DE102007012382B4 - Mit geführten akustischen Wellen arbeitendes Bauelement und elektrisches Modul mit dem Bauelement - Google Patents

Mit geführten akustischen Wellen arbeitendes Bauelement und elektrisches Modul mit dem Bauelement Download PDF

Info

Publication number
DE102007012382B4
DE102007012382B4 DE102007012382.7A DE102007012382A DE102007012382B4 DE 102007012382 B4 DE102007012382 B4 DE 102007012382B4 DE 102007012382 A DE102007012382 A DE 102007012382A DE 102007012382 B4 DE102007012382 B4 DE 102007012382B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
component according
component
cover layer
module
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.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102007012382.7A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102007012382A1 (de
Inventor
Dr. Ruile Werner
Dr. Rösler Ulrike
Dr. Hauser Markus
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SnapTrack Inc
Original Assignee
SnapTrack Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SnapTrack Inc filed Critical SnapTrack Inc
Priority to DE102007012382.7A priority Critical patent/DE102007012382B4/de
Priority to PCT/EP2008/052941 priority patent/WO2008110571A1/de
Publication of DE102007012382A1 publication Critical patent/DE102007012382A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102007012382B4 publication Critical patent/DE102007012382B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/0222Details of interface-acoustic, boundary, pseudo-acoustic or Stonely wave devices
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H3/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
    • H03H3/007Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
    • H03H3/02Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/05Holders; Supports
    • H03H9/0538Constructional combinations of supports or holders with electromechanical or other electronic elements
    • H03H9/0547Constructional combinations of supports or holders with electromechanical or other electronic elements consisting of a vertical arrangement
    • H03H9/0557Constructional combinations of supports or holders with electromechanical or other electronic elements consisting of a vertical arrangement the other elements being buried in the substrate
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/05Holders; Supports
    • H03H9/058Holders; Supports for surface acoustic wave devices
    • H03H9/0585Holders; Supports for surface acoustic wave devices consisting of an adhesive layer
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/05Holders; Supports
    • H03H9/058Holders; Supports for surface acoustic wave devices
    • H03H9/059Holders; Supports for surface acoustic wave devices consisting of mounting pads or bumps
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02Details
    • H03H9/05Holders; Supports
    • H03H9/10Mounting in enclosures
    • H03H9/1064Mounting in enclosures for surface acoustic wave [SAW] devices
    • H03H9/1085Mounting in enclosures for surface acoustic wave [SAW] devices the enclosure being defined by a non-uniform sealing mass covering the non-active sides of the BAW device
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/11Manufacturing methods
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805Shape
    • H01L2224/4809Loop shape
    • H01L2224/48091Arched
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)

Abstract

Mit geführten akustischen Wellen arbeitendes Bauelement – mit einem Schichtsystem (10), das eine piezoelektrische Schicht (1), eine dielektrische Schicht (2) und zwischen der piezoelektrischen Schicht (1) und der dielektrischen Schicht (2) angeordnete Elektroden (3) aufweist, – mit einer Deckschicht (4), die mit dem Schichtsystem (10) mittels einer akustisch dämpfenden Adhäsionsschicht (5) verbunden ist, – wobei die Deckschicht (4) einkristallin ist, ein Keramikmaterial, Glas oder Quarz enthält, als Siliziumsubstrat ausgebildet oder ein halbleitendes Material umfasst, – wobei die piezoelektrische Schicht (1) und die Deckschicht (4) mittels der Adhäsionsschicht (5) verbunden sind.

Description

  • Es wird ein elektroakustisches Bauelement, insbesondere ein mit GBAW arbeitendes Bauelement angegeben. GBAW steht für Guided Bulk Acoustic Wave, d. h. eine geführte akustische Volumenwelle. Die geführten akustischen Volumenwellen werden auch „boundary acoustic waves” genannt. Mit geführten Volumenwellen arbeitende Bauelemente sind z. B. aus der Druckschrift US 2006/0138902 A1 bekannt.
  • Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein mit geführten akustischen Wellen arbeitendes Bauelement anzugeben, das besonders robust ist.
  • Es wird ein mit geführten akustischen Wellen arbeitendes Bauelement mit einem Schichtsystem angegeben, das eine piezoelektrische Schicht, eine dielektrische Schicht und zwischen der piezoelektrischen Schicht und der dielektrischen Schicht angeordnete Elektroden aufweist. Das Bauelement umfasst gemäß einer ersten bevorzugten Variante eine Deckschicht, die mit dem Schichtsystem mittels einer Adhäsionsschicht verbunden ist.
  • Die Dicke der Adhäsionsschicht beträgt vorzugsweise maximal 2 Mikrometer oder maximal 0,9 λ. λ ist die Wellenlänge einer im Bauelement angeregten akustischen Welle bei einer Durchlassfrequenz des Bauelements.
  • Das Bauelement umfasst gemäß einer weiteren bevorzugten Variante ein Trägersubstrat, wobei zwischen dem Trägersubstrat und dem Schichtsystem ein akustisch dämpfendes Material angeordnet ist. Beide bevorzugten Varianten können miteinander kombiniert werden.
  • Das Bauelement umfasst mindestens einen mit GBAW arbeitenden Wandler bzw. Resonator, der die Elektroden aufweist. Das Bauelement umfasst vorzugsweise mehrere Resonatoren, die elektrisch miteinander verbunden sind und zusammen mindestens ein Filter bilden.
  • Die Dicke der dielektrischen Schicht beträgt vorzugsweise mindestens eine Wellenlänge. Aufgrund der endlichen Dicke der dielektrischen Schicht können im Schichtsystem parasitäre akustische Moden auftreten, die zu unerwünschten Resonanzen in der Admittanzkurve des Resonators führen. Zur Dämpfung störender Moden und folglich zur Vermeidung dieser Resonanzen ist vorzugsweise eine akustisch dämpfende Schicht vorgesehen, die an die dielektrische Schicht angrenzt.
  • Die akustisch dämpfende Schicht ist in einer Variante durch die Adhäsionsschicht mit akustisch dämpfenden Eigenschaften gebildet. Die akustisch dämpfende Schicht ist in einer Variante durch eine Vergussmasse gebildet.
  • Die akustisch dämpfende Schicht ist vorzugsweise optisch transparent. Sie enthält in einer Variante ein organisches Material wie z. B. Polyimid. Die akustisch dämpfende Schicht enthält in einer weiteren Variante einen Fotolack. Für die akustisch dämpfende Schicht sind auch andere organische oder anorganische Materialien mit einer kleineren Steifigkeit als diejenige der dielektrischen Schicht geeignet.
  • In einer vorteilhaften Variante weist die akustisch dämpfende Schicht einen Steifigkeitskoeffizienten auf, der gegenüber demjenigen der piezoelektrischen Schicht einen entgegen gesetzten Temperaturgang hat.
  • Die Adhäsionsschicht ist beispielsweise durch eine Klebeschicht gebildet, die im Bauelement für ein adhesives Waferbonding zwischen einem ersten und einem zweiten Wafer verwendet wird. Der erste Wafer umfasst vorzugsweise die Deckschicht, und der zweite Wafer das Schichtsystem.
  • Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform sind die Elektroden und die dielektrische Schicht zwischen der piezoelektrischen Schicht und der Adhäsionsschicht angeordnet. Die dielektrische Schicht und die Deckschicht sind mittels der Adhäsionsschicht verbunden.
  • Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform ist die piezoelektrische Schicht und die Deckschicht mittels der Adhäsionsschicht verbunden.
  • Die Dicke der Deckschicht beträgt vorzugsweise mindestens eine Wellenlänge. Die Deckschicht weist vorzugsweise einen im Wesentlichen gleichen oder etwas kleineren thermischen Ausdehnungskoeffizient auf als die piezoelektrische Schicht. Dadurch ist die Kompensation der mechanischen Spannungen, die zwischen dem Schichtsystem und der Deckschicht entstehen, möglich.
  • Bei dem Bauelement gemäß der ersten Ausführungsform liegt der Ausdehnungskoeffizient der Adhäsionsschicht vorzugsweise zwischen demjenigen der Deckschicht und der dielektrischen Schicht. Bei dem Bauelement gemäß der zweiten Ausführungsform liegt der Ausdehnungskoeffizient der Adhäsionsschicht vorzugsweise zwischen demjenigen der Deckschicht und der piezoelektrischen Schicht.
  • Die piezoelektrische Schicht ist vorzugsweise einkristallin. Dafür kommen insbesondere LiTaO3 oder LiNbO3 Substrate in Betracht, die in Form großflächiger Wafer eingesetzt werden. Diese Substrate werden zur Bildung der piezoelektrischen Schicht, bezogen auf die Mittenfrequenz des Bauelements, vorzugsweise auf eine Dicke von maximal 15 Wellenlängen abgedünnt.
  • Die Elektroden und leitend mit diesen verbundene Kontaktflächen sind auf der piezoelektrischen Schicht angeordnet. Zumindest in der dielektrischen Schicht sind Durchkontaktierungen zur elektrischen Kontaktierung von Kontaktflächen ausgebildet.
  • Die Deckschicht enthält in einer vorteilhaften Variante ein Keramikmaterial. Die Deckschicht kann als ein LTCC-Substrat ausgebildet werden. LTCC steht für Low Temperature Cofired Ceramics.
  • Als Deckschicht ist auch ein Silizium-Substrat geeignet. Alternativ kann die Deckschicht ein optisch transparentes Material wie z. B. Quarz oder Glas enthalten. Bei Verwendung eines durchsichtigen Materials ist ein lasergestütztes Trimmen von Elektroden durch die Deckschicht hindurch möglich.
  • Die Deckschicht liegt in einer Variante in Form eines Mehrschichtsubstrats vor, in dem eine elektrische Verdrahtung realisiert ist. Auf der ersten Hauptfläche der Deckschicht sind vorzugsweise elektrische Kontakte vorgesehen, die leitend mit den im Schichtsystem angeordneten Kontaktflächen verbunden sind. Auf der zweiten Hauptfläche der Deckschicht sind vorzugsweise Außenkontakte des Bauelements vorgesehen, die mittels Durchkontaktierungen mit den elektrischen Kontakten elektrisch verbunden sind. In der Deckschicht können Schaltungselemente wie z. B. Kapazitäten, Induktivitäten, Dioden, Transistoren angeordnet sein.
  • Das Bauelement weist in einer Variante eine Vergussmasse auf, die das Schichtsystem überdeckt und mit der Deckschicht abschließt.
  • Die Adhäsionsschicht und die Deckschicht sind in einer vorteilhaften Variante transparent. Dies ermöglicht ein nachträgliches Trimmen, d. h. die Anpassung der Frequenz des Bauelements, durch Abtragen von elektrisch leitenden Strukturen des Bauelements mittels eines Lasers.
  • Die Adhäsionsschicht enthält in einer Variante ein Epoxid-Harz. Die Adhäsionsschicht kann alternativ einen UV-härtenden Klebstoff oder BCB (= Kunststoff auf der Basis von Benzocyclobuten) enthalten.
  • Die Kontaktflächen sind mit Außenkontakten leitend verbunden, die in einer Variante auf der freien Oberfläche der Deckschicht angeordnet sind.
  • Gemäß der ersten Ausführungsform enthält die Adhäsionsschicht vorzugsweise ein Material, dessen Steifigkeit kleiner ist als diejenige der dielektrischen Schicht, beispielsweise um mindestens einen Faktor zwei. Die Adhäsionsschicht enthält vorzugsweise ein Material, dessen Steifigkeit maximal die Hälfte der Steifigkeit der piezoelektrischen Schicht oder der Deckschicht beträgt.
  • Die Adhäsionsschicht ist in diesem Fall zur Wellendämpfung vorgesehen. Dabei gelingt es, durch die Adhäsionsschicht das Schichtsystem von der Deckschicht akustisch zu entkoppeln. Somit kann das Material der Deckschicht im Prinzip beliebig ausgewählt werden.
  • Für die Deckschicht kommt insbesondere ein dielektrisches Material in Betracht. Silizium oder ein anderes halbleitendes Material sind auch geeignet.
  • Gemäß der zweiten Ausführungsform ist auf der dielektrischen Schicht eine akustisch dämpfende Schicht, die mit der Adhäsionsschicht nicht identisch ist, angeordnet. Das Material dieser Schicht weist vorzugsweise eine kleinere Steifigkeit als die dielektrische Schicht auf. In diesem Fall gelingt es, durch die akustisch dämpfende Schicht das Schichtsystem von der Umgebung akustisch zu entkoppeln. Die akustisch dämpfende Schicht kann beispielsweise durch eine Vergussmasse gebildet sein. Die Vergussmasse dient vorzugsweise zur Verkapselung des Bauelements. Die Vergussmasse ist in einer Variante unter anderem zwischen der dielektrischen Schicht und einem nachstehend erläuterten Modulsubstrat angeordnet, auf dem das Bauelement montiert ist.
  • Das angegebene Bauelement wird beispielsweise als ein Baustein in einem elektrischen Modul mit einem Modulsubstrat verwendet. Das Bauelement ist auf einem Modulsubstrat montiert und mittels Bonddrähten oder Bumps elektrisch mit diesem verbunden.
  • Im Modulsubstrat können elektrische Durchkontaktierungen und in einer vorteilhaften Variante integrierte Schaltungselemente angeordnet sein.
  • In einer Variante ist das Bauelement mit einer Vergussmasse überdeckt. Die Vergussmasse schließt mit dem Modulsubstrat ab.
  • Im Folgenden wird das angegebene Bauelement und seine vorteilhaften Ausgestaltungen anhand von schematischen und nicht maßstabgetreuen Figuren erläutert. Es zeigen:
  • 1A bis 1D ein Verfahren zur Herstellung eines mit GBAW arbeitenden Bauelements;
  • 1E eine Variante des in den vorhergehenden Figuren vorgestellten Verfahrens;
  • 2A bis 2H ein Verfahren zur Herstellung eines weiteren mit GBAW arbeitenden Bauelements;
  • 3, 4 jeweils ein elektrisches Modul mit dem Bauelement.
  • In dem in 1A bis 1D vorgestellten Verfahren wird zunächst ein erster Wafer und ein zweiter Wafer erzeugt (1A).
  • Der erste Wafer umfasst das Schichtsystem 10, das ein piezoelektrisches Substrat 1, eine dielektrische Schicht 2 und eine Metallschicht, in der Elektroden 3 und Kontaktflächen 6 ausgebildet sind, aufweist. Die Metallschicht ist zwischen dem Substrat 1 und der dielektrischen Schicht 2 angeordnet.
  • Der zweite Wafer umfasst die Deckschicht 4, auf deren unteren Oberfläche eine Adhäsionsschicht 5 angeordnet ist. Die Adhäsionsschicht 5 kann alternativ auf die dielektrische Schicht 2 aufgetragen werden.
  • Die beiden Wafer werden durch die Adhäsionsschicht 5 fest miteinander verbunden. Zumindest ein Bereich der jeweiligen Kontaktfläche 6 wird freigelegt. Zu diesem Zweck werden in der Deckschicht 4, der Adhäsionsschicht 5 und der dielektrischen Schicht 2 Öffnungen 7 erzeugt (13).
  • Die durch die Öffnung 7 und die Kontaktfläche 6 gebildete Vertiefung wird in einer vorteilhaften Variante mit einer elektrisch isolierenden Schicht 71 ausgekleidet (1C). Die Auskleidung der Innenwände der Vertiefung ist insbesondere dann sinnvoll, falls die Deckschicht 4 halbleitend ist. Ein Teil der Schicht 71 kann auf der Kontaktfläche 6 angeordnet sein.
  • Die Vertiefung wird mit einem elektrisch leitfähigen Material 72 gefüllt. Das leitfähige Material 72 bildet eine Durchkontaktierung.
  • Auf der frei liegenden Oberfläche der Deckschicht 4 werden Außenkontakte 73 erzeugt. Der jeweilige Außenkontakt kontaktiert die Durchkontaktierung. Die Durchkontaktierung verbindet die Kontaktfläche 6 mit dem Außenkontakt 73. Auf den Außenkontakten 73 wird ein Bump 8 erzeugt.
  • In der 1D ist durch eine gestrichelte Linie angedeutet, dass das Substrat 1 vorzugsweise abgedünnt wird.
  • In der 1E ist eine Variante des eben beschriebenen Verfahrens gezeigt, bei der – statt der Öffnung 7, die gemäß 1A und 1B im Schichtverbund der Schichten 2, 5 und 4 erst nach dem Verbinden der beiden Wafer erzeugt wird – in der dielektrischen Schicht 2 zur Freilegung von Kontaktflächen 6 eine Öffnung 7a (siehe auch 2C) und im zweiten Wafer 4, 5 eine Öffnung 7b bereits vor dem Verbinden der beiden Wafer erzeugt wird. Die Wafer werden derart miteinander verbunden, dass zwei einander entsprechende Öffnungen 7a, 7b übereinander angeordnet werden und zusammen eine Öffnung 7 bilden.
  • In den 2A und 2B sind Verfahrensschritte zur Bildung des Schichtsystems 10 erläutert. Auf dem Substrat 1 wird eine elektrisch leitfähige Schicht erzeugt, die akustisch aktive Bauelement-Strukturen mit den Elektroden 3 und die Kontaktflächen 6 aufweist (2A). Die Elektroden 3 und die Kontaktflächen 3 werden durch die dielektrische Schicht 2 versiegelt, die in den von diesen Strukturen freien Bereichen mit dem Substrat 1 abschließt (2B).
  • Die Kontaktflächen 6 werden freigelegt (2C). Das Schichtsystem 10 wird auf einem Träger 91 angeordnet, wobei die dielektrische Schicht 2 zum Träger zugewandt ist. Das Schichtsystem 10 ist mit dem Träger 91 vorzugsweise fest verbunden. Das Substrat 1 wird vorzugsweise abgedünnt (2D). Das Schichtsystem 10 wird zur Bildung von separaten Bauelementbereichen vereinzelt. Dabei wird der Träger 91 vorzugsweise angesägt (2E). Vereinzelte Bauelementbereiche des Schichtsystems 10 werden nun vom Träger 91 abgenommen und auf der Deckschicht 4 angeordnet. Der jeweilige Bauelementbereich bildet ein mit GBAW arbeitendes Bauelement bzw. einen Chip 100. Die Bauelementbereiche werden mittels einer auf der Deckschicht 4 (2F) oder auf dem Substrat 1 (2G) angeordneten Adhäsionsschicht 5 mit der Deckschicht 4 fest verbunden.
  • Auf der Oberfläche der Deckschicht 4 sind elektrische Kontakte 41 und auf ihrer Unterseite die Außenkontakte 43 angeordnet. Die Kontakte 41, 43 sind in der gezeigten Variante mittels einer Metallisierung 42 leitend verbunden, die an der Seitenfläche der Deckschicht 4 angeordnet ist. Die Kontakte 41, 43 können aber auch mittels einer in der Deckschicht angeordneten Durchkontaktierung verbunden sein.
  • Die Kontakte 41 werden mit den Kontaktflächen 6 des Schichtsystems 10 mittels Bonddrähte 46 elektrisch verbunden. Der Bauelementbereich wird zusammen mit den Drähten 46 durch eine vorzugsweise akustisch dämpfende Vergussmasse verkapselt. Dabei wird eine Dämpfungsschicht 50 mit geringer Steifigkeit gebildet. Die Dämpfungsschicht 50 ist auf der endständigen dielektrischen Schicht angeordnet (2H).
  • Dies betrifft auch die Ausführung gemäß der 3, wobei hier im Gegensatz zu der 2H der Chip auch die Deckschicht 4 umfasst. Der mit GBAW arbeitende Chip 100 ist in Flip-Chip-Technik mit einem Trägersubstrat 9 verbunden. Die Kontaktflächen 6 sind mittels Bumps 8 mit elektrischen Kontakten 92 des Trägersubstrats 9 verbunden.
  • Als Trägersubstrat 9 ist insbesondere ein Keramiksubstrat vorgesehen. Sowohl LTCC als auch HTCC kommt dabei in Betracht. Auch andere dielektrische, insbesondere mehrlagige Materialien mit Metallisierungsebenen sind dafür geeignet. Auch ein Trägersubstrat aus einem halbleitenden Grundmaterial kommt im Prinzip in Betracht.
  • Auf dem Trägersubstrat 9 können mehrere Chips angeordnet sein. Die Chips sind in einer Variante ein und demselben elektrischen Modul zugeordnet. Die Chips sind in einer weiteren Variante unterschiedlichen, voneinander zu vereinzelnden Modulen zugeordnet. Der Chip oder die Chips sind ähnlich wie in der Variante gemäß der 2H durch eine Vergussmasse 50 übergossen. Verschiedene Module werden vorzugsweise nach dem Aushärten der Vergussmasse voneinander getrennt.
  • Ein Teil der Vergussmasse 50 grenzt in 3 an die dielektrische Schicht 2 an. Die Adhäsionsschicht 5 kann, muss aber nicht in diesem Fall aus einem akustisch dämpfenden Material ausgebildet sein, da sie hier nicht an die dielektrische Schicht 2 angrenzt.
  • Die Deckschicht 4 und die Adhäsionsschicht 5 ist in der Variante gemäß der 3 optional. Der in 3 gezeigte Chip kann im Prinzip durch den in 2F gezeigten Chip 100 ersetzt werden.
  • In der 4 ist ein weiteres elektrisches Modul gezeigt. Das Modul umfasst in der gezeigten Variante den Chip 100 gemäß der 1D. Der jeweilige Außenkontakt 73 ist mittels des Bumps 8 mit dem elektrischen Kontakt 92 des Trägersubstrats 9 verbunden.
  • Das Trägersubstrat 9 weist hier und auch in 3 vorzugsweise mindestens zwei dielektrische Schichten und mindestens eine zwischen diesen angeordnete Metallisierungsebene auf. In dieser Metallisierungsebene oder auch auf der Oberseite und/oder Unterseite des Trägersubstrats 9 können integrierte Schaltungselemente ausgebildet sein.
  • Die Varianten gemäß den 3 und 4 können miteinander kombiniert werden. Der Chip 100 und auch das Trägersubstrat 9 können jeweils anderweitig ausgestaltet sein.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    piezoelektrische Schicht
    10
    Schichtsystem
    100
    Chip
    2
    dielektrische Schicht
    3
    Elektroden
    4
    Deckschicht
    41
    elektrischer Kontakt
    42
    Metallisierung
    43
    Außenkontakt
    46
    Bonddraht
    5
    Adhäsionsschicht
    50
    Vergussmasse
    6
    Kontaktfläche
    7, 7a
    Öffnung
    7b
    Öffnung
    71
    elektrisch isolierende Schicht
    72
    elektrisch leitendes Material
    73
    Außenkontakt
    8
    Bump
    9
    Substrat
    91
    Träger
    92
    elektrischer Kontakt

Claims (21)

  1. Mit geführten akustischen Wellen arbeitendes Bauelement – mit einem Schichtsystem (10), das eine piezoelektrische Schicht (1), eine dielektrische Schicht (2) und zwischen der piezoelektrischen Schicht (1) und der dielektrischen Schicht (2) angeordnete Elektroden (3) aufweist, – mit einer Deckschicht (4), die mit dem Schichtsystem (10) mittels einer akustisch dämpfenden Adhäsionsschicht (5) verbunden ist, – wobei die Deckschicht (4) einkristallin ist, ein Keramikmaterial, Glas oder Quarz enthält, als Siliziumsubstrat ausgebildet oder ein halbleitendes Material umfasst, – wobei die piezoelektrische Schicht (1) und die Deckschicht (4) mittels der Adhäsionsschicht (5) verbunden sind.
  2. Bauelement nach Anspruch 1, – wobei die Deckschicht (4) einen kleineren thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist als die piezoelektrische Schicht (1).
  3. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, – wobei, bezogen auf die Mittenfrequenz des Bauelements, die piezoelektrische Schicht (1) auf eine Dicke von maximal 15 Wellenlängen abgedünnt ist.
  4. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, – mit Kontaktflächen (6), die mit den Elektroden (3) elektrisch leitend verbunden sind, – wobei die Elektroden (3) und die Kontaktflächen (6) auf der piezoelektrischen Schicht (1) angeordnet sind, – wobei zumindest in der dielektrischen Schicht (2) Öffnungen (7, 7a) im Bereich der Kontaktflächen (6) ausgebildet sind.
  5. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, – wobei die Dicke der dielektrischen Schicht (2) mindestens eine Wellenlänge beträgt.
  6. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, – wobei die Deckschicht (4) auf einer vom Schichtsystem wegweisenden Oberfläche elektrische Kontakte (41) aufweist, die elektrisch leitend mit den im Schichtsystem (10) angeordneten Kontaktflächen (6) verbunden sind.
  7. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, – wobei die Adhäsionsschicht (5) zwischen der piezoelektrischen Schicht (1) und der Deckschicht ( 4 ) angeordnet ist, – mit einer Vergussmasse (50), die das Schichtsystem (10) überdeckt und mit der Deckschicht (4) abschließt.
  8. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, – wobei die Adhäsionsschicht (5) ein Harz enthält.
  9. Bauelement nach einem der Ansprüche 5 bis 7, – wobei die Kontaktflächen (6) mit Außenkontakten (73) elektrisch leitend verbunden sind, die auf der freien Oberfläche der Deckschicht (4) angeordnet sind.
  10. Bauelement nach Anspruch 1, – wobei die Adhäsionsschicht (5) ein Material enthält, dessen Steifigkeit kleiner ist als diejenige der dielektrischen Schicht (2).
  11. Bauelement nach Anspruch 1, – wobei die Adhäsionsschicht (5) ein Material enthält, dessen Steifigkeit maximal die Hälfte der Steifigkeit der piezoelektrischen Schicht oder der Deckschicht beträgt.
  12. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, – wobei die Dicke der Adhäsionsschicht maximal 2 Mikrometer und/oder maximal 0,9 λ beträgt, wobei λ die Wellenlänge bei einer Durchlassfrequenz des Bauelements ist.
  13. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, – wobei in der Deckschicht (4) elektrische Durchkontaktierungen angeordnet sind.
  14. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, – wobei in der Deckschicht (4) integrierte Schaltungselemente angeordnet sind.
  15. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 14, – wobei die Adhäsionsschicht (5) und die Deckschicht (4) transparent sind.
  16. Elektrisches Modul mit dem Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 15, – wobei das Bauelement auf einem Modulsubstrat (9) montiert und mittels Bumps (8) mit diesem verbunden ist.
  17. Elektrisches Modul mit dem Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 15, – das auf einem Modulsubstrat (9) montiert und mittels Bonddrähten mit diesem verbunden ist.
  18. Modul nach Anspruch 16 oder 17, – wobei im Modulsubstrat (9) elektrische Durchkontaktierungen angeordnet sind.
  19. Modul nach einem der Ansprüche 16 oder 17, – wobei im Modulsubstrat (9) integrierte Schaltungselemente angeordnet sind.
  20. Modul nach einem der Ansprüche 16 oder 17, – mit einer Vergussmasse (50), die das Bauelement überdeckt und mit dem Modulsubstrat (9) abschließt.
  21. Modul nach Anspruch 20, – wobei die Vergussmasse (50) ein akustisch dämpfendes Material aufweist.
DE102007012382.7A 2007-03-14 2007-03-14 Mit geführten akustischen Wellen arbeitendes Bauelement und elektrisches Modul mit dem Bauelement Expired - Fee Related DE102007012382B4 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007012382.7A DE102007012382B4 (de) 2007-03-14 2007-03-14 Mit geführten akustischen Wellen arbeitendes Bauelement und elektrisches Modul mit dem Bauelement
PCT/EP2008/052941 WO2008110571A1 (de) 2007-03-14 2008-03-12 Mit geführten akustischen wellen arbeitendes bauelement und elektrisches modul mit dem bauelement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007012382.7A DE102007012382B4 (de) 2007-03-14 2007-03-14 Mit geführten akustischen Wellen arbeitendes Bauelement und elektrisches Modul mit dem Bauelement

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102007012382A1 DE102007012382A1 (de) 2008-09-18
DE102007012382B4 true DE102007012382B4 (de) 2017-09-21

Family

ID=39433014

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102007012382.7A Expired - Fee Related DE102007012382B4 (de) 2007-03-14 2007-03-14 Mit geführten akustischen Wellen arbeitendes Bauelement und elektrisches Modul mit dem Bauelement

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102007012382B4 (de)
WO (1) WO2008110571A1 (de)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060138902A1 (en) * 2004-01-19 2006-06-29 Hajime Kando Acoustic boundary wave device

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69718693T2 (de) * 1996-03-08 2003-11-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Elektronisches Bauteil und Herstellungsverfahren
JP3779389B2 (ja) * 1996-09-09 2006-05-24 株式会社東芝 弾性境界波デバイス及びその製造方法
JP3815424B2 (ja) * 2002-11-08 2006-08-30 株式会社村田製作所 弾性境界波装置
DE10325281B4 (de) * 2003-06-04 2018-05-17 Snaptrack, Inc. Elektroakustisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung
DE102004005668B4 (de) * 2004-02-05 2021-09-16 Snaptrack, Inc. Elektrisches Bauelement und Herstellungsverfahren

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060138902A1 (en) * 2004-01-19 2006-06-29 Hajime Kando Acoustic boundary wave device

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008110571A1 (de) 2008-09-18
DE102007012382A1 (de) 2008-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102004005668B4 (de) Elektrisches Bauelement und Herstellungsverfahren
DE112014006080B4 (de) Vorrichtung für elastische Wellen
DE102005026243B4 (de) Elektrisches Bauelement und Herstellungsverfahren
DE102007058951B4 (de) MEMS Package
DE69420201T2 (de) Kubikpackung mit Polyimidisolierung von gestapelten Halbleiterchips
DE10253163B4 (de) Bauelement mit hermetischer Verkapselung und Waferscale Verfahren zur Herstellung
EP1412974B1 (de) Verfahren zur hermetischen verkapselung eines bauelementes
DE10239317A1 (de) Resonator und Bauelement mit hermetischer Verkapselung
DE102007063342A1 (de) Halbleiterpackage (WLP) mit Die-Aufnahmebohrung und Verfahren zu deren Herstellung
WO2004019490A1 (de) Verkapseltes elektronisches bauelement und verfhren zur herstellung
DE102008028757B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterchipanordnung
DE102013102210B4 (de) Zur Miniaturisierung geeignetes elektrisches Bauelement mit verringerter Verkopplung
DE10146655B4 (de) Oberflächenakustikwellenvorrichtung
DE102005022017B3 (de) Verfahren zur Herstellung von Chip-Stapeln sowie zugehörige Chip-Stapel
WO2004064152A2 (de) Modular aufgebautes bauelement mit verkapselung
DE102013102223B4 (de) Miniaturisiertes Mehrkomponentenbauelement und Verfahren zur Herstellung
DE10340438B4 (de) Sendemodul mit verbesserter Wärmeabführung
WO2005006432A2 (de) Elektronisches bauelement und verfahren zur herstellung
DE102007012382B4 (de) Mit geführten akustischen Wellen arbeitendes Bauelement und elektrisches Modul mit dem Bauelement
WO2005086233A2 (de) Bauelement mit wlp-fähiger verkapselung und herstellverfahren
DE10256945A1 (de) Elektronisches Bauelement mit mehreren Chips und Verfahren zur Herstellung
DE102008012834A1 (de) Vorrichtung mit einem Bauelement und Verfahren zum Herstellen derselben
DE102018132644B4 (de) Mikroakustisches Gehäuse auf Waferebene und Herstellungsverfahren
DE102010032506A1 (de) Modul und Herstellungsverfahren
DE102005029453B4 (de) Chipbauelement mit verbesserter thermischer Beständigkeit

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SNAPTRACK, INC., SAN DIEGO, US

Free format text: FORMER OWNER: EPCOS AG, 81669 MUENCHEN, DE

R082 Change of representative

Representative=s name: BARDEHLE PAGENBERG PARTNERSCHAFT MBB PATENTANW, DE

R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee