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Die
Erfindung betrifft einen Chip und ein mikromechanisches Bauteil.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren für
einen Chip und ein Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches
Bauteil.
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Stand der Technik
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1A und 1B zeigen
schematische Darstellungen eines beispielhaften Sensorchips vor und
nach einem Befestigen auf einem Träger.
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Der
in 1A dargestellte Sensorchip 10 umfasst
einen Substratbereich 12 mit einer in dem Substratbereich 12 ausgebildeten
beweglichen Struktur 14 und einer Kappe 16, welche
so an einer Vorderseite 17 des Substratbereichs 12 befestigt
ist, dass die bewegliche Struktur 14 abgedeckt ist. Bereiche
der beweglichen Struktur 14 und einer unbeweglichen Halterung
des Substratbereichs 12 sind als Kondensator ausgebildet.
Erfährt der Sensorchip 10 eine Beschleunigung
entlang einer parallel zu einer Rückseite 18 des
Sensorchips 10 ausgerichteten Sensierrichtung 20,
so wird die bewegliche Struktur 14 gegenüber der
unbeweglichen Halterung verstellt. Eine der Verstellbewegung der
beweglichen Struktur 14 entsprechende Kapazitätsänderung
kann über einen an der Vorderseite 17 angeordneten
Bondpad 22, welcher von der Kappe 16 nicht abgedeckt
wird, gemessen werden. Anschließend kann die Beschleunigung
des Sensorchips 10 entlang der Sensierrichtung 20 durch
Auswerten der Kapazitätsänderung festgelegt werden.
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Der
Sensorchip 10 kann an der Rückseite 18 auf
einer Oberseite 23 eines Trägers 24 festgeklebt und
mit einer Moldmasse 26 umhüllt werden. Ein Beschleunigungssensor 28 mit
einem derartigen Package aus dem Sensorchip 10, dem Träger 24 und der
Moldmasse 26 ist in 1B dargestellt.
Zur Ankontaktierung wird ein (nicht skizzierter) Bonddraht von dem
Bondpad 22 auf ein (nicht dargestelltes) Kontaktpad des
Trägers 24 gesetzt.
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Um
einen festen Halt des Sensorchips 10 an dem Träger 24 zu
gewährleisten, wird der 10 so an dem Träger 24 befestigt,
dass die Rückseite 18 zur der Oberseite 23 des
Trägers 24 ausgerichtet ist. Man spricht dabei
von einer horizontalen Befestigung des Sensorchips 10 an
dem Träger 24.
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Es
gibt Verfahren, bei welchen mindestens eine Stützvorrichtung
aus Silizium auf der Oberseite 23 und/oder eine Aufnahmeöffnung
(Schlitz) in dem Träger 24 gebildet wird. Anschließend
wird der Sensorchips 10 an der Stützvorrichtung
befestigt oder in die Aufnahmeöffnung hineingebracht.
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In
der
US 5,362,986 A ist
ein Package aus einem Träger und mehreren senkrecht zu
dem Träger angeordneten Chips beschrieben. Die Herstellung
eines derartigen Packages ist über die Verwendung von Pads
aus Materialien mit unterschiedlichen Schmelztemperaturen möglich.
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Offenbarung der Erfindung
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Die
Erfindung schafft einen Chip mit den Merkmalen des Anspruchs 1,
ein mikromechanisches Bauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 6, ein
Herstellungsverfahren für einen Chip mit den Merkmalen
des Anspruchs 7 und ein Herstellungsverfahren für ein mikromechanisches
Bauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 11 oder 12.
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Die
vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass durch das
Ausbilden einer zumindest teilweise mit dem Metall beschichteten
Ausnehmung das Festlöten und/oder Festkleben der Außenseite auf
einem Träger auf einfache Weise und mit einem guten Halt
ausführbar ist. Durch die Ausbildung mindestens einer derartigen
Ausnehmung wird der Chip so modifiziert, dass er mindestens eine
elektrische Anschlussstelle (”Pad”) auf der Außenseite
aufweist. Durch das Ausbilden der mindestens einen Anschlussstelle
ist die Außenseite so modifizierbar, dass der Chip an der
Außenseite mit einem guten Halt auf einer Vorderseite des
Trägers festlötbar oder festklebbar ist. Die Erfindung
ermöglicht somit eine senkrechte/vertikale Befestigung/Montage
des Chips an dem Träger.
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Unter
der senkrechten/vertikalen Befestigung/Montage des Chips ist eine
Befestigung des Chips in einer Stellung zu verstehen, in welcher
die Außenseite zu der Oberseite des Trägers ausgerichtet
ist. Die Rückseite des Chips und die Vorderseite des Chips
sind nicht-parallel zu der Oberseite des Chips ausgerichtet. Vorzugsweise
werden die Rückseite und/oder die Vorderseite bei der senkrechten Montage
in einem rechten Winkel zu der Oberseite des Trägers ausgerichtet.
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Somit
kann ein Lötverfahren und/oder ein Klebeverfahren, welches
eine kostengünstige, leicht ausführbare und verlässliche
Ankontaktierungstechnik darstellt, für die senkrechte Montage
des Chips genutzt werden. Bei dem Klebeverfahren wird vorzugsweise
ein leitfähiger Kleber verwendet. Eine aufwendige Änderung
des Trägers, an welchem der Chip senkrecht montiert wird,
wie beispielsweise eine Befestigungsaussparung oder eine Stützvorrichtung, ist
nicht notwendig. Somit bietet die vorliegende Erfindung Kosteneinsparungen
beim Herstellen eines mikromechanischen Bauteils mit mindestens
einem senkrecht auf einem Träger montierten Chip.
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Mittels
einer Ausnehmung, welche von der Vorderkante zu der Rückkante
verläuft, ist eine vergleichsweise große Ausdehnung
der auf der Außenseite ausgebildeten elektrischen Anschlussstelle
gewährleistet. Somit ist auch bei einer ungünstigen Masseverteilung
des Chips ein sicherer Halt in der senkrechten Befestigung an dem
Träger gewährleistet. Die Ausnehmung kann halbkegelförmig
und/oder halbzylinderförmig um eine senkrecht zu der Rückseite
und/oder der Vorderseite ausgerichtete Mittellängsachse
gewölbt sein. Ebenso kann die Ausnehmung eckig geformt
sein.
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Vorteilhafterweise
wird der Chip auf einer Leiterplatte festgelötet. Das senkrechte
Befestigen des Chips auf einem Leadframe/Stanzgitter erfolgt vorteilhafterweise
unter Verwendung eines (leitfähigen) Klebers als Kontaktiermaterial.
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Der
Chip kann als Sensorchip und/oder als Aktorchip ausgebildet sein.
Der Sensorchip kann beispielsweise eine Untereinheit eines als Drehratensensor,
als Beschleunigungssensor und/oder als Magnetsensor ausgebildeten
mikromechanischen Bauteils sein. Der Magnetsensor kann insbesondere
ein GMR-Magnetsensor (Giant Magneto Resistance) sein. Durch die
senkrechte Montage des Chips ist eine Änderung der Sensierrichtung
und/oder der Aktorrichtung mittels der Aufbautechnik auf einfache Weise
realisierbar.
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Während
ein nur an der Rückseite befestigbarer Sensorchip in der
Regel kaum dazu geeignet ist, eine Beschleunigung des mikromechanischen Bauteils
entlang einer zu dem Träger nicht-parallel ausgerichtete
Richtung zu ermitteln, kann über die vorliegende Erfindung
ein Chip so auf dem Träger festgelötet und/oder
festgeklebt werden, dass er die Beschleunigung des mikromechanischen
Bauteils senkrecht zu der Oberseite des Trägers erfasst.
Dies erweitert die Verwendbarkeit des mittels des erfindungsgemäßen
Herstellungsverfahrens an dem Träger befestigten Chips.
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Die
Erfindung ermöglicht insbesondere die Verwendung von Durchkontaktierungen
am Chiprand für eine senkrechte Montage des Chips durch
Löten oder Kleben. Ebenso ermöglicht die Erfindung
bei der Verwendung eines Standardpackages, wie beispielsweise eines
Premold-Gehäuses, eines Moldgehäuses oder eines
Metallgehäuses, eine vorteilhafte Aufbautechnik/Befestigungstechnik.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend
anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:
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1A und 1B schematische
Darstellungen eines beispielhaften Sensorchips vor und nach einem
Befestigen auf einem Träger;
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2A bis 2D zwei
schematische Draufsichten und zwei schematische Querschnitte durch
einen Wafer zum Darstellen einer Ausführungsform des Herstellungsverfahrens
für einen Chip;
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3A und 3B eine
schematische Seitenansicht und einen schematischen Querschnitt zum
Darstellen einer Ausführungsform des Herstellungsverfahrens
für ein mikromechanisches Bauteil; und
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4A und 4B eine
schematische Seitenansicht und einen schematischen Querschnitt einer
Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils.
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Ausführungsformen
der Erfindung
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2A und 2B zeigen
zwei schematische Draufsichten und zwei schematische Querschnitte
durch einen Wafer zum Darstellen einer Ausführungsform
des Herstellungsverfahrens für einen Chip.
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Der
in 2A und 2B schematisch
dargestellte Wafer 50 umfasst eine Halbleiterschicht 52 und
eine Kappenschicht 54. Die Halbleiterschicht 52 und/oder
die Kappenschicht 54 können zusätzlich
zu einem Halbleitermaterial noch weitere Materialien umfassen. Unter
der Halbleiterschicht 52 und der Kappenschicht 54 können
auch einzelne Wafer verstanden werden, welche zu dem Wafer 50 zusammengefügt
werden.
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Zusätzlich
zu den Schichten 52 und 54 kann der Wafer 50 noch
weitere Schichten umfassen. Beispielsweise kann zwischen den Schichten 52 und 54 noch
eine Isolierschicht angeordnet sein. Das hier beschriebene Verfahren
ist auch mit einem Wafer ohne die Kappenschicht 54 ausführbar.
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Vor
dem Aufbringen der Kappenschicht 54 auf der Halbleiterschicht 52 können
funktionelle Strukturen 56 des später aus dem
Wafer 50 herausstrukturierten Chips in die Halbleiterschicht 52 geätzt werden.
Ebenso können isolierende und/oder leitfähige
Materialien auf die Halbleiterschicht 52 aufgebracht werden,
um die funktionellen Strukturen 56, wie beispielsweise
Leitungen und/oder Isolierungen, des im Weiteren hergestellten Chips
zu bilden. Die Verfahrensschritte zum Bilden der funktionellen Strukturen 56 eines
Chips sind somit in das hier beschriebene Herstellungsverfahren
integrierbar. Das im Weiteren beschriebene Herstellungsverfahren
ist unabhängig von den in der Halbleiterschicht 52 ausgebildeten
funktionellen Strukturen 56 ausführbar.
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Die
Kappenschicht 54 kann mittels eines Standardverfahrens,
wie beispielsweise eines Bondverfahrens, auf der Halbleiterschicht 52 befestigt werden.
Das hier beschriebene Verfahren ist nicht auf ein bestimmtes Standardverfahren
zum Befestigen der Kappenschicht 54 auf der Halbleiterschicht 52 eingeschränkt.
Es wird deshalb nicht weiter auf die zum Befestigen der Kappenschicht 54 ausführbaren
Standardverfahren beschrieben.
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In
einem ersten Schritt des Verfahrens wird mindestens eine (virtuelle)
Trennlinie festgelegt, welche den Wafer 50 in mindestens
einen Substratbereich 58 und in einen angrenzenden Restbereich 60 unterteilt.
Aus jedem der Bereiche 58 und 60 wird in einem
späteren Verfahrensschritt ein Chip gebildet.
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Das
hier beschriebene Verfahren ist nicht auf eine bestimmte Anzahl
der aus dem Wafer 50 herausstrukturierten Chip beschränkt.
So kann in dem ersten Verfahrensschritt eine große Anzahl
von parallel oder gitterförmig ausgerichteten Trennlinien
festgelegt werden, welche den Wafer 50 unterteilen. Um die
Verständlichkeit des beschriebenen Verfahrens zu verbessern,
wird nachfolgend nur das Bilden von zwei Chips aus dem Wafer 50 eingegangen.
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In
einem weiteren Verfahrensschritt wird mindestens eine auf der festgelegten
Trennlinie liegende Aussparung 62 gebildet. Vorzugsweise
erfolgt das Bilden der mindestens einen Aussparung 62 durch
Lithographie- und Ätzverfahren. Als Alternative dazu kann
die Aussparung 62 auch in den Wafer 50 gebohrt,
gelasert oder hineingeschmolzen werden. Die in 2A schematisch
dargestellte Aussparung 62 ist eine durch den Wafer 50 durchgehende
Aussparung 62. Das hier beschriebene Verfahren ist jedoch
nicht auf eine derartige Aussparung 62 beschränkt.
Des Weiteren können mehrere Aussparungen 62 auf
der Trennlinie zwischen den Bereichen 58 und 60 gebildet
werden.
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Die
mindestens eine Aussparung 62 kann einen Durchmesser von
mindestens 50 μm aufweisen. Insbesondere kann die Aussparung 62 mit
einem Durchmesser von mindestens 100 μm gebildet werden.
Bevorzugterweise weist die Aussparung 62 einen Durchmesser
von mindestens 200 μm auf.
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In
einem anschließenden Verfahrensschritt werden die Seitenwände
der mindestens einen Aussparung 62 zumindest teilweise
mit einem Metall abgedeckt. Ein Durchmesser der Aussparung 62 von mindestens
50 μm erleichtert das zumindest teilweise Abdecken der
Seitenwände mit dem Metall.
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Für
die in den beiden vorhergehenden Absätzen beschriebenen
Verfahrensschritte können Standartverfahren zum Bilden
einer Durchkontaktierung verwendet werden. Die Ausführung
der Verfahrensschritte ist somit einfach und kostengünstig.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass für
zwei aus benachbarten Bereichen 58 und 60 gebildete Chips
mindestens eine gemeinsame Durchkontaktierung gebildet wird. Die
Trennlinien unterteilen dabei den Wafer 50 in eine Vielzahl
von benachbarten Bereichen 58 und 60, wobei in
jede zweite Trennlinie einer parallel zueinander ausgerichteten
Vielzahl von Trennlinien mindestens eine Aussparung 62 gebildet wird.
Auf diese Weise ist das Herstellen einer großen Anzahl
von Chips mit einer gewünschten, weiter unten genauer beschriebenen
Modifikation mit einem vergleichsweise kleinen Aufwand ausführbar.
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In
einem weiteren Schritt des Verfahrens, welcher in 2C und 2D schematisch
dargestellt wird, wird der Wafer 50 entlang der mindestens einen
festgelegten Trennlinie durchtrennt. Dabei wird der Substratbereich 58 zumindest
als Untereinheit/Teil eines Chips 64 von dem Restbereich 60 getrennt.
Der Substratbereich 58 kann auch den gesamten Chip 64 bilden.
Vorzugsweise wird eine große Anzahl von einzelnen Chips 64 aus
dem Wafer 50 vereinzelt. Das Vereinzeln der Chips 64 aus
dem vorherigen Wafer 50 kann beispielsweise durch Sägen oder
Fräsen erfolgen. Das Durchtrennen des Wafers 50 erfolgt
vorzugsweise mittig durch die mindestens eine Aussparung 62,
bzw. durch die mindestens eine Durchkontaktierung.
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Bei
dem Durchtrennen des Wafers 50 entlang der festgelegten
Trennlinie wird eine Außenseite 66 des Substratbereichs 58 geformt,
welche zu einer Vorderseite 67 des Substratbereichs 58 und
zu einer Rückseite 68 des Substratbereichs 58 nicht-parallel ausgerichtet
ist. Die Außenseite 66 weist einen Flächeninhalt
auf, welcher kleiner als ein Flächeninhalt der Vorderseite 67 und
kleiner als ein Flächeninhalt der vorzugsweise parallel
zu der Vorderseite 67 ausgerichteten Rückseite 68 ist.
Die Außenseite 66 wird zusätzlich so
geformt, dass eine auf der Außenseite 66 ausgebildete
Ausnehmung 70 des Substratbereichs 58 (oder des
Restbereichs 60), welche zumindest teilweise mit dem Metall
beschichtet ist, eine Vorderkante 72 zwischen der Vorderseite 67 und
der Außenseite 66 und/oder eine Rückkante 74 zwischen der
Rückseite 68 und der Außenseite 66 unterbricht. Auf
der Außenseite 66 können auch mehrere
Auswölbungen 70 ausgebildet sein.
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Die
mindestens eine Auswölbung 70 kann von der Vorderkante 72 zu
der Rückkante 74 verlaufen. Sofern die Aussparung 62 durch
die Kappenschicht 54 gebildet wird, ist die Auswölbung 70 auch an
der Kappe 76 des Chips 64 ausgebildet. Die Aussparung 62 kann
jedoch in einer Modifikation des hier beschriebenen Verfahrens auch
vor dem Befestigen der Kappenschicht 54 an der Halbleiterschicht 52 ausgebildet
werden.
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Durch
die Modifizierung der Außenseite 66 mit der zumindest
teilweise mit dem Metall beschichteten Auswölbung 70 ist
es, wie unter Bezugnahme auf 3A und 3B genauer
beschrieben wird, auf einfache Weise möglich, die Außenseite 66 mit einem
lötbaren Metall auf einen Träger zu löten und/oder
mit einem Kleber auf den Träger zu kleben. Somit weist
jeder der Chips 64 eine Außenseite 66 mit
einer als ”Pad” bezeichenbaren Modifizierung auf,
welche eine kostengünstige und einfach ausführbare
Möglichkeit zum Befestigen des Chips 64 an einem
Träger in einer Stellung, in welcher die Rückseite 68 nicht
zu der Oberseite des Trägers ausgerichtet wird, bietet.
Unter dem ”Pad” ist dabei eine elektrische Anschlussstelle
zu verstehen.
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3A und 3B zeigen
eine schematische Seitenansicht und einen schematischen Querschnitt
zum Darstellen einer Ausführungsform des Herstellungsverfahrens
für ein mikromechanisches Bauteil.
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Das
mittels des hier beschriebenen Herstellungsverfahrens hergestellte
mikromechanische Bauteil 78 umfasst mindestens einen Chip 64 und
einen Träger 80. Der Träger 80 kann
beispielsweise eine Metallplatte, insbesondere ein Leadframe (Stanzgitter),
sein. Ebenso kann der Träger 80 ein Substrat,
wie beispielsweise ein Leiterplattensubstrat oder ein Keramiksubstrat,
sein.
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In
einem Verfahrensschritt wird ein Kontaktiermaterial 82 auf
die spätere Anbringposition des Chips 64 auf einer
Oberseite 84 des Trägers 80 aufgebracht.
Als Kontaktiermaterial 82 können die bekannten
Materialien zum Löten und/oder zum Kleben verwendet werden.
Das Kontaktiermaterial 82 kann auch einen leitfähigen
Kleber umfassen.
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Der
Chip 64 kann die bekannten funktionellen Strukturen 56 aufweisen.
Der Chip 64 hat einen Substratbereich 58, welcher
ein Halbleitermaterial umfasst und mindestens eine Vorderseite 67,
eine Rückseite 68 und eine zu der Vorderseite 67 und
der Rückseite 68 nicht-parallel ausgerichtete
Außenseite 66 aufweist. Ein Flächeninhalt
der Außenseite 66 ist kleiner als ein Flächeninhalt
der Vorderseite 67 und kleiner als ein Flächeninhalt
der Rückseite 68. Auf der Außenseite 66 ist
eine Ausnehmung 70 des Substratbereichs 58 ausgebildet,
welche eine Vorderkante 72 zwischen der Vorderseite 67 und
der Außenseite 66 und/oder eine Rückkante 74 zwischen
der Rückseite 68 und der Außenseite 66 unterteilt.
Die Seitenwände der Ausnehmung 70 sind zumindest teilweise
mit einem Metall beschichtet. Der Chip 64 kann beispielsweise über
das anhand der 2A bis 2D beschriebene
Herstellungsverfahren hergestellt werden.
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Durch
die an der Außenseite 66 ausgebildete Ausnehmung 70,
welche zumindest teilweise mit dem Metall beschichtet ist, ist trotz
der Ausbildung des Chips 64 zumindest teilweise aus einem
Halbleitermaterial, wie beispielsweise Silizium, und der vergleichsweise
kleinen Fläche der Außenseite 66 ein verlässlicher
Halt des Chips 64 in der senkrechten/orthogonalen Befestigung
an dem Träger 80 gewährleistet. Zusätzlich
ist das hier beschriebene Herstellungsverfahren einfach und kostengünstig
ausführbar.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens
wird ein leitfähiger Kontakt 85 auf der Oberseite 84 des
Trägers 80 durch das Kontaktiermaterial 82 zumindest
teilweise abgedeckt wird. Somit ist über das Kontaktiermaterial 82 eine leitfähige
Verbindung zwischen dem Chip 64 und dem Träger 80 auf
einfache Weise und kostengünstig realisierbar. Dies erspart
einen auf dem Chip 64 ausgebildeten Bondpad und ein arbeitsaufwändiges Führen
einer Leitung an den durch Bondpad über eine in dem Träger 80 ausgebildete Öffnung.
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4A und 4B zeigen
eine schematische Seitenansicht und einen schematischen Querschnitt
einer Ausführungsform des mikromechanischen Bauteils.
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Das
in 4A und 4B schematisch
dargestellte mikromechanische Bauteil 86 weist einen Chip 64 und
einen Träger 88 auf. Der Chip 64 hat
einen Substratbereich 58, welcher ein Halbleitermaterial
umfasst und mindestens eine Vorderseite 67, eine Rückseite 68 und
eine zu der Vorderseite 67 und der Rückseite 68 nicht-parallel
ausgerichtete Außenseite 66 aufweist. Ein Flächeninhalt
der Außenseite 66 ist kleiner als ein Flächeninhalt
der Vorderseite 67 und kleiner als ein Flächeninhalt
der Rückseite 68. Auf der Außenseite 66 ist
eine Ausnehmung 70 des Substratbereichs 58 ausgebildet,
welche eine Vorderkante 72 zwischen der Vorderseite 67 und
der Außenseite 66 und/oder eine Rückkante 74 zwischen der
Rückseite 68 und der Außenseite 66 unterteilt. Vorzugsweise
verläuft die Ausnehmung 70 von der Vorderkante 72 zu
der Rückkante 74. Die Seitenwände der
Ausnehmung 70 sind zumindest teilweise mit einem Metall
beschichtet.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform sind die Seitenwände
der Ausnehmung 70 um eine senkrecht zu der Rückseite 68 und/oder
senkrecht zu der Vorderseite 67 ausgerichtete Mittellängsachse
der Ausnehmung 70 gewölbt. Des Weiteren können
zumindest Teilflächen der Seitenwände der Ausnehmung 70 halbkegelförmig
und/oder halbzylinderförmig geformt sein.
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Vorzugsweise
ist die Ausnehmung 70 als Teil-Durchkontaktierung ausgebildet.
Unter einer Teil-Durchkontaktierung wird eine Hälfte einer
in zwei Teile unterteilten Durchkontaktierung verstanden. Vorzugsweise
verläuft die Unterteilung der Durchkontaktierung in die
zwei Teil-Durchkontaktierungen mittig.
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In
einer Weiterbildung des dargestellten mikromechanischen Bauteils 86 können
auch mindestens zwei Ausnehmungen 70 auf der Außenseite 66 ausgebildet
sein. Die vorzugsweise als Teil-Durchkontaktierungen ausgebildeten
Ausnehmungen 70 sind bevorzugt parallel zueinander ausgerichtet,
um den Halt des Chips 64 auf dem Träger 88 zu
verbessern.
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Der
Chip 64 des mikromechanischen Bauteils 86 ist
in seiner senkrechten/vertikalen Stellung mittels eines Kontaktiermaterials 82 auf
dem Träger 88 festgelötet und/oder festgeklebt.
In der senkrechten/vertikalen Stellung ist die Außenseite 66 des Chips 64 zu
der Oberseite 84 des Trägers 88 ausgerichtet.
Die Seitenwände der Ausnehmung 70 sind zumindest
teilweise von dem Kontaktiermaterial 82 abdeckt. Zur Verbesserung
der Stabilität und/oder der Isolierung kann eine nicht-leitfähige
Schutzmasse die nicht die Ausnehmung abdeckenden Außenflächen
des Kontaktiermaterials 82 umgeben.
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Die
Rückseite 68 und/oder die Vorderseite 67 sind
nicht-parallel zu der Oberseite 84 des Trägers 88 ausgerichtet.
Vorzugsweise sind die Rückseite 68 und/oder die
Vorderseite 67 senkrecht zu der Oberseite 84 des
Trägers 88 ausgerichtet. Der Träger 88 kann
beispielsweise ein Substrat, eine Metallplatte, insbesondere ein
Leadframe (Stanzgitter), sein. Als Kontaktiermaterial 82 können
die bekannten Kontaktiermaterialien verwendet werden.
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Durch
die Ausbildung mindestens einer zumindest teilweise mit einem Metall
beschichteten Ausnehmung 70 auf der Außenseite 66 weist
der Chip 64 eine vergleichsweise lange elektrische Anschlussstelle
(”Pad”) auf, welche einen sicheren Halt des Chips 64 in
der vertikalen/senkrechten Ausrichtung an dem Träger 88 gewährleistet.
Insbesondere bei einer Ausbildung von mehreren, vorzugsweise als
Teil-Durchkontaktierungen ausgebildeten Ausnehmungen 70 auf
der Außenseite 66 ist nach dem Festlöten
und/oder Festkleben des Chips 64 eine vergleichsweise große
Kraft notwendig, um den Chip 64 aus der vertikalen/senkrechten
Stellung herauszubringen. Somit ist ein guter Betrieb des mikromechanischen
Bauteils 86 mit dem an dem Träger 88 fest
montierten Chip 64 bei einer vergleichsweise langen Lebensdauer
gewährleistet.
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Der
auf dem Träger 88 befestigte Chip 64 weist
eine erste maximale Ausdehnung a1 senkrecht zu der Oberseite 84 des
Trägers 88 und eine zweite maximale Ausdehnung
a2 parallel zu der Oberseite 84 des Trägers 88 auf.
Die erste maximale Ausdehnung a1 ist größer als
die zweite maximale Ausdehnung a2. In einer bevorzugten Ausführungsform
kann die erste maximale Ausdehnung a1 um mindestens einen Faktor
2 größer als die zweite maximale Ausdehnung a2
sein. Durch die Ausbildung der elektrischen Anschlussstelle (”Pad”)
an der Außenseite 66 ist auch bei dieser Ausführungsform
ein sicherer Halt des Chips 64 an dem Träger 88 gewährleistet.
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Der
Träger 88 kann zumindest teilweise aus einem Halbleitermaterial
bestehen. Sofern das Kontaktiermaterial 82 eine gute Leitfähigkeit
aufweist, ist es vorteilhaft, den Chip 64 so an dem Träger 88 anzuordnen,
dass das Kontaktiermaterial 82 einen auf der Oberseite 84 ausgebildeten
leitfähigen Kontakt 85 des Trägers 88 zumindest
teilweise bedeckt. In diesem Fall dient das Kontaktiermaterial 82 zur
vertikalen/senkrechten Befestigung des Chips 64 und zur Bildung
einer leitfähigen Verbindung zwischen dem Chip 64 und
dem Träger 88. Diese Multifunktionalität des
Kontaktiermaterials 82 erleichtert die Herstellung des
mikromechanischen Bauteils 86 und reduziert die Herstellungskosten.
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Nach
dem Festlöten und/oder Festkleben des Chips 64 auf
dem Träger 88 kann der Chip 64 mittels
einer Moldmasse 92 hermetisch von einer äußeren
Umgebung abgedichtet werden. Man spricht dabei auch von einem Moldpackage.
Das Abdichten des Chips 64 mit der Moldmasse 92 kann
mittels der bekannten Verfahren erfolgen. Auf eine genauere Beschreibung
der dabei ausführbaren Verfahrensschritte wird hier verzichtet.
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In
dem Substratbereich 58 des Chips 64 können
die bekannten funktionellen Strukturen 56 ausgebildet sein.
Der Chip 64 kann beispielsweise als Sensor und/oder als
Aktor ausgebildet sein. Insbesondere kann der Chip 64 als
oberflächenmikromechanischer Inertialsensor einsetzbar
sein.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform ist das mikromechanische
Bauteil 86 als Drehratensensor ausgebildet. Als Alternative
oder als Ergänzung dazu kann das mikromechanische Bauteil 86 auch als
Beschleunigungssensor und/oder als Magnetsensor, insbesondere als
GMR-Magnetsensor (Giant Magneto Resistance), ausgebildet sein.
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Vorzugsweise
umfasst die funktionelle Struktur 56 mindestens eine verstellbare
Aktor-Elektrode. Erfährt der mikromechanische Bauteil 86 mit
dem als Sensorchip ausgebildeten Chip 64 eine Beschleunigung
entlang einer parallel zu einer Rückseite 68 ausgerichteten
Geraden 90, wie dies beispielsweise bei einer Drehbewegung
des Chips 64 der Fall ist, so wird die mindestens eine
Aktor-Elektrode gegenüber mindestens einer (nicht skizzierten)
Stator-Elektrode, welche fest mit dem Substratbereich 58 verbunden ist,
verstellt. Das Verstellen der mindestens einen Aktor-Elektrode in
Bezug auf die mindestens eine Stator-Elektrode bewirkt eine Kapazitätsänderung
eines Kondensators aus den Elektroden.
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Diese
Kapazitätsänderung kann, beispielsweise über
eine aus dem Kontaktiermaterial 82 gebildete leitfähige
Verbindung zwischen dem Chip 64 und dem leitfähigen
Kontakt 85, gemessen werden. Anschließend kann
die Beschleunigung des mikromechanischen Bauteils 86 entlang
der Gerade 90 anhand der gemessenen Kapazitätsänderung
ermittelt werden. Somit ist das hier beschriebene mikromechanische
Bauteil 86 zum Ermitteln einer Beschleunigung in eine senkrecht
zu dem Träger 88 ausgerichtete Richtung geeignet.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung weist das mikromechanische Bauteil 86 noch
mindestens einen weiteren Chip auf, der so an dem Träger 88 befestigt
ist, dass seine Sensierrichtung senkrecht zu der Gerade 90 ausgerichtet
ist. Auf diese Weise ist ein Drehraten-, Beschleunigungs- und/oder
Magnetsensor zum Ermitteln einer Beschleunigung in mindestens zwei
Raumrichtungen kostengünstig realisierbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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