DE10117256A1 - Mikroelektronisches Bauelement, insbesondere Sensorelement - Google Patents

Abstract

Es wird ein mikroelektronisches Bauelement beschrieben, insbesondere ein Sensorelement, mit einem Rahmenteil (1), einem durch das Rahmenteil (1) nach außen begrenzten Innenraum (2) und mit vom Innenraum (2) nach außen verlaufenden Durchführungen (3), insbesondere zur Durchführung von Leiterbahnen (4). Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass an den Durchführungen (3) hohlraumförmige Strukturunterbrechungen (6) vorgesehen sind, welche eine Unterbrechung für einen in den Durchführungen (3) für eine von außen eindringende Flüssigkeit entstehenden Kapillarweg bilden.

Description

Die Erfindung betrifft ein mikroelektronisches Bauelement, insbesondere ein Sensorele­ ment.

Es sind mikroelektronische Bauelemente bekannt, die ein Rahmenteil, einen durch das Rahmenteil nach außen begrenzten Innenraum und vom Innenraum nach außen verlaufen­ de Durchführungen, insbesondere zur Durchführung von Leiterbahnen aufweisen. Solche mikroelektronischen Bauelemente sind insbesondere Sensorelemente, wie mikromechani­ sche Beschleunigungssensoren o. ä..

Bei der Herstellung von mikroelektronischen Bauelementen dieser Art besteht eine Schwie­ rigkeit darin, dass beim Vereinzeln von nicht hermetisch abgedichteten Bauelementen mit offenen Durchführungen, insbesondere zur Durchführung von Leiterbahnen, Sägewasser in den Innenraum des Bauelements eindringen kann. Damit ein solches Eindringen von Säge­ wasser beim Vereinzeln vermieden wird, müssen die mikroelektronischen Bauelemente wasserdicht gekapselt sein, selbst wenn von den Bauelementen als solchen keine hermeti­ sche Dichtigkeit gefordert ist. Hierfür ist ein hoher technischer Aufwand notwendig, da bei­ spielsweise die durchgeführten Leiterbahnen zur Verhinderung von Kurzschlüssen entspre­ chend passiviert und planarisiert werden müssen. Alternativ sind komplexe Sägetechniken bekannt, bei welchen zum zeitweiligen Wasserschutz Folien verwendet werden.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein mikroelektronisches Bauelement, insbesondere ein Sensorelement zu schaffen, bei welchem das Eindringen von Flüssigkeit über die Durchfüh­ rungen auf einfache Weise verhindert wird.

Diese Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 angegebene mikroelektronische Bauelement gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen mikroelektronischen Bauelements sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Durch die Erfindung wird ein mikroelektronisches Bauelement, insbesondere ein Sensor­ element geschaffen, welches ein Rahmenteil, einen durch das Rahmenteil nach außen be­ grenzten Innenraum und vom Innenraum nach außen verlaufende Durchführungen, insbe­ sondere zur Durchführung von Leiterbahnen aufweist. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass an den Durchführungen hohlraumförmige Strukturunterbrechungen vorgesehen sind, welche eine Unterbrechung für in den Durchführungen für eine von außen eindringende Flüssigkeit entstehende Kapillarwege bilden.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen mikroelektronischen Bauelements ist es, dass Flüssigkeiten, etwa Sägewasser beim Vereinzeln der Bauelemente, nicht bis in den In­ nenraum vordringen, diesen beschädigen oder Messsignale verfälschen können.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die hohl­ raumförmigen Strukturunterbrechungen durch quer zu den Durchführungen verlaufende Ausnehmungen gebildet sind.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass über die Länge der Durchführungen verteilt zwei oder mehr hohlraumförmige Strukturun­ terbrechungen hintereinander vorgesehen sind.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass an einer Anschlussfläche des Rahmenteils ein den Innenraum nach außen abschließen­ des Deckelteil vorgesehen ist, auf welchem Leiterbahnen verlaufend ausgebildet sind, wo­ bei die Durchführungen in einer mit dem Verlauf der Leiterbahnen korrespondierenden Anordnung in der Anschlussfläche des Rahmenteils ausgebildet sind, und wobei die Struk­ turunterbrechungen an den in dem Rahmenteil ausgebildeten Durchführungen vorgesehen sind.

Eine bevorzugte Weiterbildung des letztgenannten Ausführungsbeispiels sieht es vor, dass die Strukturunterbrechungen in dem Rahmenteil gegenüber und an beiden Seiten der Lei­ terbahnen von der Anschlussfläche in die Tiefe des Rahmenteils verlaufend ausgebildet sind.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht es vor, das auf den Leiter­ bahnen eine Passivierungsschicht vorgesehen ist, welche von den Durchführungen mit Ab­ stand umgeben ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform hiervon sieht es vor, dass die Ausdehnung der Struktur­ unterbrechungen quer zu den Leiterbahnen größer ist als der Abstand, in welchem die Durchführungen die Passivierungsschicht der Leiterbahnen umgeben.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Aus­ dehnung der Strukturunterbrechungen quer zu den Durchführungen größer ist als längs zu den Durchführungen.

Besonders vorteilhaft ist die Erfindung, wenn das elektronische Bauelemerit ein mikrome­ chanischer Beschleunigungssensor ist.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine stark vergrößerte schematisierte Draufsicht auf einen Teil eines mikroelektroni­ schen Bauelements, welche die Durchführungen für von einem Innenraum des mik­ roelektronischen Bauelements nach außen führende Leiterbahnen zeigt; und

Fig. 2 eine schematisierte Querschnittsansicht des in Fig. 1 dargestellten mikroelektroni­ schen Bauelements entlang der Linie A-B in Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein mikroelektronisches Bauelement, welches nur teilweise dargestellt ist, ins­ gesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Das Bauelement 10 kann ein Sensorelement, wie ein mikromechanischer Beschleunigungssensor oder ein anderes mikroelektronisches Bauelement sein. Das Bauelement 10 umfasst ein Rahmenteil 1, das einen Innenraum 2 des Bauelements 10 nach außen begrenzt. Leiterbahnen 4 sind in Leiterbahndurchführungen 3 vom Innenraum 2 nach außen geführt. Die Durchführungen 3 sind als "offene" Durchfüh­ rungen ausgebildet, bei welchen das Material des Rahmenteils 1 nicht abdichtend an dem durchgeführten Element, also hier den Leiterbahnen 4 anliegt.

An den Leiterbahndurchführungen 3 sind hohlraumförmige Strukturunterbrechungen 6 vorgesehen, welche eine Unterbrechung für einen in den Leiterbahndurchführungen 3 entlang den Leiterbahnen 4 entstehenden Kapillarweg bilden, den eine von außen eindrin­ gende Flüssigkeit nehmen könnte. Eine solche Flüssigkeit könnte beispielsweise Sägewasser sein, welches beim Vereinzeln der mikroelektronischen Bauelemente im Laufe von deren Herstellungsprozess verwendet wird. Eine außerhalb des elektronischen Bauelements 10 vorhandene, in der Figur in Form von Tröpfchen dargestellte Flüssigkeit ist mit dem Bezugs­ zeichen 8 bezeichnet, diese bildet einen Flüssigkeitsfilm 9, welcher die Tendenz hat über einen in den Leiterbahndurchführungen 3 entlang den Leiterbahnen 4 entstehenden Kapil­ larweg in das Innere des Bauelements 10 einzudringen.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die hohlraumförmigen Strukturunterbre­ chungen 6 durch quer zu den Leiterbahndurchführungen 3 verlaufende Ausnehmungen gebildet. Über die Länge der Leiterbahndurchführungen 3 verteilt sind zwei solche hohl­ raumförmige Strukturunterbrechungen 6 hintereinander vorgesehen.

Wie Fig. 2 zeigt, ist an einer Anschlussfläche F des Rahmenteils 1 ein den Innenraum 2 des elektronischen Bauelements 10 nach außen abschließendes Deckelteil 7 vorgesehen, auf welchem die Leiterbahnen 4 verlaufend ausgebildet sind. Die Leiterbahndurchführungen 3 sind in einer mit dem Verlauf der Leiterbahnen 4 korrespondierenden Anordnung in der Anschlussfläche A des Rahmenteils 1 ausgebildet. Die hohlraumförmigen Strukturunterbre­ chungen 6 sind in dem Rahmenteil 1 an den Leiterbahndurchführungen 3 vorgesehen.

Wie eine gemeinsame Betrachtung von Fig. 1 und Fig. 2 zeigt, sind die Strukturunterbre­ chungen 6 in dem Rahmenteil 1 gegenüber und an beiden Seiten der Leiterbahnen 4 von der Anschlussfläche F in die Tiefe des Rahmenteils 1 verlaufend ausgebildet. Somit bilden die hohlraumförmigen Strukturunterbrechungen 6 eine Unterbrechung für den über den entlang den Leiterbahnen 4 entstehenden Kapillarweg eindringenden Flüssigkeitsfilm 9.

Bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf den Leiterbahnen 4 eine Passivierungsschicht 5 vorgesehen, welche von den Leiterbahndurchführungen 3 mit Ab­ stand umgeben ist. Die Ausdehnung der Strukturunterbrechungen 6 in Richtung quer zu den Leiterbahnen 3 ist größer als der Abstand, in welchem die Leiterbahndurchführungen 3 die Passivierungsschicht 5 der Leiterbahnen 4 umgeben. Auch ist die Ausdehnung der Strukturunterbrechungen 6 quer zu den Leiterbahndurchführungen 3 größer als die Aus­ dehnung derselben längs zu den Leiterbahndurchführungen 3.

Bezugszeichenliste

1

Rahmenteil

2

Innenraum

3

Durchführung

4

Leiterbahn

5

Passivierungsschicht

6

Strukturunterbrechungen

7

Deckelteil

8

Flüssigkeit

9

Flüssigkeitsfilm

10

mikroelektronisches Bauelement
F Anschlussfläche

Claims (9)

1. Mikroelektronisches Bauelement, insbesondere Sensorelement, mit einem Rah­ menteil (1), einem durch das Rahmenteil (1) nach außen begrenzten Innenraum (2) und mit vom Innenraum (2) nach außen verlaufenden Durchführungen (3), insbesondere zur Durchführung von Leiterbahnen (4), dadurch gekennzeichnet, dass an den Durchfüh­ rungen (3) hohlraumförmige Strukturunterbrechungen (6) vorgesehen sind, welche eine Unterbrechung für einen in den Durchführungen (3) für eine von außen eindringende Flüs­ sigkeit entstehenden Kapillarweg bilden.

2. Mikroelektronisches Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hohlraumförmigen Strukturunterbrechungen (6) durch quer zu den Durchführun­ gen (3) verlaufende Ausnehmungen gebildet sind.

3. Mikroelektronisches Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass über die Länge der Durchführungen (3) verteilt zwei oder mehr hohlraum­ förmige Strukturunterbrechungen (6) hintereinander vorgesehen sind.

4. Mikroelektronisches Bauelement nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass an einer Anschlussfläche (F) des Rahmenteils (1) ein den Innenraum (2) nach außen abschließendes Deckelteil (7) vorgesehen ist, auf welchem Leiterbahnen (4) verlaufend ausgebildet sind, wobei die Durchführungen (3) in einer mit dem Verlauf der Leiterbahnen (4) korrespondierenden Anordnung in der Anschlussfläche (F) des Rahmen­ teils (1) ausgebildet sind, und wobei die Strukturunterbrechungen (6) an den in dem Rah­ menteil (1) ausgebildeten Durchführungen (3) vorgesehen sind.

5. Mikroelektronisches Bauelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturunterbrechungen (6) in dem Rahmenteil (1) gegenüber und an beiden Seiten der Leiterbahnen (4) von der Anschlussfläche (A) in die Tiefe des Rahmenteils (1) verlaufend ausgebildet sind.

6. Mikroelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, dass auf den Leiterbahnen (4) eine Passivierungsschicht (5) vorgesehen ist, welche von den Durchführungen (3) mit Abstand umgeben ist.

7. Mikroelektronisches Bauelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnung der Strukturunterbrechungen (6) quer zu den Leiterbahnen (3) größer ist als der Abstand, in welchem die Leiterbahndurchführungen (3) die Passivierungsschicht (5) der Leiterbahnen (4) umgeben.

8. Mikroelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Ausdehnung der Strukturunterbrechungen (6) quer zu den Durchführungen (3) größer ist als längs zu den Durchführungen.

9. Mikroelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das Bauelement (10) ein mikromechanischer Beschleunigungssensor ist.