum 10 zwischen der Gehäusebegrenzung und der An- Ordnung mit dem Schaltungselement 1 zusätzlich mit einem geeigneten Füllmaterial 11 , insbesondere Trockenmittel und/oder Schutzgas, gefüllt werden. Dies ist in Fig. 6 dargestellt. Das den Hohlraum ausfüllende Füllmaterial 11 ist angedeutet. Die Anordnung der einzelnen Elemente innerhalbe des Gehäuses 8 entspricht im wesentlichen den vorangegangenen Beispielen. Eine zusätzliche Schutzschicht 7 am Gehäuse 8 innen oder außen ist nicht gesondert dargestellt, kann aber vorteilhafterweise vorhanden sein. Schädliche Effekte wie z.B. elektrochemische Reaktionen zwischen verschiedenen Materialien aufgrund der Bildung elektrochemischer Zellen oder das Aufplatzen von wasserdampf- gefüllten Kavitäten etwa im Füllmaterial bei Erwärmung, insbesondere wegen einer beim Löten und/oder beim Betrieb des Schaltungselements 1 entstehenden Verlustwärme, wobei das Bauelement leicht eine Temperatur von mehr als 100°C erreichen kann, werden zuverlässig vermieden. Besonders bevorzugt ist, den Hohlraum 10 des Gehäuses 8 mit Moldmasse aufzufüllen, insbesondere mit dem gleichen Material, aus dem das Gehäuse 8 gebildet ist. Eine bevorzugte Ausbildung der Schutzschicht 7.1 auf dem Schaltungselement 1 und/oder der Schutzschicht 7.2 auf der innenseitigen Gehäusewand besteht darin, daß die dem Füllmaterial 11 zugewandte Oberfläche der Schutzschicht 7.1 und oder 7.2 weich und elastisch ist, um sich möglichst gut mit dem Füllmaterial 11 zu verbinden. Dies unterstützt insbesondere die diffusionshemmende Wirkung des Füllmaterials 1 1 zusätzlich. Die Bildung von Kavitäten beim Füllen des Hohlraumes 10 wird damit vorteilhaft vermieden.Advantageously, the cavity 10 between the housing boundary and the arrangement with the circuit element 1 can additionally be filled with a suitable filling material 11, in particular a drying agent and / or protective gas. This is shown in FIG. 6. The filling material 11 filling the cavity is indicated. The arrangement of the individual elements within the housing 8 essentially corresponds to the previous examples. An additional protective layer 7 on the housing 8 inside or outside is not shown separately, but can advantageously be present. Harmful effects such as electrochemical reactions between different materials due to the formation of electrochemical cells or the bursting of water vapor-filled cavities, for example in the filler material when heated, in particular because of a loss of heat generated during soldering and / or during operation of the circuit element 1, the component easily having a temperature of more than 100 ° C can be reliably avoided. It is particularly preferred to fill the cavity 10 of the housing 8 with molding compound, in particular with the same material from which the housing 8 is formed. A preferred embodiment of the protective layer 7.1 on the circuit element 1 and / or the protective layer 7.2 on the inside housing wall is that the surface of the protective layer 7.1 and or 7.2 facing the filling material 11 is soft and elastic in order to be as good as possible with the filling material 11 connect. In particular, this additionally supports the diffusion-inhibiting effect of the filling material 11. The formation of cavities when filling the cavity 10 is thus advantageously avoided.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung der Erfindung für das quasihermetische Kapseln von mikroelektronischen Bauelementen, insbesondere bei der Verwendung von dünnwandigen Plastikgehäusen mit hoher Anschlußzahl. Solche Gehäuse sind z.B. TQFP-Gehäuse mit Flächen von typischerweise 28x28 mm2 und mehr als 100 Anschlüssen. Diese Gehäusetypen sind sehr anfällig gegen Feuchtediffusion entlang der Anschlüsse des Leiterrahmens und Korrosion an den Kontaktpunkten 6 zwischen Anschluß drahten 4 und mikroelektronischen Schaltungselementen 1. Die Dichtigkeit der Anschluß -Durchführungen durch die Gehäusewand stellt dabei ein besonders großes Problem dar, welches durch die erfindungsgemäße Lösung erheblich verbessert wird.The use of the invention is particularly advantageous for the quasi-hermetic encapsulation of microelectronic components, in particular when using thin-walled plastic housings with a high number of connections. Such housings are, for example, TQFP housings with areas of typically 28 × 28 mm 2 and more than 100 connections. These types of housings are very susceptible to moisture diffusion along the connections of the lead frame and corrosion at the contact points 6 between the connection wires 4 and microelectronic circuit elements 1. The tightness of the connection leadthroughs through the housing wall represents a particularly large problem, which is considerably increased by the solution according to the invention is improved.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, Bauelemente, welche dazu vorgesehen sind, in korrosive Umgebungen eingetaucht zu werden, wie etwa Sensoren, insbesondere gekapselte Sensoren, welche z.B. in Öl getaucht werden, außenseitig vollständig mit einer Schutzschicht gemäß der Erfindung zu versehen. Das Bauelement, insbesondere ein Sensor, ist damit erheblich besser gegen korrosive Umgebungsbedingungen geschützt.It is very particularly advantageous to use components which are intended to be immersed in corrosive environments, such as sensors, in particular encapsulated sensors, which e.g. are immersed in oil, to be completely provided on the outside with a protective layer according to the invention. The component, in particular a sensor, is thus considerably better protected against corrosive environmental conditions.
In eine ersten vorteilhaften Ausbildung ist die Schutzschicht 7.1, 7.2, 7.3 siliziumhaltig. Im erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Schutzschicht 7. lauf das Bauelement, insbesondere ein in ein Gehäuse 8 einzubondendes oder eingebondetes mikroelektronisches Schaltungselement 1, abgeschieden. Eine besonders günstige Ausgestaltung ist, eine Schutzschicht 7.3 auf der Außenseite des fertig montierten und verschlossenen Gehäuses 8 abzuscheiden. Dabei kann entsprechend den Beispielen in den Figuren das Innere des Gehäuses 8 mit einer weiteren Schutzschicht 7.2 bedeckt sein.In a first advantageous embodiment, the protective layer 7.1, 7.2, 7.3 contains silicon. In the method according to the invention, a protective layer 7. Runs the component, in particular a microelectronic circuit element 1 to be bonded or bonded into a housing 8. A particularly favorable embodiment is to deposit a protective layer 7.3 on the outside of the fully assembled and closed housing 8. According to the examples in the figures, the interior of the housing 8 can be covered with a further protective layer 7.2.
Ein flüssiger Precursor, bevorzugt Hexamethyldisiloxan (HMDSO), wird mit einem geringen Durchfluß von etwa 0-50 ml/h, vorzugsweise 0, 1 ml/h bis 50 ml/h, besonders bevorzugt 5 ml/h bis 10 ml/h, über einen Durchflußregeier in eine erste Vakuumvorkammer geleitet und dort verdampft, wobei sich aus dem geregelten Flüssigkeitsstrom das Reaktionsgas bildet. Vorteilhafterweise ermöglicht dies die Zugabe des Reaktionsgases in die Prozeßkammer ohne zusätzliches Trägergas. Damit wird die Prozeßführung einfacher, da kein Trägergas bei Druck- und/oder Durchflußbetrachtungen berücksichtigt wird. Zusätzlich werden noch unerwünschte Kontaminationen der Schutzschicht und/oder des Bauelements durch ein Trägergas vermieden.A liquid precursor, preferably hexamethyldisiloxane (HMDSO), is passed over at a low flow rate of about 0-50 ml / h, preferably 0.1 ml / h to 50 ml / h, particularly preferably 5 ml / h to 10 ml / h a flow regulator into a first vacuum prechamber and evaporated there, the reaction gas being formed from the regulated liquid stream. This advantageously enables the reaction gas to be added to the process chamber without an additional carrier gas. This simplifies the process control since no carrier gas is taken into account when considering pressure and / or flow. In addition, undesirable contamination of the protective layer and / or the component by a carrier gas is avoided.
Von der Vorkammer gelangt der Gasstrom in die Prozeßkammer einer CVD-Beschich- tungsanlage (CVD=Chemical Vapour Deposition). Dort wird ein Reaktionsgasdruck zwischen vorzugsweise 0,1 mbar und 1,5 mbar, vorzugsweise 0,2 mbar, eingestellt. In der Re- aktionszone ist das zu beschichtende Bauelement eingebaut. Das Bauelement kann im Prozeß mit thermischer Energie und/oder elektromagnetischer Energie beaufschlagt werden, um das Bauelement zweckmäßigerwise zu erhitzen, um die Schichtbildung zu verbessern und/oder die Schichthaftung zu verbessern. Günstig ist auch, während des Beschichtungs- prozesses das Bauelement mit einer elektrischen Spannung zu beaufschlagen. Vorteilhaft ist eine Substratbiasspannung 0 und -500 Volt. Eine günstige Prozeßtemperatur für das Bauelement liegt zwischen 20°C und ca. 200°C. Die obere Temperaturgrenze richtet sich zweckmäßigerweise nach der Art des Kunststoffs, welcher das Gehäuse 8 bildet und/oder nach dem Schaltungselement 1 , welches beschichtet werden soll.From the antechamber, the gas flow enters the process chamber of a CVD coating system (CVD = Chemical Vapor Deposition). A reaction gas pressure between preferably 0.1 mbar and 1.5 mbar, preferably 0.2 mbar, is set there. The component to be coated is installed in the reaction zone. The component can be subjected to thermal energy and / or electromagnetic energy in the process in order to heat the component expediently in order to improve the layer formation and / or to improve the layer adhesion. It is also favorable to apply an electrical voltage to the component during the coating process. A substrate bias voltage of 0 and -500 volts is advantageous. A favorable process temperature for the component is between 20 ° C and approx. 200 ° C. The upper temperature limit expediently depends on the type of plastic which forms the housing 8 and / or on the circuit element 1 which is to be coated.
Im Bereich der Reaktionszone wird das Reaktionsgas mit vorzugsweise elektromagnetischer Energieeinwirkung zu einer chemischen Reaktion veranlaßt. Günstige Plasmaanregungsfrequenzen liegen zwischen 10 kHz und 10 Ghz, vorzugsweise wird eine Frequenz von 13,56 Mhz eingesetzt. Je nach gewünschten Eigenschaften der abzuscheidenden Schutzschicht kann zusätzlich mindestens eine weitere Reaktionskomponente zum Reaktionsgas zugegeben werden, bevorzugt über ein eigenes Regelsystem. Ein vorteilhafter Gasfluß der Reaktionskomponente liegt zwischen 0 und 1000 sccm/min, vorzugsweise 0-200 sccm min, wobei vorzugsweise der Gasfluß über nennenswerte Zeiträume der gesamten Prozeßdauer ansteigt. Bevorzugt erfolgt die Zugabe weiterer Reaktionskomponenten mit über die Prozeßdauer zumindest zeitweise sich verändernder Konzentrationen der Reaktionskomponenten.In the area of the reaction zone, the reaction gas is caused to undergo a chemical reaction, preferably with the action of electromagnetic energy. Favorable plasma excitation frequencies are between 10 kHz and 10 GHz, preferably one frequency of 13.56 MHz. Depending on the desired properties of the protective layer to be deposited, at least one further reaction component can also be added to the reaction gas, preferably via a separate control system. An advantageous gas flow of the reaction component is between 0 and 1000 sccm / min, preferably 0-200 sccm min, the gas flow preferably increasing over significant periods of the entire process duration. Preferably, further reaction components are added with concentrations of the reaction components that change at least temporarily over the course of the process.
Die zusätzlichen Reaktionskomponenten sind vorzugsweise Argon und/oder Stickstoff und/oder Sauerstoff und/oder HMDSN. Mit üblichen Prozeßzeiten zwischen 60-3600 s, vorzugsweise 1000-1500 s wird eine Schutzschicht 7 als Gradientenschicht abgeschieden.The additional reaction components are preferably argon and / or nitrogen and / or oxygen and / or HMDSN. With usual process times between 60-3600 s, preferably 1000-1500 s, a protective layer 7 is deposited as a gradient layer.
Vorteilhaft ist, die Oberfläche des Bauelements vor der Abscheidung mit einem üblichen Plasmareinigungsverfahren zu behandeln, wobei das Bauelement einem Plasma eines nicht schichtbildenden Gases für einige Sekunden bis zu 5 Minuten ausgesetzt wird. Damit wird die Schichthaftung verbessert.It is advantageous to treat the surface of the component with a conventional plasma cleaning process prior to deposition, the component being exposed to a plasma of a non-layer-forming gas for a few seconds up to 5 minutes. This improves the layer adhesion.
In einem ersten Beispiel wird zuerst ein siliziumhaltiges Polymer im plasmaunterstützten CVD-Verfahren abgeschieden. Zuerst bildet sich daher auf dem Bauelement eine weiche Polymerschicht. Vorteilhafterweise vernetzt diese Schicht bereits während des Wachstums, so daß kein zusätzlicher Vernetzungsschritt notwendig ist.In a first example, a silicon-containing polymer is first deposited using the plasma-assisted CVD process. First, a soft polymer layer is therefore formed on the component. This layer advantageously crosslinks during growth, so that no additional crosslinking step is necessary.
Während der Abscheidung wird langsam eine immer weiter steigende Sauerstoffmenge in die Reaktionskammer zugegeben, vorzugsweise zwischen 0-1000 sccm/min, besonders bevorzugt 0-200 sccm/min. Die sich bildende Schicht verändert langsam ihre Eigenschaften von einem siliziumhaltigen Polymer zu einer dichten und resistenten Siliziumoxidschicht.During the deposition, an ever increasing amount of oxygen is slowly added to the reaction chamber, preferably between 0-1000 sccm / min, particularly preferably 0-200 sccm / min. The layer that forms slowly changes its properties from a silicon-containing polymer to a dense and resistant silicon oxide layer.
Während die Polymerschicht zwar wegen der relativ geringen Dichte die Bauelementober- fläche nicht völlig hermetisch gegen die Umwelt versiegeln kann, paßt sich die Polymerschicht jedoch elastisch an die Oberfläche des Bauelements an und ermöglicht auch bei unterschiedlichen elastischen Eigenschaften von Schutzschicht 7 und Bauelement, insbeson- dere Schaltungselement 1, eine gute Haftung der Schutzschicht 7. Der nach außen gewandte Bereich der Schutzschicht 7 ist dagegen ein dichtes Siliziumoxid, welches eine sehr hohe Resistenz gegen Gasdiffusion, insbesonders Feuchtediffusion, aufweist. Trotz etwaiger unterschiedlicher elastischer Eigenschaften von Siliziumoxidschicht und Bauelementoberflä- ehe ist die Haftung des Siliziumoxids auf der Bauelementoberfläche sehr gut, da der bauelementnahe Polymerbereich der Schutzschicht 7 etwaige Unterschiede in der Elastizität und/oder in der Wärmeausdehnung kompensieren kann. Gleichzeitig ist die Polymerschicht ein guter Haftgrund für das aufwachsende Siliziumoxid.While the polymer layer cannot seal the component surface completely hermetically against the environment due to the relatively low density, the polymer layer adapts elastically to the surface of the component and also enables protective layer 7 and component to have different elastic properties, in particular dere circuit element 1, good adhesion of the protective layer 7. The outwardly facing region of the protective layer 7, on the other hand, is a dense silicon oxide which has a very high resistance to gas diffusion, in particular moisture diffusion. Despite any different elastic properties of the silicon oxide layer and the component surface, the adhesion of the silicon oxide to the component surface is very good, since the polymer region of the protective layer 7 close to the component can compensate for any differences in the elasticity and / or in the thermal expansion. At the same time, the polymer layer is a good primer for the growing silicon oxide.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Gradienten-Schutzschicht 7 ist eine Abfolge von mit CVD und/oder plasmaunterstütztem CVD abgeschiedenem Siliziumoxid, vorzugsweise mit einer Dicke zwischen 0,1 μm und 1 μm, wobei sich die Schicht unter gezielter Reduktion des Sauerstoffgehalts im Reaktionsgebiet quasikontinuierlich vom Oxid zu amorphem Silizium wandelt, vorzugsweise mit einer Dicke um 0,1 μm, worauf eine weitere quasikon- tinuierüche Veränderung der Schicht unter gezielter Zugabe eines kohlenstoffhaltigen Gases hin zu Siliziumkarbid erzielt wird, während die Schicht weiterwächst, vorzugsweise mit einer Dicke von 0, 1 μm bis etwa 1 μm. Der Vorteil dieser Gradienten-Schutzschicht besteht in der Kombination des hermetisch dichten Siliziumkarbidschicht bereiches mit der sehr guten elektrischen Isolationsfähigkeit des Siliziumoxidschichtbereichs der Gradientenschicht. Der, vorzugsweise dünnere, amorphe Silizium-Schichtbereich zwischen den beiden Schichtbereichen sorgt dafür, daß im Abscheideprozeß der zuerst gebildete Oxidschichtbereich nicht mit dem Karbidschichtbereich chemisch reagieren kann und umgekehrt.A further advantageous embodiment of the gradient protective layer 7 is a sequence of silicon oxide deposited with CVD and / or plasma-assisted CVD, preferably with a thickness between 0.1 μm and 1 μm, the layer becoming quasi-continuous from the oxide with a targeted reduction in the oxygen content in the reaction area converts to amorphous silicon, preferably with a thickness of 0.1 μm, whereupon a further quasi-continuous change in the layer is achieved with the targeted addition of a carbon-containing gas to silicon carbide while the layer continues to grow, preferably with a thickness of 0.1 μm up to about 1 μm. The advantage of this gradient protective layer is the combination of the hermetically sealed silicon carbide layer area with the very good electrical insulation ability of the silicon oxide layer area of the gradient layer. The, preferably thinner, amorphous silicon layer region between the two layer regions ensures that the oxide layer region formed first cannot react chemically with the carbide layer region in the deposition process and vice versa.
Die umgekehrte Abfolge ist ebenfalls vorteilhaft. Günstige Gradientenabfolgen sind auch Siliziumoxid-dünnes amorphes Silizium-amorpher Kohlenstoff, Siliziumoxid-dünnes amorphes Silizium-dünner amorpher Kohlenstoff-Siliziumkarbid, Siliziumoxid-dünnes amorphes Silizium-diamantähnlicher Kohlenstoff. Dünn bedeutet hier, daß der Schichtbereich im wesentlichen nur als Pufferbereich zwischen zwei anderen Schichtbereichen der Gradientenschicht angeordnet ist, vorzugsweise ist die Dicke eines solchen Pufferbereichs nur ein Bruchteil, vorzugsweise 10% oder 20%, der Dicke der anderen Schichtbereiche. Im Abscheideverfahren werden vorzugsweise statt oder neben Sauerstoff entsprechend geeignete, z.B. kohlenstoffhaltige Gase als Reaktionskomponenten beigegeben. Die genannten Abfolgen der Schichtbereiche der Gradientenschutzschicht weisen rein anorganische Materialeigenschaften auf. Es ist jedoch auch möglich, eine Gradientenschutzschicht mit rein organischen Materialeigenschafte abzuscheiden. So kann zuerst eine Poly- merschicht, vorzugsweise mit HMDSO als flüssigem Precursor, vorzugsweise ohne Sauerstoffzugabe abgeschieden werden. Die sich bildende Schicht weist Polymerketten einer bestimmte Länge auf. Dann wird der Sauerstoffgehalt nur soweit erhöht, daß die Polymerketten kürzer werden. Es bildet sich ein stark vernetzter Polymerschichtbereich mit kurzen Polymerketten. Der Sauerstoffgehalt wird jedoch nicht soweit erhöht, daß sich ein Silizium- oxidschichtbereich bilden kann. Der große Vorteil ist, daß der Polymerschichtbereich mit kurzen Ketten eine im Vergleich zu üblichen langkettigen Polymerschichten besonders große Härte aufweist.The reverse sequence is also advantageous. Favorable gradient sequences are also silicon oxide-thin amorphous silicon-amorphous carbon, silicon oxide-thin amorphous silicon-thin amorphous carbon-silicon carbide, silicon oxide-thin amorphous silicon-diamond-like carbon. Here, thin means that the layer region is essentially only arranged as a buffer region between two other layer regions of the gradient layer, preferably the thickness of such a buffer region is only a fraction, preferably 10% or 20%, of the thickness of the other layer regions. In the deposition process, suitable, for example carbon-containing, gases are preferably added as reaction components instead of or in addition to oxygen. The mentioned sequences of the layer areas of the gradient protective layer have purely inorganic material properties. However, it is also possible to deposit a gradient protective layer with purely organic material properties. For example, a polymer layer can first be deposited, preferably with HMDSO as the liquid precursor, preferably without the addition of oxygen. The layer that is formed has polymer chains of a certain length. Then the oxygen content is only increased to such an extent that the polymer chains become shorter. A strongly cross-linked polymer layer area with short polymer chains is formed. However, the oxygen content is not increased to such an extent that a silicon oxide layer area can form. The great advantage is that the polymer layer area with short chains has a particularly high hardness in comparison to conventional long-chain polymer layers.
Besonders für Schutzschichten 7 auf einem elektrischen Schaltungselement 1 in einem Ge- häuse 8 ist es vorteilhaft, wenn die Gradientenschicht 7 eine Anordnung aufweist, daß zwischen zwei Polymerschichtbereichen ein anorganischer Schichtbereich, insbesondere Siliziumoxid, angeordnet ist. Der anorganische Schichtbereich dient vorzugsweise der elektrischen Isolierung und/oder als Feuchtediffusionssperre, vorzugsweise mit einer Dicke um 1 μm, der untere, bauelementnahe Polymerschichtbereich verbessert die Anpassung der Schutzschicht an die Bauelementoberfläche, der bauelementferne Polymerschichtbereich verbessert die Anpassung der Schutzschicht an eine etwaige Moldmasse des Gehäuses. Vorzugsweise ist die Dicke der Polymerschichtbereiche größer als die des anorganischen Schichtbereichs, besonders bevorzugt etwa 5 μm. Damit gelingt es vorteilhaft, sowohl eine etwaige Delamination des Gehäuses als auch die Bildung von Hohlräumen innerhalb des Gehäuses zu verhindern, welche zu dem gefürchteten Popcorn-Effekt führen können. Particularly for protective layers 7 on an electrical circuit element 1 in a housing 8, it is advantageous if the gradient layer 7 has an arrangement such that an inorganic layer region, in particular silicon oxide, is arranged between two polymer layer regions. The inorganic layer region preferably serves for electrical insulation and / or as a moisture diffusion barrier, preferably with a thickness of around 1 μm, the lower polymer layer region near the component improves the adaptation of the protective layer to the component surface, and the polymer layer region remote from the component improves the adaptation of the protective layer to any molding compound of the housing . The thickness of the polymer layer regions is preferably greater than that of the inorganic layer region, particularly preferably approximately 5 μm. This advantageously prevents both possible delamination of the housing and the formation of cavities within the housing, which can lead to the dreaded popcorn effect.

Claims

Patentansprüche claims
1. Bauelement mit einer Schutzschicht, die zumindest teilweise das Bauelement überdeckt und die in sich unterschiedliche chemische und/oder physikalische Eigenschaften aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (7.1, 7.2, 7.3) aus einer einzigen Lage besteht und über ihre Dicke quasikontinuierlich unterschiedliche chemische und/oder physikalische Materialeigenschaften aufweist.1. Component with a protective layer, which at least partially covers the component and which has different chemical and / or physical properties, characterized in that the protective layer (7.1, 7.2, 7.3) consists of a single layer and quasi-continuously different over its thickness has chemical and / or physical material properties.
2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (7.1, 7.2, 7.3) bauelementfem eine größere Härte und/oder Elastizität und/oder Feuchtedichtigkeit aufweist als bauelementnah.2. Component according to claim 1, characterized in that the protective layer (7.1, 7.2, 7.3) bauelementfem has a greater hardness and / or elasticity and / or moisture tightness than close to the component.
3. Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (7.1, 7.2, 7.3) bauelementnah eine größere Härte und/oder Elastizität und/oder Feuchtedichtigkeit aufweist als bauelementfem.3. Component according to claim 1 or 2, characterized in that the protective layer (7.1, 7.2, 7.3) close to the component has a greater hardness and / or elasticity and / or moisture tightness than remote from the component.
4. Bauelement nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (7.1, 7.2, 7.3) bauelementfem organische und bauelementnah anorganische Eigenschaften aufweist.4. The component according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the protective layer (7.1, 7.2, 7.3) has organic properties close to the component and inorganic properties close to the component.
5. Bauelement nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (7.1, 7.2, 7.3) bauelementnah organische und bauelementfem anorganische Eigenschaften aufweist. 5. The component according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the protective layer (7.1, 7.2, 7.3) close to the component has organic and non-component inorganic properties.
6. Bauelement nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (7.1, 7.2, 7.3) über ihre Dicke eine Abfolge von organischen, anorganischen und organischen Eigenschaften aufweist.6. The component according to one or more of the preceding claims, characterized in that the protective layer (7.1, 7.2, 7.3) has a sequence of organic, inorganic and organic properties over its thickness.
7. Bauelement nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (7.1, 7.2, 7.3) über ihre Dicke eine Abfolge von anorganischen, organischen und anorganischen Eigenschaften aufweist.7. The component according to one or more of the preceding claims, characterized in that the protective layer (7.1, 7.2, 7.3) has a sequence of inorganic, organic and inorganic properties over its thickness.
8. Bauelement nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (7.1, 7.2, 7.3) nur organische Materialeigenschaften aufweist.8. The component according to one or more of the preceding claims 1 to 6, characterized in that the protective layer (7.1, 7.2, 7.3) has only organic material properties.
9. Bauelement nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (7.1, 7.2, 7.3) nur anorganische Materialeigenschaften aufweist.9. The component according to one or more of the preceding claims 1 to 6, characterized in that the protective layer (7.1, 7.2, 7.3) has only inorganic material properties.
10. Bauelement nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement mit der Schutzschicht (7.1, 7.2, 7.3) vollständig überdeckt ist.10. The component according to one or more of the preceding claims, characterized in that the component with the protective layer (7.1, 7.2, 7.3) is completely covered.
11. Bauelement nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement ein mikroelektronisches Schaltungselement (1) aufweist, das mit der Schutzschicht (7.1) zumindest teilweise bedeckt ist.11. The component according to one or more of the preceding claims, characterized in that the component has a microelectronic circuit element (1) which is at least partially covered with the protective layer (7.1).
12. Bauelement nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement ein mikroelektronisches Schaltungselement (1) aufweist, das von der Schutzschicht (7.1) zumindest an seiner Oberfläche und im Bereich seiner elektrischen Kontaktpunkte (6) auf dem Schaltungselement (1) überdeckt ist.12. The component according to one or more of the preceding claims, characterized in that that the component has a microelectronic circuit element (1) which is covered by the protective layer (7.1) at least on its surface and in the region of its electrical contact points (6) on the circuit element (1).
13. Bauelement nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement ein Gehäuse (8) aufweist und daß das Gehäuse (8) außen- und/oder innenseitig zumindest teilweise im Bereich von Stoßstellen von der Schutzschicht (7) bedeckt ist.13. The component according to one or more of the preceding claims, characterized in that the component has a housing (8) and that the housing (8) on the outside and / or inside is at least partially covered in the region of joints by the protective layer (7) .
14. Bauelement nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement ein Gehäuse (8) und ein mikroelektronisches Schaltungselement (1) aufweist und daß das Gehäuse (8) außen- und/oder innenseitig zumindest im Be- reich von Stoßstellen von der Schutzschicht (7.2, 7.3) bedeckt ist und daß das Schaltungselement (1) vollständig von der Schutzschicht (7.1) bedeckt ist.14. The component according to one or more of the preceding claims, characterized in that the component has a housing (8) and a microelectronic circuit element (1) and that the housing (8) on the outside and / or inside at least in the region of joints is covered by the protective layer (7.2, 7.3) and that the circuit element (1) is completely covered by the protective layer (7.1).
15. Bauelement nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement ein Gehäuse (8) und ein mikroelektronisches Schaltungselement15. The component according to one or more of the preceding claims, characterized in that the component is a housing (8) and a microelectronic circuit element
(1) aufweist und daß das Gehäuse (8) außen- und/oder innenseitig zumindest im Bereich von Stoßstellen von der Schutzschicht (7.2, 7.3) bedeckt ist und daß das Schaltungselement (1) mindestens an Kontaktpunkten (6) und an einer äußeren Oberfläche von der Schutzschicht (7.1) bedeckt ist.(1) and that the housing (8) is covered on the outside and / or inside at least in the region of joints by the protective layer (7.2, 7.3) and that the circuit element (1) at least at contact points (6) and on an outer surface is covered by the protective layer (7.1).
16. Bauelement nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauelement ein Gehäuse (8) und ein mikroelektronisches Schaltungselement (1) mit einem Leiterrahmen (9) mit Anschlüssen aufweist und daß die Anschlüsse des Leiterrahmens (9) mindestens im Bereich der Durchstoßpunkte (9.1) des Leiterrahmens16. The component according to one or more of the preceding claims, characterized in that the component has a housing (8) and a microelectronic circuit element (1) with a lead frame (9) with connections and that the connections of the lead frame (9) at least in the area the puncture points (9.1) of the lead frame
(9) durch das Gehäuse (8) von der Schutzschicht (7.1) bedeckt ist. (9) is covered by the protective layer (7.1) through the housing (8).
17. Bauelement nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht (7.1, 7.2, 7.3) eine Dicke zwischen 0,1 μm und 10 μm aufweist.17. The component according to one or more of the preceding claims, characterized in that the protective layer (7.1, 7.2, 7.3) has a thickness between 0.1 microns and 10 microns.
18. Verfahren zur Herstellung einer Schutzschicht für ein Bauelement insbesondere nach Anspruch 1 oder einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Reaktionskomponente in flüssiger Form kontrolliert in einen Vakuumbereich geführt wird, dort verdampft und im wesentlichen trägergasfrei in eine Reaktions- zone einer Vakuumanlage gelangt, dort mit einer zweiten Reaktionskomponente mit mindestens einem Konstituenten unter Einwirkung von thermischer und/oder elektromagnetischer Energie zu einem Reaktionsprodukt reagiert und auf eine zu beschichtende Oberfläche abgeschieden wird, wobei durch eine kontrollierte Veränderung der Zusammensetzung des Reaktionsgases die physikalischen und/oder chemischen Schichteigenschaften während der Abscheidung graduell über die Dicke der aufwachsenden Schicht verändert werden.18. A method for producing a protective layer for a component, in particular according to claim 1 or one or more of the following, characterized in that a first reaction component in liquid form is guided in a controlled manner into a vacuum area, evaporates there and is essentially carrier gas-free in a reaction zone Vacuum system arrives, there reacts with a second reaction component with at least one constituent under the action of thermal and / or electromagnetic energy to form a reaction product and is deposited on a surface to be coated, the physical and / or chemical layer properties being controlled by a controlled change in the composition of the reaction gas be gradually changed over the thickness of the growing layer during the deposition.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß dem Reaktionsgas während der Abscheidung des Reaktionsproduktes Sauerstoff zugesetzt wird.19. The method according to claim 18, characterized in that oxygen is added to the reaction gas during the deposition of the reaction product.
20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß Sauerstoff während der Abscheidung mit sich ändernder Konzentration zugegeben wird.20. The method according to claim 18 or 19, characterized in that oxygen is added during the deposition with changing concentration.
21. Verfahren nach Anspruch 18, 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß mit hochfrequenter elektromagnetischer Strahlung auf die Reaktionszone eingewirkt wird. 21. The method according to claim 18, 19 or 20, characterized in that the reaction zone is acted on with high-frequency electromagnetic radiation.
22. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgas Argon aufweist.22. The method according to one or more of the preceding claims 18 to 21, characterized in that the reaction gas comprises argon.
23. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgas Stickstoff aufweist.23. The method according to one or more of the preceding claims 18 to 22, characterized in that the reaction gas has nitrogen.
24. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß ein Reaktionsgasdruck zwischen 0, 1 mbar und 1 ,5 mbar verwendet wird.24. The method according to one or more of the preceding claims 18 to 23, characterized in that a reaction gas pressure between 0.1 mbar and 1.5 mbar is used.
25. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgas HMDSN aufweist.25. The method according to one or more of the preceding claims 18 to 24, characterized in that the reaction gas has HMDSN.
26. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Precursor mit einem Fluß zwischen 0 ml/h und 50 ml/h zugegeben wird.26. The method according to one or more of the preceding claims 18 to 25, characterized in that the liquid precursor is added with a flow between 0 ml / h and 50 ml / h.
27. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 18 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die zu beschichtende Oberfläche zumindest während der Beschichtung erhitzt wird.27. The method according to one or more of the preceding claims 18 to 26, characterized in that the surface to be coated is heated at least during the coating.
28. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 18 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die zu beschichtende Oberfläche zumindest während der Beschichtung mit hochfrequenter elektromagnetischer Energie beaufschlagt wird.28. The method according to one or more of the preceding claims 18 to 27, characterized in that the surface to be coated is acted upon at least during the coating with high-frequency electromagnetic energy.
29. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 18 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die zu beschichtende Oberfläche zumindest während der Beschichtung mit elektrischer Spannung beaufschlagt wird.29. The method according to one or more of the preceding claims 18 to 28, characterized in that that the surface to be coated is subjected to electrical voltage at least during the coating.
30. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 18 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß ein mikroelektronisches Schaltungselement (1) zumindest patriell beschichtet wird.30. The method according to one or more of the preceding claims 18 to 29, characterized in that a microelectronic circuit element (1) is coated at least patrially.
31. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 18 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse (8) eines mikroelektronisches Schaltungselements (1) zumindest par tiell beschichtet wird.31. The method according to one or more of the preceding claims 18 to 30, characterized in that a housing (8) of a microelectronic circuit element (1) is coated at least partially.
32. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 18 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse (8) eines mikroelektronisches Schaltungselements (1) mit einer Anschlußzahl von mehr als 100 zumindest partiell beschichtet wird.32. The method according to one or more of the preceding claims 18 to 31, characterized in that a housing (8) of a microelectronic circuit element (1) with a number of connections of more than 100 is at least partially coated.
33. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 18 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kunststoff-Gehäuse (8) eines mikroelektronisches Schaltungselements (1) zumindest partiell beschichtet wird. 33. The method according to one or more of the preceding claims 18 to 32, characterized in that a plastic housing (8) of a microelectronic circuit element (1) is at least partially coated.
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