DE102010032763A1

DE102010032763A1 - Flip-Chip-Gehäuse für zwei Filtertopologien

Info

Publication number: DE102010032763A1
Application number: DE201010032763
Authority: DE
Inventors: Cik Ling Ku; Marc Dr. Huesgen; Chee Khoon ENG
Original assignee: Epcos AG
Current assignee: SnapTrack Inc
Priority date: 2010-07-29
Filing date: 2010-07-29
Publication date: 2012-02-02
Also published as: WO2012013431A1

Abstract

Es wird ein günstig herzustellendes Flip-Chip-Gehäuse angegeben. Dafür ist Gehäuse ist dazu vorgesehen, mit einem ersten Chip oder mit einem zweiten Chip verbunden zu sein.

Description

Die Erfindung betrifft Gehäuse für in Flip-Chip-Bauweise verschaltete Chips.
In Flip-Chip-Bauweise montierte Chips werden im Allgemeinen über Bump-Verbindungen mit einer Trägerplatte verbunden und verschaltet. Ein Flip-Chip-Bauelement benötigt keine wesentlich größere Grundfläche als der Chip. Dadurch ist es möglich, die Grundfläche eines mit einem ”geflippten” Chip bestückten Bauelements relativ gering zu halten; insbesondere der Randbereich des Bauelements, welcher nicht von der Chipfläche überlappt wird, kann besonders klein gehalten werden. Bump-Verbindungen, stellen dabei eine elektrische und eine mechanische Verbindung zwischen Kontaktflächen des Gehäuses und Anschlussflächen des Chips her. Flip-Chip-Bauelemente sind beispielsweise aus der US 7,388,281 bekannt.
Ein Problem bei bekannten Flip-Chip-Bauelementen ist, dass die entsprechenden Kontaktflächen des Gehäuses und die entsprechenden Anschlussflächen auf dem Chip sowie die Größe des Gehäuses und des Chips individuell aneinander angepasst sein müssen, um einerseits eine mechanisch stabile Verbindung und andererseits eine optimal geringe Grundfläche zu erhalten.
Nachteilig daran ist, dass die durch die Individualität der Bauelemente verursachten Stückkosten nicht in wünschenswertem Maße gesenkt werden können.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Flip-Chip-Gehäuse und entsprechende Chip-Topologien anzugeben, die eine kostengünstige Herstellung eines Flip-Chip-Bauelements ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch ein Flip-Chip-Gehäuse nach Anspruch 1 gelöst. Ein nebengeordneter, das Flip-Chip-Gehäuse nicht einschränkender Anspruch gibt Chip-Topologien an, welche in einfacher, aber effektiver Weise mit dem Flip-Chip-Gehäuse des unabhängigen Anspruchs 1 zusammenwirken. Abhängige Ansprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung an.
Es wird ein Flip-Chip-Gehäuse mit einer ersten Kontaktfläche und einer zweiten Kontaktfläche angegeben. Die erste Kontaktfläche ist zur Verschaltung über eine Bump-Verbindung mit einer Anschlussfläche eines ersten Chips vorgesehen. Die zweite Kontaktfläche ist zur Verschaltung über eine Bump-Verbindung mit einer Anschlussfläche eines zweiten Chips vorgesehen. Der erste Chip umfasst dabei eine andere Topologie als der zweite Chip. Das Flip-Chip-Gehäuse ist dafür vorgesehen, entweder mit dem ersten Chip oder mit dem zweiten Chip verbunden zu sein.
Die Erfinder fanden heraus, dass ein günstiger herzustellendes Bauelement dann erhalten wird, wenn ein Flip-Chip-Gehäuse so designt wird, dass es alternativ mit verschiedenen Chips verbunden werden kann. Dadurch ist es möglich, die Anzahl an unterschiedlichen Flip-Chip-Gehäusen zu verringern, wodurch eine entsprechende Anzahl an Verarbeitungsanlagen zur Massenanfertigung von Gehäusen eingespart werden kann. Ebenso wird die Gesamtentwicklungszeit vermindert, weil nicht mehrere Gehäuse unabhängig voneinander entwickelt werden müssen. Zusätzlich können die Gehäuse in größeren Auflagen gefertigt werden, was die Stückkosten senkt. Trotzdem kann ein Flip-Chip-Gehäuse erhalten werden, welches bezüglich der Gehäusegröße einen guten Kompromiss darstellt und welches bezüglich seiner elektrischen Eigenschaften individuell angepassten Gehäusen gegenüber keinen Nachteil aufweist.
Der erste Chip kann dabei in einem Ausführungsbeispiel eine Grundfläche von ca. 800 × 700 μm², der zweite Chip kann eine Grundfläche von 700 × 600 μm² aufweisen. Ein entsprechendes Bauelement kann eine Größe von 1400 × 1100 μm² aufweisen.
In einer Ausführungsform umfasst das Flip-Chip-Gehäuse ferner eine Eingangskontaktfläche, die zur Verschaltung über eine Bump-Verbindung mit einer Eingangsanschlussfläche des ersten oder zweiten Chips vorgesehen ist. Die Ausführungsform umfasst weiterhin eine Ausgangskontaktfläche, die zur Verschaltung über eine Bump-Verbindung mit einer Ausgangsanschlussfläche des ersten oder zweiten Chips vorgesehen ist.
Mit einem entsprechenden Gehäuse verbundene und verschaltete Chips können zur Verrichtung vielfältiger Aufgaben vorgesehen sein. Insbesondere können sie dafür vorgesehen sein, ein elektrisches Signal, z. B. ein HF-Signal, zu manipulieren. Die Eingangskontaktfläche des Gehäuses dient während des Betriebs eines entsprechenden Bauelements dazu, Signale über die Bump-Verbindung an eine Eingangsanschlussfläche des Chips weiterzuleiten. Auf dem Chip werden dann die Manipulationen des elektrischen Signals vorgenommen, wobei das entsprechend bearbeitete und zum Beispiel nach einem Frequenzbereich gefilterte Signal dann von der Ausgangsanschlussfläche des Chips über die Bump-Verbindung an die Ausgangskontaktfläche des Gehäuses weitergeleitet wird.
Das Eingangssignal kann dabei erdsymmetrisch (engl.: balanced) oder erdunsymmetrisch (engl.: unbalanced) geführt sein.
Entsprechend kann ein Flip-Chip-Gehäuse auch weitere Eingangskontaktflächen aufweisen, die mit weiteren Eingangsanschlussflächen des Chips verschaltet sind. Auch das Ausgangssignal kann erdsymmetrisch oder erdunsymmetrisch geführt sein. Entsprechend kann das Gehäuse auch weitere Ausgangskontaktflächen umfassen, die mit weiteren Ausgangsanschlussflächen des Chips verschaltet sind. Es ist beispielsweise möglich, dass ein mit dem Flip-Chip-Gehäuse zu verschaltender Chip eine Balun-Funktionalität (Balun = balanced-unbalanced Konverter) umfasst.
In einer Ausführungsform des Flip-Chip-Gehäuses ist einer der zur Verschaltung vorgesehenen Chips, ausgewählt aus erstem Chip und zweitem Chip, ein HF-Filterchip für Frequenzen des 1 GHz-Bandes. Der andere Chip ist ein HF-Filterchip für Frequenzen des 2 GHz-Bandes. Die entsprechenden Frequenzen können jeweils auch ein Frequenzband im 1 GHz-Band oder ein Frequenzband im 2 GHz-Band sein. HF-Filterchips können z. B. mit akustischen Wellen arbeiten und SAW (SAW = Surface Acoustic Wave = akustische Oberflächenwelle) Bauelementstrukturen oder GBAW (GBAW = Guided Bulk Acoustic Wave = geführte akustische Volumenwelle) Bauelementstrukturen oder BAW (BAW = Bulk Acoustic Wave = akustische Volumenwellen) Bauelementstrukturen umfassen. Solche Strukturen sind empfindlich und benötigen im Allgemeinen eine akustische Entkopplung von ihrer Umgebung. Flip-Chip-Gehäuse bieten für diese Bauelementstrukturen einen guten Schutz und ermöglichen eine einfache aber wirkungsvolle hermetische Abkapselung solcher Bauelementstrukturen. Flip-Chip-Gehäuse sind also sehr gut geeignet, um mit akustischen Wellen arbeitenden Bauelementen verbunden zu werden. Ferner eignen sich mit akustischen Wellen arbeitende Bauelemente insbesondere dazu, HF-Signale zu manipulieren.
Als Frequenzen des 1 GHz-Bandes werden hierbei Frequenzen betrachtet, die geringer als 1 GHz sind. Als Frequenzen des 2 GHz-Bandes werden Frequenzen betrachtet, die zwischen 1 GHz und 2 GHz liegen. Frequenzen des 1 GHz Bandes und Frequenzen des 2 GHz Bandes unterscheiden sich dabei also um etwa eine Oktave. Aufgrund der unterschiedlichen Wellenlänge erfordern beide Frequenzbänder unterschiedlich ausgestaltete Filterstrukturen. Die Wellenlänge der Signale des 1 GHz-Bandes ist dabei größer als die Wellenlänge der Signale des 2 GHz-Bandes. Die Erfinder fanden eine Möglichkeit, die entsprechenden Filterstrukturen der HF-Filter so auf je einem Chip anzuordnen sowie entsprechende Kontaktflächen im Gehäuse so anzuordnen, dass das Gehäuse sowohl mit einem 1 GHz-Filterchip als auch alternativ mit einem 2 GHz-Filterchip verschaltet werden kann.
In einer Ausführungsform ist das Gehäuse dazu vorgesehen, mit Chips verschiedener Größe verbunden zu werden.
Wie oben schon angedeutet, erfordern im 1 GHz-Band arbeitende Filterchips im Allgemeinen größere Bauelement- oder Filterstrukturen als im 2 GHz-Band arbeitende Filterchips.
Ein erfindungsgemäßes Gehäuse, welches einen größeren und einen kleineren Chip aufnehmen kann, ist im Allgemeinen größer als ein Gehäuse, welches lediglich den kleineren Chip aufnimmt. Trotzdem kann noch ein klein zu bauendes – und relativ günstig herzustellendes – Bauelement erhalten werden.
In einer Ausführungsform ist für jeden der beiden Chips ein Set von Kontaktflächen vorgesehen. Das Flip-Chip-Gehäuse umfasst ferner eine Kontaktfläche, die beiden Sets zugehörig ist. Dadurch, dass mindestens eine Kontaktfläche des Gehäuses dazu vorgesehen ist, mit dem ersten Chip und mit dem zweiten Chip verschaltet werden zu können, kann ein Gehäuse mit einer verringerten Grundfläche erhalten werden.
Eine Filterchip-Topologie, welche die Topologie des ersten oder zweiten Chips sein kann und somit in einfacher Weise mit dem Flip-Chip-Gehäuse zusammenwirkt, umfasst eine DMS-Struktur (DMS = Double-Mode SAW Filter), einen Resonator, eine Eingangsanschlussfläche, eine Ausgangsanschlussfläche und eine Masseanschlussfläche. Die Masseanschlussfläche ist zwischen der DMS-Struktur und dem Resonator angeordnet. Die Masseanschlussfläche ist zur Verschaltung mit einer Kontaktfläche, ausgewählt aus erster und zweiter Kontaktfläche, eines erfindungsgemäßen Flip-Chip-Gehäuses vorgesehen. Die Arbeitsfrequenzen der DMS-Struktur und des Resonators sind Frequenzen des 1 GHz-Bandes oder des 2 GHz-Bandes.
DMS-Strukturen sind mit akustischen Oberflächenwellen arbeitende Strukturen, welche einen Eingangswandler oder eine Vielzahl von Eingangswandlern und einen Ausgangswandler oder eine Vielzahl von Ausgangswandlern aufweisen können. DMS-Strukturen benötigen eine Vielzahl an Signalleitungen, die Interdigitalwandler mit einer Masseanschlussfläche oder einer Signalanschlussfläche verschalten. Gleichzeitig umfassen DMS-Strukturen eine Vielzahl an Signalleitungen, die Interdigitalstrukturen mit anderen Schaltungskomponenten verschalten. Der Resonator kann ein SAW-, ein GBAW- oder ein BAW-Resonator sein. Die Filterchip-Topologie kann weitere Resonatoren, die in Serie oder parallel zur DMS-Struktur oder zum Resonator verschaltet sind, umfassen.
Der erste Chip kann eine entsprechende Topologie umfassen und Arbeitsfrequenzen des 1 GHz Bandes aufweisen, während der zweite Chip eine entsprechende Filtertopologie umfasst und eine Arbeitsfrequenz des 2 GHz Bandes hat.
In einer Ausführungsform umfasst die Filterchip-Topologie eine Signalleitung und eine Masseleitung. Die Signalleitung verschaltet die DMS-Struktur mit dem Resonator. Die Masseleitung ist mit der Masseanschlussfläche und weiteren Filterstrukturen verschaltet. Sind Kreuzungen erforderlich, so kreuzt die Masseleitung die Signalleitung ohne galvanischen Kontakt.
In einer Ausführungsform der Filterchip-Topologie umfasst die DMS-Struktur eine Symmetrieachse. Masseleitungen und Kreuzungspunkte zwischen Masseleitungen und Signalleitungen können symmetrisch oder unsymmetrisch bezüglich der Symmetrieachse angeordnet sein.
Im Folgenden werden das Flip-Chip-Gehäuse und die Filterchip-Topologie anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen schematischen Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1: die Grundidee der vorliegenden Erfindung, wobei Kontaktflächen des Gehäuses vorgesehen sind, die mit Anschlussflächen verschiedener Chips verschaltet werden können,
2: eine mögliche Filterchip-Topologie für den ersten Chip,
3: eine mögliche Filterchip-Topologie für den zweiten Chip,
4: eine weitere mögliche Filterchip-Topologie für den zweiten Chip,
5: eine mögliche räumliche Anordnung von Kontaktflächen und deren Zuordnung zu für verschiedene Chips vorgesehenen Sets,
6: einen Querschnitt durch ein elektrisches Bauelement mit einem Flip-Chip-Gehäuse und einem darin angeordneten Chip,
7: verschiedene Einfügedämpfungen verschiedener Flip-Chip-Bauelemente.
1 zeigt schematisch einen Teil eines Flip-Chip-Gehäuses FCG mit einer ersten Kontaktfläche FK1 und einer zweiten Kontaktfläche KF2. Das Flip-Chip-Gehäuse FCG kann wahlweise mit einem ersten Chip CH1 oder mit einem zweiten Chip CH2 verbunden und verschaltet werden. Der erste Chip CH1 umfasst eine erste Anschlussfläche AF1. Der zweite Chip CH2 umfasst eine zweite Anschlussfläche AF2. Die Position der ersten Kontaktfläche KF1 auf dem Flip-Chip-Gehäuse FCG sowie die Position der ersten Anschlussfläche AF1 des ersten Chips CH1 sind so gewählt, dass sie im Fall einer Verschaltung des Flip-Chip-Gehäuses FGC mit dem ersten Chip CH1 übereinstimmen und mit einer Bump-Verbindung verschaltet werden können. Analog ist die Position der zweiten Kontaktfläche KF2 auf dem Flip-Chip-Gehäuse FCG sowie die Position der zweiten Anschlussfläche AF2 auf dem zweiten Chip CH2 so gewählt, dass sie im Fall einer Verschaltung des Flip-Chip-Gehäuses FCG mit dem zweiten Chip CH2 übereinstimmen und über einer Bump-Verbindung verbunden und verschaltet werden können.
Das Flip-Chip-Gehäuse FCG und die Anordnung seiner Kontaktflächen KF1, KF2 sowie gegebenenfalls anderer Kontaktflächen können nicht nur mit einer einzigen Chip-Topologien sondern mit verschiedenen Chip-Topologien verschaltet werden. Dies erfordert einen erhöhten Aufwand bei der Entwicklung sowohl des Flip-Chip-Gehäuses als auch der unterschiedlichen Chip-Topologien. Dieser Aufwand lohnt sich dennoch, weil einerseits nicht eine Vielzahl verschiedene Flip-Chip-Gehäuse entwickelt werden müssen und weil andererseits die Produktion eines Typs von Flip-Chip-Gehäusen günstiger als die Produktion zweier verschiedener Typen von Flip-Chip-Gehäusen ist.
2 zeigt eine mögliche Filter-Chip-Topologie. Der Chip ist dabei ein HF-Filterchip, der mit akustischen Oberflächenwellen arbeitet. Die Topologie umfasst eine DMS-Struktur DMS sowie zwei Resonatoren R1, R2. Über Signalleitungen SL auf dem Filter-Chip ist einer der Resonatoren R1, ein Serienresonator, mit einer Eingangsanschlussfläche EAF einerseits und mit der DMS-Struktur DMS andererseits verschaltet. Über den anderen Resonator R2, einen Parallelresonator, und über eine Masseleitung ML ist der Serienresonator mit einer Masseanschlussfläche MAF verschaltet. Signalleitungen werden dabei durch durchgezogene Linien symbolisiert; Masseleitungen werden durch gestrichelte Linien symbolisiert.
Ausgangsseitig ist die DMS-Struktur DMS mit einer ersten Ausgangsanschlussfläche AAF1 und einer zweiten Ausgangsanschlussfläche AAF2 verschaltet. Die Eingangsanschlussfläche EAF empfängt ein erdunsymmetrisch geführtes Eingangssignal. Die beiden Ausgangsanschlussflächen AAF1, AAF2 stellen ein erdsymmetrisches Ausgangssignal zur Verfügung. Die DMS-Struktur DMS verfügt über eine BALUN-Funktionalität. Zwischen dem Serienresonator R1 und der DMS-Struktur DMS sind drei Masseanschlussflächen MAF angeordnet. Eine der Masseanschlussflächen stellt dabei die zweite Anschlussfläche AF2 dar. Die Reflektoren der DMS-Struktur DMS sind mit einer Masseanschlussfläche verschaltet.
Im Allgemeinen problematisch ist die Anordnung von Masseanschlussflächen bei einer Filtertopologie mit einer DMS-Struktur, denn DMS-Strukturen umfassen im Allgemeinen eine Vielzahl von Interdigitalwandlern, welche jeweils einen Masseanschluss benötigen können. Eine DMS-Struktur kann beispielsweise 5 oder 6 Wandler umfassen und entsprechend 5 oder 6 Masseanschlüsse benötigen.
Die 2 GHz Filtertopologie kann eine DMS-Struktur mit z. B. 6 Interdigitalwandlern umfassen. Jeder der Interdigitalwandler der DMS-Struktur kann mit Masse verschaltet sein. Die 1 GHz Filtertopologie kann eine DMS-Struktur und ein Grundglied einer Ladder-Type-Schaltung sowie 5 Interdigitalwandler umfassen. Der Begriff Masse bezeichnet die Gehäusemasse.
Da Masseleitungen und Signalleitungen galvanisch voneinander getrennt sein sollen, besteht prinzipiell die Möglichkeit, Interdigitalwandler der DMS-Struktur mit jeweils eigenen Masseanschlussflächen MAF zu verschalten. Problematisch daran ist, dass eine große Anzahl an Masseanschlussflächen MAF viel Platz auf dem entsprechenden Chip benötigen. Die Lage von Masseanschlussflächen kann üblicherweise nicht beliebig gewählt werden.
3 zeigt eine Topologie mit einer DMS-Struktur DMS und einem Resonator R. Zwischen der DMS-Struktur DMS und dem Resonator R ist eine Masseanschlussfläche MAF angeordnet. Eine Eingangsanschlussfläche EAF ist über Signalleitungen SL mit unterschiedlichen Interdigitalwandlern der DMS-Struktur DMS verschaltet. Zwei Ausgänge des Resonators R sind über weitere Signalleitungen mit jeweils einer Ausgangsanschlussfläche AAF1, AAF2 verschaltet. Zwischen der DMS-Struktur DMS und dem Resonator R angeordnete Signal- und Masseleitungen sind um die Masseanschlussfläche MAF herum geführt. Signalleitungen SL und Masseleitungen ML müssen galvanisch voneinander getrennt sein. Deswegen verlaufen Signalleitungen SL und Masseleitungen ML abschnittsweise parallel zueinander. Verschiedene nicht mit Signalpfaden sondern mit Masse verschaltete Interdigitalwandler der DMS-Struktur sind mit der einzigen Masseanschlussfläche MAF zwischen der DMS-Struktur und dem Resonator R verschaltet. Das Problem, dass dazwischen nur eine einzige Masseanschlussfläche vorhanden ist, ist gelöst, indem Masseleitungen und Signalleitungen sich überkreuzen. Dies geschieht an Kreuzungspunkten KP, an denen die galvanische Trennung zwischen Masseleitungen und Signalleitungen durch ein dazwischen angeordnetes Dielektrikum sichergestellt ist.
Die 2 und 3 stellen somit unterschiedliche Filtertopologien dar, welche mit einem erfindungsgemäßen Flip-Chip-Gehäuse verbunden und verschaltet werden können. Ein erfindungsgemäßes Flip-Chip-Gehäuse kann dabei eine Kontaktfläche umfassen, die sowohl mit Anschlussflächen der in 2 gezeigten Topologie als auch mit Anschlussflächen der in 3 gezeigten Topologie verschaltet werden kann. Dazu zählen insbesondere die Eingangs- und Ausgangsanschlussflächen sowie die zwischen der DMS-Struktur DMS und dem Resonator R der 3 angeordnete Masseanschlussfläche MAF.
4 zeigt eine Filterchip-Topologie mit einer DMS-Struktur DMS und einem Resonator R. Die DMS-Struktur DMS hat dabei Interdigitalwandler und Reflektoren, welche spiegelsymmetrisch zu einer Symmetrieachse SY angeordnet sind. Signalleitungen SL und Masseanschlussflächen MAF verlaufen zwischen der DMS-Struktur DMS und dem Resonator R teilweise nebeneinander. Kreuzungspunkte der Signalleitungen und der Masseleitungen sind – im Unterschied zur Topologie der 3 – unsymmetrisch bezüglich der durch die DMS-Struktur vorgegebene Symmetrieachse SY angeordnet. Die Kreuzungspunkte können ferner entweder asymmetrisch oder symmetrisch zu einer Symmetrieachse des Eingangsresonators angeordnet sein.
Es kann ferner vorteilhaft sein, Signalleitungen im Wesentlichen nicht parallel zu Masseleitungen anzuordnen. Insbesondere kann die Länge, entlang der Abschnitte von Signalleitungen die parallel zu Abschnitten von Masseleitungen verlaufen, minimiert sein.
5 zeigt Anschlussflächen einer ersten Topologie T1 und einer überlagerten zweiten Topologie T2. Beide Topologien umfassen DMS-Strukturen DMS oder Resonatoren R. Mit ”1G” sind Anschlussflächen eines HF-Filters mit einer Arbeitsfrequenz im 1 GHz-Band bezeichnet. Entsprechend sind mit ”2G” Anschlussflächen eines HF-Filterchips mit einer Arbeitsfrequenz im 2 GHz-Band bezeichnet. Dabei werden fünf Anschlussflächen von beiden Filtertopologien gemeinsam verwendet. Zwei der Anschlussflächen sind einem HF-Filter mit einer Arbeitsfrequenz im 1 GHz-Band vorbehalten. Die Filtertopologie T1 hat dabei – wegen der größeren Wellenlänge der akustischen Wellen – einen größeren Flächenbedarf als die Filtertopologie T2. Die Gesamtzahl an Anschlussflächen wird durch die gemeinsame Nutzung der Position von beiden Topologien gering gehalten.
Da das Flip-Chip-Gehäuse mit beiden Topologien arbeiten können muss, sind im Gehäuse entsprechende Kontaktflächen für alle Anschlussflächen beider Topologien vorzusehen. Ist das Gehäuse mit einem 2 GHz-Filterchip verschaltet, so werden entsprechend zwei Kontaktflächen des Gehäuses nicht mit Anschlussflächen des 2 GHz-Filterchips verschaltet.
6 zeigt einen Querschnitt durch ein elektrisches Bauelement mit einem Flip-Chip-Gehäuse FCG und einem Filterchip CH. Der Filterchip CH ist in Flip-Chip-Bauweise über Bump-Verbindungen BU mit dem Flip-Chip-Gehäuse FCG verbunden und verschaltet. Das Flip-Chip-Gehäuse FCG umfasst dabei mehrere dielektrische Lagen DL sowie eine Abdeckung AD. Der Chip CH ist durch die Abdeckung AD und durch die dielektrischen Lagen DL hermetisch abgeschlossen. Auf der Oberfläche des Flip-Chip-Gehäuses FCG und zwischen dessen dielektrischen Lagen sind Signalleitungen und Impedanzelemente, z. B. induktive Elemente, resistive Elemente oder kapazitive Elemente KE in Form von Metallisierungen angeordnet. Auf der Unterseite des Flip-Chip-Gehäuses FCG sind eine oder mehrere externe Kontaktfläche EKF angeordnet, die über Durchkontaktierungen mit den Kontaktflächen verschaltet sind, die wiederum mit dem Chip verschaltet sind. Über externe Kontaktflächen kann das Gehäuse mit einer externen Schaltungsumgebung verschaltet werden. Externe Kontaktflächen EKF können mit den Anschlussflächen einer oder beider Topologien verschaltet sein.
7 zeigt drei berechnete frequenzabhängige Verläufe der Einfügedämpfung. Kurve K1 zeigt dabei die Einfügedämpfung eines konventionellen Filterchip-Bauelements. Das konventionelle Bauelement ist ein Bandpassfilter mit einem Passband im 2 GHz-Frequenzbereich.
Kurve K2 zeigt die Einfügedämpfung eines erfindungsgemäßen Flip-Chip-Gehäuses mit einem HF-Filter mit Passband im 2 GHz-Frequenzbereich. Im Vergleich zur Kurve K1 ist die Sperrbereichsunterdrückung bei Frequenzen zwischen 2500 und 3000 MHz deutlich verbessert. Kurve K2 zeigt dabei die Einfügedämpfung eines Bauelements, wobei der Filterchip bezüglich einer Symmetrieebene einer DMS-Struktur symmetrischen angeordnete Anschlussflächen aufweist.
Kurve K3 zeigt die Einfügedämpfung eines Flip-Chip-Gehäuses mit HF-Filterchip, wobei die Anschlussflächen bezüglich einer Symmetrieebene einer DMS-Struktur unsymmetrisch angeordnet sind. Oberhalb von Frequenzen von etwa 2600 MHz ist die Sperrbereichsunterdrückung besser als die der Kurve K1. Speziell bei Frequenzen zwischen 3000 und 3600 MHz ist die Sperrbereichsunterdrückung besonders verbessert.
Erfindungsgemäße Flip-Chip-Gehäuse und erfindungsgemäße HF-Filtertopologien sind nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Flip-Chip-Gehäuse, welche beispielsweise noch weitere dielektrische Lagen oder induktive oder kapazitive Elemente oder weitere Kontaktflächen, insbesondere zum gleichzeitigen Anschließen verschiedener Chips umfassen, stellen ebenso erfindungsgemäße Flip-Chip-Gehäuse dar. Analog stellen Filtertopologien, welche weitere Resonatoren, Anschlussflächen oder Signalleitungen umfassen, ebenfalls erfindungsgemäße Topologien dar.
Bezugszeichenliste:

1G:

Anschlussfläche eines HF-Filters für das 1 GHz-Band

2G:

Anschlussfläche eines HF-Filters für das 2 GHz-Band

AAF1, AAF2:

erste, zweite Ausgangsanschlussfläche

AD:

Abdeckung

BU:

Bump-Verbindung

CH; CH1, CH2:

Chip; erster, zweiter Chip

DL:

dielektrische Lage

DMS:

DMS (Double-Mode SAW Filter) Struktur

EAF:

Eingangsanschlussfläche

EKF:

externe Kontaktfläche

FCG:

Flip-Chip-Gehäuse

HF1, HF2:

erste, zweite Anschlussfläche

K1, K2, K3:

Einfügedämpfungen

KE:

kapazitives Element

KF1, KF2:

erste, zweite Kontaktfläche

KP:

Kreuzungspunkt

MAF:

Masseanschlussfläche

ML:

Masseleitung

R, R1, R2:

Resonator

SL:

Signalleitung

SY:

Symmetrieebene

T1, T2:

verschiedene Filtertopologien

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 7388281 [0002]

Claims

Flip-Chip-Gehäuse (FCG), umfassend – eine erste Kontaktfläche (KF1) und eine zweite Kontaktfläche (KF2), wobei – die erste Kontaktfläche (KF1) zur Verschaltung über eine Bump-Verbindung (BU) mit einer Anschlussfläche (AF1) eines ersten Chips (CH1) vorgesehen ist, – die zweite Kontaktfläche (KF2) zur Verschaltung über eine Bump-Verbindung (BU) mit einer Anschlussfläche (AF2) eines zweiten Chips (CH2) vorgesehen ist, – der erste Chip (CH1) eine andere Topologie (T1, T2) als der zweite Chip (CH2) umfasst und – das Flip-Chip-Gehäuse (FCG) dafür vorgesehen ist, entweder mit dem ersten Chip (CH1) oder mit dem zweiten Chip (CH2) verbunden zu sein.
Flip-Chip-Gehäuse nach dem vorhergehenden Anspruch, ferner umfassend – eine Eingangskontaktfläche, die zur Verschaltung über eine Bump-Verbindung (BU) mit einer Eingangsanschlussfläche (EAF) des ersten (CH1) oder zweiten (CH2) Chips vorgesehen ist, – eine Ausgangskontaktfläche, die zur Verschaltung über eine Bump-Verbindung (BU) mit einer Ausgangsanschlussfläche (AAF1, AAF2) des ersten (CH1) oder zweiten (CH2) Chips vorgesehen ist.
Flip-Chip-Gehäuse nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei – der eine der Chips, ausgewählt aus erstem Chip (CH1) und zweitem Chip (CH2), ein HF-Filter-Chip für Frequenzen des 1 GHz-Bands ist, – der andere Chip (CH2, CH1) ein HF-Filter-Chip für Frequenzen des 2 GHz-Bands ist.
Flip-Chip-Gehäuse nach einem der vorherigen Ansprüche, welches dazu vorgesehen ist, mit Chips (CH, CH1, CH2) verschiedener Größe verbunden zu werden.
Flip-Chip-Gehäuse nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei – für jeden der beiden Chips (CH1, CH2) ein Set von Kontaktflächen (KF1, KF2) vorgesehen ist und – das Flip-Chip-Gehäuse (FCG) eine Kontaktfläche umfasst, die beiden Sets zugehörig ist.
Filterchip-Topologie, umfassend – eine DMS-Struktur (DMS), einen Resonator (R, R1, R2), eine Eingangsanschlussfläche (EAF), eine Ausgangsanschlussfläche (AAF1, AAF2) und eine Masseanschlussfläche (MAF), wobei – die Masseanschlussfläche (MAF) zwischen der DMS-Struktur (DMS) und dem Resonator (R, R1, R2) angeordnet ist, – die Masseanschlussfläche (MAF) zur Verschaltung mit einer Kontaktfläche, ausgewählt aus erster (KF1) und zweiter (KF2) Kontaktfläche eines Flip-Chip-Gehäuse (FCG) nach Anspruch 1, vorgesehen ist, – die Arbeitsfrequenzen der DMS-Struktur (DMS) und des Resonators (R, R1, R2) Frequenzen des 1 GHz-Bands oder des 2 GHz-Bands sind.
Filterchip-Topologie nach dem vorherigen Anspruch, ferner umfassend eine Signalleitung (SL) und eine Masseleitung (ML), wobei – die Signalleitung (SL) die DMS-Struktur (DMS) mit dem Resonator (R, R1, R2) verschaltet, – die Masseleitung (ML) mit der Masseanschlussfläche (MAF) verschaltet ist und die Signalleitung (SL) ohne galvanischen Kontakt kreuzt.
Filterchip-Topologie nach dem vorherigen Anspruch, wobei – die DMS-Struktur (DMS) eine Symmetrieachse (SY) umfasst und – Masseleitungen (ML) und Kreuzungspunkte (KP) zwischen Masseleitungen (ML) und Signalleitungen (SL) unsymmetrisch bezüglich der Symmetrieachse (SY) angeordnet sind.