DE102004031318A1 - Premold-Gehäuse - Google Patents
Premold-Gehäuse Download PDFInfo
- Publication number
- DE102004031318A1 DE102004031318A1 DE200410031318 DE102004031318A DE102004031318A1 DE 102004031318 A1 DE102004031318 A1 DE 102004031318A1 DE 200410031318 DE200410031318 DE 200410031318 DE 102004031318 A DE102004031318 A DE 102004031318A DE 102004031318 A1 DE102004031318 A1 DE 102004031318A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- housing
- premold
- housing body
- component
- contact pads
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 title description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 12
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 12
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 3
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 claims description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 10
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 8
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 6
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 5
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000012778 molding material Substances 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 229910001925 ruthenium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical compound O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
- G01N21/3504—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing gases, e.g. multi-gas analysis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B7/00—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
- B81B7/0032—Packages or encapsulation
- B81B7/007—Interconnections between the MEMS and external electrical signals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
- H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
- H01L23/49861—Lead-frames fixed on or encapsulated in insulating substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
- H01L2224/831—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector the layer connector being supplied to the parts to be connected in the bonding apparatus
- H01L2224/83102—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector the layer connector being supplied to the parts to be connected in the bonding apparatus using surface energy, e.g. capillary forces
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/91—Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L2224/80 - H01L2224/90
- H01L2224/92—Specific sequence of method steps
- H01L2224/921—Connecting a surface with connectors of different types
- H01L2224/9212—Sequential connecting processes
- H01L2224/92122—Sequential connecting processes the first connecting process involving a bump connector
- H01L2224/92125—Sequential connecting processes the first connecting process involving a bump connector the second connecting process involving a layer connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01068—Erbium [Er]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01077—Iridium [Ir]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/161—Cap
- H01L2924/1615—Shape
- H01L2924/16152—Cap comprising a cavity for hosting the device, e.g. U-shaped cap
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/181—Encapsulation
- H01L2924/1815—Shape
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Premold-Gehäuse zur Aufnahme eines Bauelementes, wobei das Premold-Gehäuse (1) mindestens aufweist: DOLLAR A einen Gehäusekörper (2) aus Kunststoff oder einem Moldcompound-Material und DOLLAR A einen teilweise in den Gehäusekörper (2) eingespritzten Leadframe (5) aus Metall mit mehreren Leads (6), die jeweils an ihrem äußeren Endbereich einen Anschlusspin (9) zum Anschluss an ein Substrat und an ihrem inneren Endbereich einen Kontaktpad (10) zur Kontaktierung des Bauelementes aufweisen, DOLLAR A wobei der Gehäusekörper (2) an seiner Oberseite eine ebene Montagefläche (3) ohne über die Montagefläche nach oben vorstehende Bereiche aufweist und die Kontaktpads (10) in der Montagefläche (3) des Gehäusekörpers (2) angeordnet sind. DOLLAR A Ein Bauelement (32) mit an seiner Unterseite ausgebildeten Kontaktpads kann direkt auf die Kontaktpads (10) des Premold-Gehäuses (1) gesetzt und durch Lotbereiche (20) oder Leitkleber befestigt werden. Zusätzliche Drahtbonds sind nicht erforderlich. Die Lotbereiche oder Leitkleber-Bereiche können erfindungsgemäß aufgedruckt werden. Somit ist eine kostengünstige Herstellung bei hoher mechanischer Stabilität und Unempfindlichkeit gegenüber mechanischem Stress möglich.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Premold-Gehäuse, ein Bauelement-Modul mit einem derartigen Premold-Gehäuse und ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Bauelement-Moduls.
- In der Mikroelektronik und -sensorik werden für die Montage von Bauelementen mit einem oder mehreren Chips unter anderem gemoldete Gehäuse oder Premold-Gehäuse verwendet. Gemoldete Sensoren werden durch Einmolden bzw. Einspritzen des Bauelementes, insbesondere Sensorchips, in Kunststoff oder ein Moldcompound hergestellt; hierbei treten jedoch zum Teil erhebliche mechanische Spannungen auf, die insbesondere bei mikromechanischen Sensoren zu Problemen führen können. Weiterhin wird der optische Zugang zu dem Bauelement durch das Moldmaterial beeinträchtigt, so dass Moldgehäuse für optische Sensoren ungeeignet sind. Daher werden insbesondere für derartige Sensoren oftmals Premold-Gehäuse verwendet, die als offene Kunststoffgehäuse ausgebildet sind und nach Aufsetzen des Bauelementes mit einem Deckel versehen werden können.
- Das Premold-Gehäuse zur Aufnahme eines mikroelektronischen oder mikromechanischen Bauelementes weist im Allgemeinen einen flachen Boden und einen nach oben vorstehenden Randbereich mit Bondpads auf. Das Bauelement wird auf den Gehäuseboden gesetzt und seine Bondpads werden mit den Bondpads des Premold-Gehäuses über Drahtbonds kontaktiert. Zur Passivierung der Drahtbonds kann der Gehäuseinnenraum nachfolgend mit einem Gel aufgefüllt werden, so dass das gesamte Bauelement von Gel umgeben wird oder das relevante Bereiche des Bauelementes, z.B. eine Sensorstruktur mit einer sensitiven Membran, gelfrei bleiben.
- Das Premold-Gehäuse wird im Allgemeinen durch Umspritzen eines Leadframes, d.h. eines bereits strukturierten Metallstreifens, mit einem Moldmaterial, z.B. einem Kunststoff, hergestellt, wobei in dem Gehäusekörper eine oder mehrere Kavitäten entstehen. Hierbei verlaufen die einzelnen Leads bzw. Leiterbahnen des Leadframes durch den Gehäusekörper und bilden an ihrem äußeren Ende jeweils einen in der Regel gebogenen Anschlusspin zur Kontaktierung auf einem Substrat und an ihrem inneren Ende einen Bondpad zur Kontaktierung mit entsprechenden Bondpads des Bauelementes über Drahtbonds.
- Der Drahtbondprozess zur Kontaktierung des Bauelementes mit den Bondpads des Premold-Gehäuses ist jedoch aufwendig und kostenträchtig. Die Drahtbonds sind gegen Vibrationen und Erschütterungen empfindlich, auch wenn sie in Passivierungsmaterial eingebettet sind. Das Passivierungsmaterial kann weiterhin bei ungenauer Prozessführung das Bauelement an sensitiven Bereichen benetzen; hierdurch ist auch oftmals das Design des Bauelementes begrenzt, da sensitive Bereiche lediglich an seiner Oberseite an Stellen ausgebildet sein dürfen, die nicht von dem Passivierungsmaterial benetzt werden können. Bei weichem Passivierungsmaterial, insbesondere Silikongelen, kann bei der Verarbeitung eine Blasenbildung mit entsprechend ungenauer Aufbringung des Materials auftreten, welche die Drahtkontakte negativ beeinflussen kann.
- Das erfindungsgemäße Premold-Gehäuse weist demgegenüber insbesondere den Vorteil auf, dass das Bauelement beim Aufsetzen auf dem Premold-Gehäuse ohne zusätzliche Drahtbonds kontaktiert wird. Das Premold-Gehäuse weist hierbei an seiner Oberseite eine ebene Montagefläche auf, die von keinen weiteren Bereichen des Premold-Gehäuses überragt wird.
- Das im Allgemeinen als Chip bzw. Chipstapel ausgebildete Bauelement kann vorteilhafterweise in Flip-Chip-Technologie aufgesetzt werden, wobei auf seiner Unterseite vorgesehene Kontaktpads direkt auf Kontaktpads des Premold-Gehäuses über eine leitfähige Kontaktmasse, insbesondere ein Lot oder einen Leitkleber kontaktiert werden. Somit ist die herkömmliche, aufwendige Kontaktierung über Drahtbonds nicht mehr erforderlich. Die erfindungsgemäße Kontaktierung über Kontaktpads ist demgegenüber sicherer, stabiler und weniger zeit- und kostenaufwendig. In einem Zwischenraum zwischen dem Bauelement und Premold-Gehäuses kann nachfolgend zur Passivierung und Erhöhung der Stabilität ein Unterfüll-Material eingegeben werden, z. B. ein niederviskoses Polymer, das selbsttätig in den Zwischenraum kriecht und von einer Stoppkante lateral begrenzt werden kann. Erfindungsgemäß wird somit eine gute Stressentkopplung zwischen dem Bauelement und dem Substrat, z. B. einer Leiterplatte oder einem Keramiksubstrat erreicht. Die Löt- bzw. Leitklebstoffverbindungen liegen nicht nach oben frei, sondern sind in dem Zwischenraum zwischen dem Bauelement und der Montagefläche des Gehäusekörpers geschützt.
- Aufgrund der geringen Stressempfindlichkeit und der guten Passivierung der Lotkontakte durch das zusätzliche Unterfüll-Material kann auf hermetisch dichte, teure Metallgehäuse verzichtet werden. Das erfindungsgemäße Premold-Gehäuse ist automotiv-tauglich mit flacher und platzsparender Form. Die Gehäuseform kann zu bekannten Standards, z.B. dem JEDEC-Standard, z.B. auf Basis von Small-Outline-Packages (SOP) kompatibel ausgeführt werden und ist auf Standard-Equipment bestückbar.
- Da der Gehäusekörper des Premoldgehäuses eine ebene Montagefläche aufweist, kann die elektrisch leitfähige Kontaktmasse in einem Druckverfahren auf die gehäuseseitigen Kontaktpads aufgebracht werden kann. Hierbei kann Lotpaste im Schablonendruck oder ein Leitklebstoff, z.B. Silberleitklebstoff, im Siebdruck aufgebracht werden. Bei Verwendung von hochtempe raturbeständigen Moldmassen, z.B. LCP, können bleifreie Lote verwendet werden.
- Auf dem Gehäusekörper kann insbesondere ein Deckel aus Metall befestigt und an einen Massepin des Leadframes angeschlossen werden; er gewährleistet eine hohe mechanische Stabilität und einen hohen EMV-Schutz. Der Deckel kann hierbei durch Umlegen eines Randes des Gehäusekörpers heißverstemmt werden, der sich unterhalb der Montagefläche des Gehäusekörpers befindet; grundsätzlich ist es hierbei möglich, dass der verstemmte Rand die Höhe der Montagefläche des Gehäusekörpers erreicht oder etwas überschreitet; dies ist erfindungsgemäß unerheblich, da das Verstemmen des Randes nachträglich erfolgt und bei Anbringung des Deckels bereits die elektrisch leitfähige Kontaktmasse aufgedruckt und das Bauelement befestigt ist.
- Erfindungsgemäß können auch an dem Gehäusedeckel, z.B. seiner Unterseite, weitere Systemkomponenten befestigt werden. Dies kann z.B. eine optische Filtereinrichtung sein, durch die ein optisch sensitiver Sensorchip bzw. Chipstapel des jeweiligen Sensors nicht mit dieser Filtereinrichtung in Kontakt kommt.
- Die Leadframes können in weitgehend beliebiger Strukturierung anwendungsspezifisch ausgebildet werden. Es ist somit eine Herstellung in einem Leadframe-Streifen durch Molden der Premold-Gehäuse in einzelnen Leadframes mit nachträglichem Vereinzeln möglich.
- Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einigen Ausführungsformen erläutert. Es zeigen:
-
1 eine Draufsicht auf ein Premold-Gehäuse gemäß einer Ausführungsform; -
2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II aus1 ; -
3 einen Querschnitt entlang der Linie III-III aus1 ; -
4 eine der1 entsprechende Draufsicht ohne verdeckte Linien mit schraffierter Darstellung der Montagefläche; -
5 einen der2 entsprechenden Querschnitt nach Aufdruck einer Lotpaste; -
6 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt eines Leadframe-Streifens mit mehreren gemoldeten Gehäusekörpern; -
7 eine Unteransicht eines auf das erfindungsgemäße Premold-Gehäuse aufzusetzenden Chips mit Kontaktpads; -
8 ein Gassensor-Modul mit einem erfindungsgemäßen Premold-Gehäuse und einem spektroskopischen Gassensor im Querschnitt; -
9 einen Längsschnitt durch das Gassensor-Modul aus8 ; -
10 eine Draufsicht auf das Gassensor-Modul aus8 ,9 ; -
11 ein Gassensor-Modul einer zu8 alternativen Ausführungsform mit an dem Gehäusedeckel befestigten Filterchip im Querschnitt; -
12 das Sensormodul aus11 im Längsschnitt; -
13 ein Sensormodul mit einem erfindungsgemäßen Premold-Gehäuse und aufgenommenem Drucksensor im Querschnitt; -
14 das Sensormodul aus13 im Längsschnitt; -
15 das Sensormodul aus13 ,14 in Draufsicht. - Ein Premold-Gehäuse
1 weist gemäß den1 bis5 einen gemoldeten Gehäusekörper2 aus Kunststoff oder einem Moldcompound-Material mit einer ebenen Montagefläche3 und einer Unterseite4 auf. In dem Gehäusekörper2 ist ein Leadframe5 teilweise eingemoldet, der mehrere, nach der Vereinzelung der Premold-Gehäuse1 getrennte Leads6 aufweist. Die einzelnen Leads6 weisen jeweils einen aus dem Gehäusekörper2 ragenden Anschlusspin9 , der später nach Aufnahme eines Bauelementes gebogen und auf einem Substrat befestigt und kontaktiert wird, und an ihrem inneren Ende einen Kontaktpad10 auf. Die Kontaktpads10 schließen hierbei bündig mit der Montagefläche3 des Gehäusekörpers2 ab und sind, z.B. kreisförmig ausgebildet. Die Anschlusspins9 ragen vorzugsweise zu zwei gegenüber liegenden Seiten aus dem Gehäusekörper2 heraus. - Die ebene Montagefläche
3 ist durch eine umlaufende Stoppkante12 und eine äußere Montagevertiefung14 in einen inneren Montageflächenbereich3a zur Aufnahme des Bauelementes und äußere Montageflächenbereiche3b und3c unterteilt. Die Stoppkante12 umschließt den Anschlussbereich3a , in dem die Kontaktpads10 angeordnet sind. Zwischen der Stoppkante12 und der Montagevertiefung14 ist ein Montageflächenbereich3b ausgebildet. Außerhalb der Montagevertiefung14 weist der Gehäusekörper2 einen ringförmigen äußeren Rand15 auf, auf dessen Oberseite ein äußerer Montageflächenbereich3c ausgebildet ist. In der Montagevertiefung14 ist ein Deckel- Kontaktpad19 zum Anschluss eines Deckels aus Metall vorgesehen und mit einem Anschlusspin9 verbunden. - Die Anbringung und Kontaktierung eines Bauelementes erfolgt erfindungsgemäß durch Aufdrucken einer leitfähigen Kontaktmasse, z.B. Lotbereichen
20 mittels Schablonendruck auf die Kontaktpads10 ; alternativ hierzu können auch Leitkleber-Bereiche20 mittels Siebdruck aufgedruckt werden. Da die Kontaktpads10 auf Höhe der Montagefläche3 liegen, wird die zum Drucken verwendete Schablone bzw. das Sieb nicht durch vorstehende Bereiche des Gehäusekörpers2 behindert. - Die Herstellung der Premoldgehäuse
1 erfolgt direkt aus einem Leadframe-Streifen22 , von dem in6 ein Ausschnitt gezeigt ist. Der Leadframe-Streifen22 ist aus einem Metall, z.B. Kupfer mit einer NiAu-Beschichtung, hergestellt und weist beispielhaft drei Metallbänder23a , b, c auf, mindestens jedoch zwei Bänder, zwischen denen zwei Reihen in Längsrichtung L aufeinander folgender Leadframebereiche aufgenommen sind, die den späteren Leadframes5 entsprechen und über ihre Anschlusspins9 und weitere Stege16 mit den Metallbändern23a , b, c bzw. diese verbindenden Querstreifen24 verbunden sind. Um die einzelnen Leadframebereiche werden direkt Gehäusekörper gespritzt bzw. gemoldet, so dass in dem Leadframe-Streifen22 mehrere Premoldgehäuse1 ausgebildet werden, die durch Zertrennen, z.B. Stanzen, der Anschlusspins9 und Stege16 vereinzelt werden. Vor dem Molden werden die Leads6 gebogen, damit die Kontaktpads10 bündig mit der Montagefläche3 abschließen; dies kann durch ein entsprechend ausgebildetes Biegewerkzeug unmittelbar vor dem Molden erfolgen. - Auf die einzelnen Premoldgehäuse
1 werden nachfolgend die jeweiligen Bauelemente gesetzt, die jeweils an ihrer Unterseite26 Kontaktpads29 aufweisen, die auf die Lotbereiche20 bzw. entsprechende Leitkleber-Bereiche zur Kontaktierung mit den Kontaktpads10 des Leadframes5 gesetzt werden. - Das Lot wird durch Erhitzen verlötet; entsprechend härtet Leitkleber aus. Hierbei werden keine zusätzlichen Drahtbonds zur Kontaktierung des jeweiligen Bauelementes mit dem Leadframe
5 vorgesehen. - Die
8 bis15 zeigen verschiedene Anwendungen des erfindungsgemäßen Premold-Gehäuses1 , in denen durch Anbringung verschiedener Bauelemente jeweils ein Bauelement-Modul bzw. Sensor-Modul geschaffen wird.8 zeigt ein Gassensor-Modul30 , bei dem auf das Premoldgehäuse1 ein spektroskopisch messender, zweikanaliger, als Chipstapel ausgebildeter Gassensor32 gesetzt ist. Der spektroskopische Gassensor32 weist in an sich bekannter Weise einen Thermopile-Sensorchip34 , einen auf dem Sensorchip34 in vakuumdichten Verbindungsbereichen35 , z.B. Sealglas-Verbindungen, befestigten infrarot-transparenten Kappenchip36 und auf dem Kappenchip36 über eine Schicht optischen Klebstoffs39 befestigte optische Filterchips40a und40b auf, die selektiv Infrarot-Strahlung vorgegebener Wellenlängenbereiche durchlassen und andere Wellenlängenbereiche abblocken; hierbei kann z.B. der Filterchip40a IR-Strahlung eines für die Absorbtion von CO2-Gas relevanten Spektralbereiches und der Filterchip40b IR-Strahlung eines Referenz-Wellenlängenbereiches durchlassen. Auf der Oberseite des Sensorchips34 ist unterhalb jedes Filterchips40a und40b jeweils eine Mess-Struktur41a ,41b ausgebildet. Die Mess-Strukturen weisen jeweils eine Membran42 oberhalb einer Kaverne43 auf, wobei auf der Membran42 eine Thermopile-Struktur45 aus mehreren kontaktierten Leiterbahnen aus unterschiedlichen, elektrisch leitfähigen Materialien, z.B. polykristallinem Silizium und einem Metall, z.B. Aluminium, aufgetragen ist, deren mittig zur Membran liegender Kontaktbereich von einer Absorberschicht46 aus einem infrarot-absorbierenden Material, z.B. einem Rutheniumoxid, bedeckt ist. Auf der Unterseite des Kappenchips36 ist eine weitere Kaverne50 ausgebildet, in der die Membran42 aufgenommen ist und die somit einen Sensorraum definiert, der ein definiertes Vakuum beinhaltet. Die Thermopile-Struktur ist mit den auf der Unterseite26 des Sensorchips34 ausgebildeten Kontaktpads29 verbunden. - Von oben durch den jeweiligen Filterchip
40a ,40b einfallende IR-Strahlung wird von dem jeweiligen optischen Filterchip40a , b gefiltert und gelangt durch die optisch transparente Klebstoffschicht39 und den für IR-Strahlung transparenten Kappenchip36 in die den Sensorraum bildende Kaverne50 auf die jeweilige Absorberschicht46 , wo sie unter Erwärmung absorbiert wird. Die Temperaturerhöhung der Thermopile-Struktur45 kann über die Kontaktpads29 als Thermospannung detektiert werden. - Die Chips
34 ,36 und40a , b sind aus dotiertem oder undotiertem Silizium hergestellt und in an sich bekannter Weise z.B. auf Waferebene strukturiert. Zur Befestigung wird der spektroskopische Gassensor32 mit dem Sensorchip34 und den auf dessen Unterseite ausgebildeten Kontaktpads29 auf die Lotbereiche20 gesetzt und durch Erhitzen mit den Kontaktpads10 der Leads6 verlötet. - Vor oder nach dem Verlöten wird ein Unterfüll-Material
52 bzw. Underfiller-Material, z.B. ein niederviskoses Polymer, an den Zwischenbereich51 zwischen dem Sensorchip34 und dem Premold-Gehäuse1 gegeben, um den Zwischenraum51 aufzufüllen. Das Unterfüll-Material52 bedeckt hierbei den mittleren Montageflächenbereich3a der Montagefläche3 des Gehäusekörpers2 und wird durch die Stoppkante12 in lateraler Richtung begrenzt, um ein Fließen bzw. Kriechen in den Montagebereich14 des Deckels54 zu verhindern. Ein Deckel54 aus Metall mit Blendenöffnungen56a ,56b wird mit seinem umgelegten Rand59 in die Montagevertiefung14 des Gehäusekörpers2 gesetzt und durch Heißverstemmen des äußeren Randes15 des Gehäusekörpers2 über den Rand59 befestigt. Hierbei wird der Deckel54 mit dem Deckel-Kontaktpad19 in der Montagevertiefung14 kontaktiert. Diese Kontaktierung kann zusätzlich durch z.B. einen el. leitfähigen Klebstoff, wel cher vorab in geringer Menge auf das Deckelkontaktpad19 dosiert wird, gesichert werden. - Die Blendenöffnungen
56a , b sind jeweils mittig oberhalb der optischen Filterchips40a , b angeordnet. Infrarot-Strahlung kann somit vertikal durch die Blendenöffnungen56a , b in einen zwischen dem Deckel54 und dem Premold-Gehäuse1 gebildeten Gehäuseinnenraum60 und weiter in die Filterchips40a , b gelangen. Die Anschlusspins9 des Premold-Gehäuses1 werden gebogen, so dass sie als Anschluss-Beinchen zur Kontaktierung auf einem Substrat ausgebildet sind. - Bei der Ausführungsform der
11 und12 sind die optischen Filterchips40a , b nicht auf dem Kappenchip36 , sondern in einer Vertiefung62 des Deckels54 mittels eines für IR-Strahlung nicht transparenten Klebstoffs64 befestigt. Die Funktionalität ist bei diesem Sensormodul61 grundsätzlich die gleiche wie bei dem Gassensor-Modul30 der vorherigen Ausführungsform: die durch die Blendenöffnungen56a , b einfallende IR-Strahlung gelangt zunächst durch die optischen Filterchips40a , b, nachfolgend durch den Gehäuseinnenraum60 , den Kappenchip36 und die Messstrukturen41a , b. Zur Herstellung werden die optischen Filterchips40a , b direkt in die Vertiefung62 des Deckels54 geklebt und dieser in oben beschriebener Weise in dem Gehäusekörper2 heißverstemmt. - Die Ausführungsform der
13 bis15 zeigt ein Drucksensor-Modul70 , bei dem auf dem Gehäusekörper2 des Premold-Gehäuses1 ein Drucksensorchip72 kontaktiert ist. Der Drucksensorchip72 weist auf seiner Oberseite eine Membran42 mit einer Druckmess-Struktur, z.B. mit piezoelektrischen Elementen74 oder Dehnmessstreifen74 auf. Seine Unterseite26 ist wiederum entsprechend7 mit Kontaktpads29 ausgebildet, die über Lotbereiche20 mit den Kontaktpads10 des Premold-Gehäuses1 kontaktiert sind. Auch hier ist Unterfüll-Material52 entsprechend den obigen Ausfüh rungsformen zur Befestigung und sicheren druckbeständigen Fixierung des Drucksensorchips72 auf dem mittleren Montageflächenbereich3a bis zu der Stoppkante12 aufgetragen. Der Deckel76 aus Metall weist lediglich eine Öffnung79 auf; ansonsten ist er entsprechend dem Deckel54 der ersten Ausführungsform der8 bis10 ausgebildet und durch Heißverstemmen des äußeren Randes15 des Gehäusekörpers2 befestigt.
Claims (14)
- Premold-Gehäuse zur Aufnahme eines Bauelementes, wobei das Premold-Gehäuse (
1 ) mindestens aufweist: einen Gehäusekörper (2 ) aus Kunststoff oder einem Moldcompound-Material, und einen teilweise in den Gehäusekörper (2 ) eingespritzten Leadframe (5 ) aus Metall mit mehreren Leads (6 ), die jeweils an ihrem äußeren Endbereich einen Anschlusspin (9 ) zum Anschluss an ein Substrat und an ihrem inneren Endbereich einen Kontaktpad (10 ) zur Kontaktierung des Bauelementes aufweisen, wobei der Gehäusekörper (2 ) an seiner Oberseite eine ebene Montagefläche (3 ) ohne über die Montagefläche nach oben vorstehende Bereiche aufweist und die Kontaktpads (10 ) in der Montagefläche (3 ) des Gehäusekörpers (2 ) angeordnet sind. - Premold-Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktpads (
10 ) in einem mittleren Montageflächenbereich (3a ) des Gehäusekörpers (2 ) eingespritzt sind und bündig mit der Montagefläche (3 ) des Gehäusekörpers (2 ) abschließen. - Premold-Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mittlere Montageflächenbereich (
3a ) des Gehäusekörpers (2 ) von einer Stoppkante (12 ) zur Begrenzung eines aufzutragenden Unterfüll-Materials (52 ) umgeben ist. - Premold-Gehäuse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktpads (
10 ) als verbreiterte, im wesentlichen kreisförmige innere Enden der Leads (6 ) ausgebildet sind. - Premold-Gehäuse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusekörper (
2 ) eine umlaufende Montagevertiefung (14 ) zur Aufnahme eines Deckelrandes (19 ) eines Deckels (54 ,56 ) und einen die Montagevertiefung (14 ) umgebenden Rand (15 ) zum Verstemmen des in die Montagevertiefung (14 ) eingesetzten Deckelrandes (19 ) aufweist. - Premold-Gehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Montagevertiefung (
14 ) ein Deckel-Kontaktpad (19 ) eines Masseleads zur elektrischen Kontaktierung des Deckels (54 ,76 ) vorgesehen ist. - Premold-Gehäuse nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es frei ist von Drahtbond-Kontakten zur Kontaktierung des Bauelementes mittels Drahtbonds.
- Bauelement-Modul (
30 ,61 ,70 ), das aufweist: ein Premold-Gehäuse (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche, und ein Bauelement (32 ,72 ), das auf seiner Unterseite (26 ) Kontaktpads (29 ) aufweist, wobei auf die Kontaktpads (10 ) des Premold-Gehäuses (1 ) eine elektrisch leitfähige Kontaktmasse (20 ) aufgedruckt ist, wobei die Kontaktpads (29 ) des Bauelementes (32 ,72 ) auf den Kontaktpads (10 ) des Premold-Gehäuses (1 ) mittels der elektrisch leitfähigen Kontaktmasse (20 ) befestigt sind, und wobei das Bauelement-Modul (30 ,61 ,70 ) frei ist von Drahtbonds. - Bauelement-Modul nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement ein spektroskopischer Gassensor (
32 ) mit einem Sensorchip (34 ) und einem Kappenchip (36 ) oder ein Drucksensor-Chip (72 ) ist. - Bauelement-Modul nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Montagevertiefung (
14 ) des Gehäusekörpers (2 ) ein Deckel (54 ,76 ) aus Metall befestigt und durch Umlegen des Randes (15 ) des Gehäusekörpers (2 ) heißverstemmt ist. - Bauelement-Modul nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in einen Zwischenraum (
51 ) zwischen einem mittleren Montageflächenbereich (3a ) des Bauelementes (32 ,72 ) und dem Premold-Gehäuse (1 ) um die als Hügel ausgebildete elektrisch leitfähige Kontaktmasse (20 ) herum ein Unterfüll-Material (53 ) eingegeben ist. - Bauelement-Modul nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähige Kontaktmasse (
20 ) ein mittels eines Siebdruckverfahrens aufgedruckter Leitklebstoff oder ein mittels eines Schablonendruckverfahrens aufgedrucktes Lot (20 ) ist. - Verfahren zum Herstellen eines Bauelement-Moduls (
30 ,61 ,70 ) mit mindestens folgenden Schritten: Herstellen eines Leadframe-Streifens (22 ) mit mehreren Leadframestrukturen aus Metall, Biegen von Kontaktpads (10 ) in dem Leadframe-Streifen (22 ), Molden jeweils eines Gehäusekörpers (2 ) um die Leadframestrukturen derartig, dass jeweils Kontaktpads (10 ) der Leadframestrukturen auf einer ebenen Montagefläche (3 ) des Gehäusekörpers (2 ) liegen, über die keine Bereiche des Gehäusekörpers nach oben vorstehen, Drucken einer leitfähigen Kontaktmasse (20 ), z.B. Lot- oder Leitkleber, auf die Kontaktpads (10 ) mindestens eines Premold-Gehäuses (1 ), Aufsetzen mindestens eines Bauelementes (32 ,72 ), das auf seiner Unterseite (26 ) Kontaktpads (29 ) aufweist, auf das Premold-Gehäuse (1 ) derartig, dass die Kontaktpads (29 ) des Bauelementes (32 ,52 ) auf den mit der leitfähigen Kontaktmasse (20 ) versehenen Kontaktpads (10 ) des Premold-Gehäuses (1 ) aufsitzen, Kontaktieren der Kontaktpads (29 ) des Bauelementes (32 ,52 ) mit den Kontaktpads (10 ) des Premold-Gehäuses (1 ) durch die Kontaktmasse (20 ), z.B. durch Löten des Lotes oder Aushärten des Leitklebers, Unterfüllen eines Zwischenraumes (51 ) zwischen dem Bauelement (32 ,72 ) und einem Montageflächenbereich (3a ) des Gehäusekörpers (2 ) mit einem Unterfüll-Material (52 ) und Zerteilen des Leadframe-Streifens (22 ) zur Vereinzelung der Premold-Gehäuse (1 ) aus jeweils einem Gehäusekörper (2 ) und einem in den Gehäusekörper (2 ) eingemoldeten Leadframe (5 ), und Biegen der Anschluss-PIN's (9 ) nach Befestigung des Deckels (54 ,76 ). - Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass nachfolgend ein Deckel (
54 ,76 ) in eine Montagevertiefung (14 ) des Gehäusekörpers (2 ) gesetzt und durch Heißverstemmen eines Randes (15 ) des Gehäusekörpers (2 ) befestigt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200410031318 DE102004031318A1 (de) | 2004-06-29 | 2004-06-29 | Premold-Gehäuse |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200410031318 DE102004031318A1 (de) | 2004-06-29 | 2004-06-29 | Premold-Gehäuse |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102004031318A1 true DE102004031318A1 (de) | 2006-01-19 |
Family
ID=35508021
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200410031318 Ceased DE102004031318A1 (de) | 2004-06-29 | 2004-06-29 | Premold-Gehäuse |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102004031318A1 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2803961A3 (de) * | 2013-05-14 | 2015-02-25 | Micro-Hybrid Electronic GmbH | Hermetisch gasdichtes optoelektronisches oder elektrooptisches Bauteil sowie Verfahren zu seiner Herstellung |
DE102014220229A1 (de) | 2014-10-07 | 2016-04-07 | Robert Bosch Gmbh | Optische Detektorvorrichtung und entsprechendes Herstellungsverfahren |
CN110015635A (zh) * | 2018-01-08 | 2019-07-16 | 罗伯特·博世有限公司 | 环境传感器、环境传感器中间产品和用于制造多个环境传感器的方法 |
US11175162B2 (en) * | 2016-11-29 | 2021-11-16 | Sencio B.V. | Integrated circuit sensor package and method of manufacturing the same |
RU211842U1 (ru) * | 2021-11-19 | 2022-06-24 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие " Пульсар" | Беспотенциальный корпус полупроводникового прибора |
-
2004
- 2004-06-29 DE DE200410031318 patent/DE102004031318A1/de not_active Ceased
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2803961A3 (de) * | 2013-05-14 | 2015-02-25 | Micro-Hybrid Electronic GmbH | Hermetisch gasdichtes optoelektronisches oder elektrooptisches Bauteil sowie Verfahren zu seiner Herstellung |
US10845047B2 (en) | 2013-05-14 | 2020-11-24 | Micro-Hybrid Electronic Gmbh | Hermetically gastight optoelectronic or electro-optical component and method for producing the same |
DE102014220229A1 (de) | 2014-10-07 | 2016-04-07 | Robert Bosch Gmbh | Optische Detektorvorrichtung und entsprechendes Herstellungsverfahren |
US11175162B2 (en) * | 2016-11-29 | 2021-11-16 | Sencio B.V. | Integrated circuit sensor package and method of manufacturing the same |
CN110015635A (zh) * | 2018-01-08 | 2019-07-16 | 罗伯特·博世有限公司 | 环境传感器、环境传感器中间产品和用于制造多个环境传感器的方法 |
RU211842U1 (ru) * | 2021-11-19 | 2022-06-24 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие " Пульсар" | Беспотенциальный корпус полупроводникового прибора |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69131784T2 (de) | Halbleiteranordnung mit einer Packung | |
DE102009038706B4 (de) | Sensorbauelement | |
DE10310617B4 (de) | Elektronisches Bauteil mit Hohlraum und ein Verfahren zur Herstellung desselben | |
WO2002037074A1 (de) | Drucksensormodul | |
WO2003067657A2 (de) | Halbleiterbauteil mit sensor- bzw. aktoroberfläche und verfahren zu seiner herstellung | |
DE102004003413A1 (de) | Verfahren zum Verpacken von Halbleiterchips und entsprechende Halbleiterchipanordnung | |
DE102008027999A1 (de) | Halbleitersensor | |
DE102006056361B4 (de) | Modul mit polymerhaltigem elektrischen Verbindungselement und Verfahren | |
EP1639639B1 (de) | Optische sensoranordnung und entsprechendes herstellungsverfahren | |
DE102004031316B3 (de) | Gassensor-Modul zur spektroskopischen Messung einer Gaskonzentration | |
WO1998038483A1 (de) | Drucksensor-bauelement und verfahren zur herstellung | |
DE60226240T2 (de) | Beschleunigungsaufnehmer | |
DE19626083C2 (de) | Sensor-Bauelement | |
EP3830534A1 (de) | Spektrometereinrichtung und verfahren zum herstellen einer spektrometereinrichtung | |
EP1103809A1 (de) | Gassensor | |
WO2006061274A1 (de) | Chipmodul und verfahren zu dessen herstellung | |
EP0882965A1 (de) | Halbleiter-Drucksensor-Bauelement und Verfahren zur Herstellung | |
DE102004031318A1 (de) | Premold-Gehäuse | |
DE102004002163B4 (de) | Gassensormodul und ein Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE102005016008B4 (de) | Bauelementemodul zur Anbringung auf einem Substrat | |
DE102004002164A1 (de) | Strahlungsdetektor, Sensormodul mit einem Strahlungsdetektor und Verfahren zum Herstellen eines Strahlungsdetektors | |
WO1998040712A1 (de) | Halbleitersensorvorrichtung | |
EP2575175B1 (de) | Bildsensor mit großer Chipfläche | |
DE102008021108A1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Sensoranordnung und Sensoranordnung | |
DE19816309B4 (de) | Verfahren zur Direktmontage von Silizium-Sensoren und danach hergestellte Sensoren |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
R012 | Request for examination validly filed |
Effective date: 20110325 |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |