DE102010055266A1

DE102010055266A1 - Electrical component i.e. microelectronic component, for creating operation voltage in LCD backlight unit in e.g. laptop, has chip for connecting arms to terminal, where surface of chip is arranged at retention device in non-contact manner

Info

Publication number: DE102010055266A1
Application number: DE102010055266A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Pahl; Dr. Feiertag Gregor
Original assignee: Epcos AG
Current assignee: TDK Electronics AG
Priority date: 2010-12-20
Filing date: 2010-12-20
Publication date: 2012-06-21

Abstract

The component (100) has a chip (110) comprising multiple side surfaces (S1-S6) and a contact terminal (140) for application of a voltage to the chip. A retention device (120) comprises two holder arms (121) for mechanical supporting the chip at the retention device, where the chip is held by a clamp between the two holder arms. The chip connects the holder arms to the contact terminal, where one of the side surfaces of the chip except the contact terminal is arranged at the retention device in a non-contact manner. The retention device comprises a base carrier element (122). The chip is designed as a heat exchanger, a piezoelectric transducer, a thermoelectric transducer, a peltier element, a heating element, or an infrared radiator. An independent claim is also included for a method for manufacturing an electrical component.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bauelement, insbesondere ein mikroelektronisches Bauelement, mit einer Halterung für einen Chip. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Bauelements, insbesondere eines mikroelektronischen Bauelements, mit einer Halterung für einen Chip.The invention relates to an electrical component, in particular a microelectronic component, with a holder for a chip. Furthermore, the invention relates to a method for producing an electrical component, in particular a microelectronic component, with a holder for a chip.

Ein elektrisches Bauelement umfasst im Allgemeinen einen Chip, der auf einem Trägersubstrat angeordnet sein kann. Die Ankopplung des Chips an das Trägersubstrat kann insbesondere dann die Funktionsfähigkeit des Chips einschränken, wenn der Chip eine hohe Sensitivität seiner elektrischen Eigenschaften gegenüber mechanischen Verspannungen zeigt. Derartige mechanische Verspannungen treten beispielsweise auf, wenn der Chip und der Systemträger, beispielsweise eine Leiterplatte, verschiedene thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen.An electrical component generally includes a chip that may be disposed on a carrier substrate. The coupling of the chip to the carrier substrate can limit the functionality of the chip in particular when the chip exhibits a high sensitivity of its electrical properties to mechanical stresses. Such mechanical stresses occur, for example, when the chip and the system carrier, for example a printed circuit board, have different thermal expansion coefficients.

Zu einer Gruppe von elektrischen Bauelementen, bei denen die unmittelbare Ankopplung des Chips an ein Trägersubstrat zu hohen Energieverlusten führt, gehören Bauelemente, bei denen Vibrationen beziehungsweise Schwingungen des im Inneren des Gehäuses angeordneten Chips auftreten. Derartige Bauelemente sind beispielsweise piezoelektrische Transformatoren. Im Gegensatz zu herkömmlichen Transformatoren wird bei dieser Bauelementgruppe Energie nicht auf magnetischem Wege, sondern durch akustische Schwingungen übertragen. Üblicherweise werden dazu in Resonanz schwingende Piezokeramiken verwendet. Durch geeignete Dimensionierung lassen sich Spannungen und Ströme abwärts oder aufwärts transformieren. Piezoelektrische Bauelemente werden aufgrund ihrer geringen Bauhöhe und des niedrigen Gewichts insbesondere in flachen elektronischen Geräten, wie beispielsweise Laptop-PCs, in denen sie zur Erzeugung der Betriebsspannung für LCD-Hintergrundbeleuchtungen eingesetzt werden können, verwendet. Da bei den piezoelektrischen Bauelementen die Piezokeramik im Betrieb als Ganzes in einer Schwingung befindlich ist, würden durch Standard-Häusungstechniken, beispielsweise das Einbetten von Chips in ein Material aus Kunststoff, untragbare Energieverluste entstehen.A group of electrical components in which the direct coupling of the chip to a carrier substrate leads to high energy losses include components in which vibrations of the chip arranged inside the housing occur. Such components are, for example, piezoelectric transformers. In contrast to conventional transformers in this group of components energy is not transmitted by magnetic means, but by acoustic vibrations. Usually, resonant piezoelectric ceramics are used for this purpose. By appropriate dimensioning, voltages and currents can be transformed downwards or upwards. Piezoelectric devices are used because of their low profile and low weight, especially in flat electronic devices, such as laptop PCs, where they can be used to generate the operating voltage for LCD backlights used. In the piezoelectric devices, since piezoceramics are in vibration as a whole, standard packaging techniques, such as embedding chips in a plastic material, would result in intolerable energy losses.

Es ist wünschenswert, ein elektrisches Bauelement mit Halterung eines Chips anzugeben, wobei der Chip hinsichtlich einer Schwingung weitgehend entkoppelt von einer Haltevorrichtung an der Haltevorrichtung gehalten wird. Des Weiteren soll ein Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Bauelements mit Halterung eines Chips angegeben werden, wobei der Chip hinsichtlich einer Schwingung weitgehend entkoppelt von der Haltevorrichtung an dieser gehalten wird.It is desirable to provide an electrical component with a holder of a chip, wherein the chip is largely decoupled from a holding device on the holding device in terms of vibration. Furthermore, a method for producing an electrical component with a holder of a chip is to be specified, wherein the chip is kept largely decoupled from the holding device with respect to vibration.

Eine Ausführungsform eines elektrischen Bauelements umfasst einen Chip mit mehreren Seitenflächen und mit einem Kontaktanschluss zum Anlegen einer Spannung an den Chip, wobei der Kontaktanschluss an einer ersten der Seitenflächen des Chips angeordnet ist, und eine Haltevorrichtung mit einem ersten Haltearm und einem zweiten Haltearm, die jeweils zur elektrischen Kontaktierung des Chips und zur mechanischen Halterung des Chips an der Haltevorrichtung ausgebildet sind. Der Chip wird durch eine Klemmung zwischen dem ersten und zweiten Haltearm gehalten. Der Chip berührt einen des ersten und zweiten Haltearms an dem Kontaktanschluss. Die erste der Seitenflächen des Chips ist außer an dem Kontaktanschluss berührungsfrei zu der Haltevorrichtung angeordnet.An embodiment of an electrical device includes a chip having a plurality of side surfaces and a contact terminal for applying a voltage to the chip, wherein the contact terminal is disposed on a first of the side surfaces of the chip, and a holding device having a first holding arm and a second holding arm, respectively are designed for electrical contacting of the chip and for mechanical retention of the chip on the holding device. The chip is held by a clamping between the first and second support arm. The chip contacts one of the first and second support arms at the contact terminal. The first of the side surfaces of the chip is arranged without contact with the holding device except at the contact connection.

Eine weitere Ausführungsform eines elektrischen Bauelements umfasst einen Chip mit mehreren Seitenflächen, wobei der Chip ein Material aus einer piezoelektrischen Keramik, das eine Vielzahl von übereinander angeordneten Metalllagen enthält, aufweist. Die Metalllagen treten an einem Bereich mindestens einer der mehreren Seitenflächen des Chips hervor. Des Weitern umfasst das elektrische Bauelement eine Haltevorrichtung mit einem Draht, einen Kontaktanschluss zum Anlegen einer Spannung an die Metalllagen, wobei der Kontaktanschluss eine Kontaktierungsschicht aufweist. Die Kontaktierungsschicht ist über dem Bereich der mindestens einen der mehreren Seitenflächen des Chips und über dem Draht derart angeordnet, dass der Draht an dem Bereich der mindestens einen der Seitenflächen des Chips gehalten wird. Die eine der mehreren Seitenflächen des Chips ist außer an dem Bereich berührungsfrei zu der Haltevorrichtung angeordnet. Die Kontaktierungsschicht ist als eine Schicht aus Metall ausgebildet, die durch galvanische Abscheidung oder thermisches Spritzen über dem Bereich der mindestens einen der mehreren Seitenflächen des Chips und dem Draht angeordnet ist.Another embodiment of an electrical component comprises a chip having a plurality of side surfaces, wherein the chip comprises a material of a piezoelectric ceramic, which contains a plurality of metal layers arranged one above the other. The metal layers protrude at an area of at least one of the plurality of side surfaces of the chip. Furthermore, the electrical component comprises a holding device with a wire, a contact connection for applying a voltage to the metal layers, wherein the contact connection has a contacting layer. The contacting layer is disposed over the region of the at least one of the plurality of side surfaces of the chip and over the wire such that the wire is held at the region of the at least one of the side surfaces of the chip. The one of the plurality of side surfaces of the chip is arranged except for the area without contact to the holding device. The contacting layer is formed as a layer of metal that is disposed over the region of the at least one of the side surfaces of the chip and the wire by electrodeposition or thermal spraying.

Die Haltevorrichtung ermöglicht bei den angegebenen Ausführungsformen eine nahezu schwingungsneutrale Aufhängung und gleichzeitig eine elektrische Kontaktierung des Chips. Derartige Halterungen sind insbesondere für Chipbauelemente anwendbar, die aufgrund spezifischer Sensibilitäten eine gute Entkopplung von der Umgebung erfordern. Neben piezoelektrischen Wandlern, beispielsweise piezoelektrischen Transformatoren, eignen sich die Halterungen auch für Chipbauelemente mit großen Abmessungen, Chipbauelemente mit hoher Sensitivität der elektrischen Eigenschaften gegenüber mechanischen Verspannungen, Chipbauelemente mit hoher Bruchempfindlichkeit aufgrund von Material oder Geometrie, Chipbauelemente mit deutlich verschiedenen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Chip und Systemträger (Leiterplatte), Chipbauelemente mit kontinuierlich niedriger Betriebstemperatur, beispielsweise einer Betriebstemperatur von weniger als –20°C, oder Chipbauelemente mit sehr hohen Betriebstemperaturen, beispielsweise mit Betriebstemperaturen von mehr als 150°C, Chipbauelemente mit starken Temperaturgradienten innerhalb des Chips im Betrieb, Chipbauelemente, die häufig oder starke Temperaturwechseln ausgesetzt sind, Chipbauelemente, die funktionsbedingt Vibrationen beziehungsweise Schwingungen des Chips aufweisen, sowie für Chipbauelemente, die möglichst vollständig mit einem viskosen Medium, zum Beispiel einem Medium als Wärmetauscher, umströmt sind.The holding device allows in the specified embodiments, a nearly vibration-neutral suspension and at the same time an electrical contacting of the chip. Such holders are particularly applicable for chip components which require good decoupling from the environment due to specific sensitivities. In addition to piezoelectric transducers, such as piezoelectric transformers, the holders are also for chip components with large dimensions, chip components with high sensitivity of the electrical properties to mechanical stresses, chip components with high breaking sensitivity due to material or geometry, chip components with significantly different thermal expansion coefficients of chip and system carrier (PCB), chip components with continuously low operating temperature, for example, an operating temperature of less than -20 ° C, or chip devices with very high operating temperatures, for example, with operating temperatures of more than 150 ° C, chip components with strong temperature gradients within of chips in operation, chip components that are exposed to frequent or severe temperature changes, chip components that functionally vibrations or oscillations of the chip, and for chip components that are as completely as possible with a viscous medium, for example a medium as a heat exchanger, flows around.

Weitere Ausführungsformen eines elektrischen Bauelements mit Halterung eines Chips sowie Verfahren zur Herstellung eines derartigen Bauelements sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Further embodiments of an electrical component with a holder of a chip as well as methods for producing such a component can be found in the subclaims.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren, die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zeigen, näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to figures showing exemplary embodiments of the present invention. Show it:

1 eine Ausführungsform eines elektrischen Bauelements mit Halterung eines Chips an einer Haltevorrichtung, 1 an embodiment of an electrical component with a holder of a chip on a holding device,

2 eine weitere Ausführungsform eines elektrischen Bauelements mit Halterung eines Chips an einer Haltevorrichtung, 2 a further embodiment of an electrical component with a chip holder on a holding device,

3 eine weitere Ausführungsform eines elektrischen Bauelements mit Halterung eines Chips an einer Haltevorrichtung, 3 a further embodiment of an electrical component with a chip holder on a holding device,

4 eine weitere Ausführungsform eines elektrischen Bauelements mit Halterung eines Chips an einer Haltevorrichtung, 4 a further embodiment of an electrical component with a chip holder on a holding device,

5 eine weitere Ausführungsform eines elektrischen Bauelements mit Halterung eines Chips an einer Haltevorrichtung, 5 a further embodiment of an electrical component with a chip holder on a holding device,

6 eine weitere Ausführungsform eines elektrischen Bauelements mit Halterung eines Chips an einer Haltevorrichtung, 6 a further embodiment of an electrical component with a chip holder on a holding device,

7 eine Ausführungsform eines gehäusten elektrischen Bauelements. 7 an embodiment of a packaged electrical component.

Die 1 bis 6 zeigen Ausführungsformen eines elektrischen Bauelements, bei denen ein Chip an einer Haltevorrichtung gehalten wird. Der Chip kann beispielsweise als ein piezoelektrischer Transformator ausgebildet sein. 4 zeigt eine mögliche Ausführungsform eines Chips 410, der als ein Piezo-Transformator ausgeführt ist. Der piezoelektrische Transformator umfasst beispielsweise eine keramische Vielschicht-Struktur, die eine Vielzahl von Metalllagen aufweist. Die Metalllagen erstrecken sich in dem piezoelektrischen Material des Chips und bilden innerhalb des pizokeramischen Trägersubstrats Elektrodenschichten. Metalllagen 10 treten an einem Bereich B1 einer Seitenfläche S1 des Chips aus der Seitenfläche hervor. Der Bereich B1 bildet beispielsweise einen Eingangsbereich 1 des Chips. Weitere Metalllagen 20 treten an einem Bereich B2 der Seitenfläche S1 des Chips aus der Seitenfläche S1 hervor. Der Bereich B2 bildet den Ausgangsbereich des Chips. Im Ausführungsbeispiel der 4 ist an dem Ausgangsbereich B2 des Chips ein einzelnes Paar von Metalllagen 20 angeordnet. Weitere in der Piezokeramik angeordnete Elektrodenschichten enden an der zur Seitenfläche S1 abgewandten Seitenfläche S6 und treten dort an entsprechenden Bereichen hervor. Die Metalllagen der Elektrodenschicht und der weiteren Elektrodenschicht sind derart versetzt zueinander angeordnet, dass alternierend eine Zuordnung zu einer zubeziehungsweise abgewandten Elektrode gegeben ist. Mit dem Chip und der gezeigten Anordnung der Elektroden lässt sich beispielsweise eine Spannungs-Aufwärts-Transformation realisieren.The 1 to 6 show embodiments of an electrical component in which a chip is held on a holding device. The chip may be formed, for example, as a piezoelectric transformer. 4 shows a possible embodiment of a chip 410 which is designed as a piezo transformer. The piezoelectric transformer comprises, for example, a ceramic multilayer structure comprising a plurality of metal layers. The metal layers extend in the piezoelectric material of the chip and form electrode layers within the pizoceramic carrier substrate. metal layers 10 occur at a portion B1 of a side surface S1 of the chip out of the side surface. The area B1 forms, for example, an entrance area 1 of the chip. Other metal layers 20 occur at a portion B2 of the side surface S1 of the chip out of the side surface S1. The area B2 forms the output area of the chip. In the embodiment of 4 At the output area B2 of the chip is a single pair of metal layers 20 arranged. Further arranged in the piezoceramic electrode layers terminate at the side facing away from the side surface S1 side surface S6 and occur there at corresponding areas. The metal layers of the electrode layer and the further electrode layer are arranged offset from one another in such a way that an assignment to a relative to the opposite electrode is alternately given. With the chip and the arrangement of the electrodes shown, for example, a voltage-up transformation can be realized.

1 zeigt eine Ausführungsform 100 eines elektrischen Bauelements, bei der ein Chip 110 an einer Haltevorrichtung 120 gehalten ist. Die an der Seitenfläche S1 und S6 endenden und in 4 gezeigten Elektrodenschichten 10 und 20 stellen die zu kontaktierenden Bereiche B1 und B2 dar, die jeweils von einer Kontaktierungsschicht 142 überzogen sind. Die Kontaktierungsschicht 142 kann beispielsweise eine metallische Schicht sein. Bei der Ausführungsform 100 werden durch die Elektrodenschichten 10, 20 und die darüber angeordnete metallische Kontaktierungsschicht 142 an den Seitenflächen S1 und S6 Kontaktanschlüsse 140 und 140' gebildet. 1 shows an embodiment 100 an electrical component in which a chip 110 on a holding device 120 is held. The ends at the side surface S1 and S6 and in 4 shown electrode layers 10 and 20 represent the areas to be contacted B1 and B2, each of a contacting layer 142 are coated. The contacting layer 142 may for example be a metallic layer. In the embodiment 100 be through the electrode layers 10 . 20 and the metallic contacting layer disposed above 142 on the side surfaces S1 and S6 contact terminals 140 and 140 ' educated.

Im Falle, dass der Chip ein piezoelektrischer Transformator ist, ist die Metallisierungsdicke im Bereich der Kontaktanschlüsse außerhalb akustischer Knoten vorzugsweise kleiner als 50 μm, um die akustischen Verluste zu minimieren. Die an den Seitenflächen hervortretenden Elektrodenschichten können beispielsweise durch eingebrannten Leitpastendruck, Sputtern oder bevorzugt durch thermisches Aufspritzen einer Metallschicht 142 metallisiert werden. Geeignete Metalle oder Legierungen beziehungsweise Schichtsysteme zum Ausbilden der Metallschicht 142 sind besonders Chrom, Wolfram, Molybdän, Titan, Kupfer, Aluminium, Nickel, Palladium, Silber oder Gold.In the case where the chip is a piezoelectric transformer, the metallization thickness in the region of the contact connections outside acoustic nodes is preferably less than 50 μm in order to minimize the acoustic losses. The protruding on the side surfaces electrode layers, for example, by baked Leitpastendruck, sputtering or preferably by thermal spraying a metal layer 142 be metallized. Suitable metals or alloys or layer systems for forming the metal layer 142 are especially chromium, tungsten, molybdenum, titanium, copper, aluminum, nickel, palladium, silver or gold.

Die weitere Montage des Chips erfolgt an der Haltevorrichtung 120, die mehrere Haltearme 121, 121' aufweist, die an einem Grundträgerelement 122 angeordnet sind. Im Beispiel der 1 weist die Haltevorrichtung 120 vier Haltearme auf, an denen jeweils vier Grundträgerelemente 122 angeordnet sind. Die Haltearme 121' sind gegenüberliegend zu den Haltearmen 121 angeordnet. Die Haltevorrichtung ist somit als eine Leadframe-Struktur ausgebildet. Die Haltearme 121, 121' können flexibel und biegsam an dem jeweiligen Grundträgerelement 122 angeordnet sein. Der Chip 110 wird zwischen den Haltearmen 121 und 121' eingeklemmt und ist somit an der Haltevorrichtung 120 gehalten. Die Haltearme 121, 121' können dazu elastisch vorgespannte Elemente bilden, zwischen denen der Chip fixiert werden kann.The further assembly of the chip takes place on the holding device 120 holding several retaining arms 121 . 121 ' which is attached to a basic carrier element 122 are arranged. In the example of 1 has the holding device 120 four retaining arms on which four basic support elements each 122 are arranged. The holding arms 121 ' are opposite to the support arms 121 arranged. The holding device is thus designed as a leadframe structure. The holding arms 121 . 121 ' can be flexible and flexible on the respective basic support element 122 be arranged. The chip 110 is between the support arms 121 and 121 ' clamped and is thus on the holding device 120 held. The holding arms 121 . 121 ' can form elastically biased elements between which the chip can be fixed.

Die Kontaktanschlüsse 140, 140' weisen Kontaktierungsbereiche 143 auf, an denen der Chip an den Haltearmen gehalten ist. Außer an den Kontaktierungsbereichen 143 ist der Chip berührungsfrei zu den Haltearmen beziehungsweise der Haltevorrichtung angeordnet. Die Kontaktierungsbereiche weisen vorzugsweise eine Fläche auf, die kleiner ist als die Fläche des Kontaktanschlusses. Die Kontaktierungsbereiche 143 der Kontaktanschlüsse liegen vorzugsweise im Bereich der akustisch neutralen Zone der piezokeramischen Schichten und haben linien- oder sogar punktförmige Ausdehnung, damit die eigentliche Berührungsfläche zwischen Kontaktierungsbereich 143 und Haltearm 121, 121' möglichst klein wird.The contact connections 140 . 140 ' have contact areas 143 on, where the chip is held on the support arms. Except at the contacting areas 143 the chip is arranged without contact to the holding arms or the holding device. The contacting areas preferably have an area which is smaller than the area of the contact terminal. The contact areas 143 The contact connections are preferably in the region of the acoustically neutral zone of the piezoceramic layers and have line or even punctiform extension, so that the actual contact surface between contacting region 143 and holding arm 121 . 121 ' as small as possible.

An den Kontaktierungsbereichen können Kontaktierungselemente 141 vorgesehen sein, die beispielsweise als Gold-Studbumps ausgeführt sein können. Dazu wird jeweils eine Goldkugel vorzugsweise im Bereich der Schwingungsknoten auf den Kontaktanschluss 140, 140' aufgeschweißt, wobei die Kugel nach der dabei auftretenden Deformation einen Durchmesser von ungefähr 100 μm und eine Dicke von etwa 30 bis 60 μm aufweist. Der Vorteil eines derartigen Kontaktierungselements liegt neben den kleinen Abmessungen in seiner sehr präzisen Positionierbarkeit. An den Haltearmen 121, 121' können beispielsweise korrespondierend zu den Kontaktierungselementen 141, insbesondere zu den Gold-Studbumps, geprägte konkave Strukturen in den Klemmflächen der Haltearme ausgebildet werden. Dadurch kann die Lagegenauigkeit und der Sitz des Chips an den Haltearmen weiter verbessert werden.At the contacting areas contacting elements 141 be provided, which may for example be designed as gold Studbumps. For this purpose, a gold ball is preferably in the region of the nodes on the contact connection 140 . 140 ' welded, wherein the ball after the occurring deformation has a diameter of about 100 microns and a thickness of about 30 to 60 microns. The advantage of such a contacting element is in addition to the small dimensions in its very precise positioning. On the support arms 121 . 121 ' For example, corresponding to the contacting elements 141 , in particular to the gold Studbumps, embossed concave structures are formed in the clamping surfaces of the support arms. Thereby, the positional accuracy and the fit of the chip to the support arms can be further improved.

Alternativ dazu kann das Kontaktierungselement 141 an den Haltearmen angeordnet sein, indem an die Haltearme konvexe Strukturen, so genannte Kontaktwarzen, eingeprägt werden, an denen die Kontaktanschlüsse an der Haltevorrichtung gehalten werden.Alternatively, the contacting element 141 be arranged on the support arms by convex to the support arms convex structures, so-called contact lips, are impressed, at which the contact terminals are held on the holding device.

Der Zusammenhalt der einzelnen Teile der Haltevorrichtung 120 kann vorzugsweise erfolgen, indem die Grundträgerelemente 122 der Haltevorrichtung an einer Trägervorrichtung 130 befestigt werden. Die Trägervorrichtung 130 kann beispielsweise durch Formen eines duroplastischen oder thermoplastischen Kunststoffs mittels eines Formwerkzeugs gefertigt werden. Die Haltevorrichtung 120 kann beispielsweise in das Material der Trägervorrichtung 130 eingegossen sein. Neben den genannten Kunststoffen kann die Trägervorrichtung auch aus einem Material aus Glas oder Keramik gefertigt sein, auf dem die Haltevorrichtung befestigt ist oder teilweise von diesen Materialien umhüllt ist. Die Trägervorrichtung 130 kann des Weiteren als eine Leiterplatte, beispielsweise als eine HTCC-Leiterplatte oder eine organische Leiterplatte, ausgebildet sein, auf deren Oberfläche die Halterungsvorrichtung 120 mit Durchkontaktierungen angebracht ist. Um ein SMD-Bauteil auszubilden, können an der Unterseite der Trägervorrichtung 130 lötfähige Kontaktstellen angeordnet sein.The cohesion of the individual parts of the holding device 120 may preferably be done by the basic support elements 122 the holding device to a support device 130 be attached. The carrier device 130 can be made for example by molding a thermosetting or thermoplastic plastic by means of a molding tool. The holding device 120 For example, in the material of the support device 130 be poured. In addition to the plastics mentioned, the carrier device may also be made of a material made of glass or ceramic, on which the holding device is fastened or partially enveloped by these materials. The carrier device 130 may further be formed as a printed circuit board, such as a HTCC printed circuit board or an organic circuit board, on the surface of which the mounting device 120 is attached with vias. To form an SMD component, may be at the bottom of the carrier device 130 be arranged solderable contact points.

Nach dem Einklemmen des Chips, insbesondere der Kontaktierungselemente 141, zwischen die Haltearme 121, 121' sind eine Oberseite S3 sowie Seitenflächen S4 und S5 berührungsfrei zu der Haltevorrichtung angeordnet. Die Seitenflächen S1 und S6 stehen jeweils nur im Bereich der Kontaktierungselemente 141 in Kontakt mit der Haltevorrichtung 120. Die übrigen Bereiche der Seitenflächen S1 und S6 sind berührungsfrei zu der Haltevorrichtung 120 angeordnet. Eine Unterseite S2 des Chips kann auf den Grundträgerelementen 122 aufliegen und ist somit beabstandet zu der Trägervorrichtung 130 angeordnet.After clamping the chip, in particular the contacting elements 141 , between the holding arms 121 . 121 ' are an upper side S3 and side surfaces S4 and S5 arranged without contact to the holding device. The side surfaces S1 and S6 are in each case only in the region of the contacting elements 141 in contact with the holding device 120 , The remaining areas of the side surfaces S1 and S6 are non-contact with the holding device 120 arranged. A bottom S2 of the chip may be on the base support elements 122 rest and is thus spaced from the carrier device 130 arranged.

Die derart vorbereitete Anordnung aus dem Chip 110, der Haltevorrichtung 120 und der Trägervorrichtung 130 kann durch ein Verlöten oder Verschweißen der geklemmten Verbindungsstelle weiter verstärkt werden. Dies kann beispielsweise mittels eines Lasers, durch Thermokompression oder durch Ultraschall-Schweißen erfolgen. Es ist auch möglich, nur mechanisch wirksame, elektrisch aber funktionslose Verbindungen zu ergänzen, beispielsweise um Federkräfte symmetrisch aufzuteilen. Bei Chipbauelementen, bei denen die Kontaktanschlüsse nicht an gegenüberliegenden Seitenflächen angeordnet sind, kann die Gegenkraft für die Federn von geeigneten Führungen, Rastungen, Passungen oder Anschlägen aufgebracht werden, die als Teil der Haltevorrichtung oder der übrigen Anordnung ausgebildet sein können.The thus prepared arrangement of the chip 110 , the holding device 120 and the carrier device 130 can be further strengthened by soldering or welding the clamped joint. This can be done for example by means of a laser, by thermocompression or by ultrasonic welding. It is also possible to supplement only mechanically effective, electrically but functionless connections, for example, to divide spring forces symmetrically. In chip devices in which the contact terminals are not disposed on opposite side surfaces, the counterforce for the springs of suitable guides, notches, fits or attacks can be applied, which may be formed as part of the holding device or the rest of the arrangement.

2 zeigt eine weitere Ausführungsform 200 des elektrischen Bauelements, bei der ein Chip 210 an einer Haltevorrichtung 220 gehalten ist. Der Chip 210 weist ähnlich wie bei der in 1 gezeigten Ausführungsform an seiner Seitenfläche S1 Kontaktanschlüsse 240 auf. Die Kontaktanschlüsse umfassen bei der Ausführungsform 200 des Bauelements jeweils Elektrodenschichten, die an der Seitenfläche 51 an Bereichen B1 und B2 aus dem Chip 210 hervortreten, und jeweils eine Kontaktierungsschicht 242, die über den Elektrodenschichten beziehungsweise den Bereichen B1 und B2 angeordnet ist. An der der Seitenfläche S1 gegenüberliegenden Seitenfläche S6 sind Kontaktanschlüsse 240' angeordnet, die wie die Kontaktanschlüsse 240 von Elektrodenschichten gebildet werden, über denen eine Kontaktierungsschicht 242 angeordnet ist. Die Kontaktierungsschicht 242 kann wie bei der Ausführungsform 100 ausgebildet sein. Zur Fixierung des Chips an der Haltevorrichtung 220, 220' ist ein Kontaktierungselement 241 an dem Kontaktanschluss 240 angeordnet. Das Kontaktierungselement 241 weist eine kleinere Fläche als der Kontaktanschluss 240, 240' auf, sodass der Chip nur an einer kleinen Berührungsfläche an einem Haltearm 221, 221'. der Haltevorrichtung 220, 220' gehalten ist. Die Kontaktierungselemente 241 können beispielsweise wieder als Gold-Studbumps ausgebildet sein. 2 shows a further embodiment 200 of the electrical component in which a chip 210 on a holding device 220 is held. The chip 210 similar to the one in 1 shown embodiment on its side surface S1 contact terminals 240 on. The contact terminals include in the embodiment 200 of the component respectively electrode layers, on the side surface 51 at areas B1 and B2 from the chip 210 emerge, and in each case a contacting layer 242 that over the electrode layers or the areas B1 and B2 is arranged. On the side surface S6 opposite the side surface S1 are contact terminals 240 ' arranged like the contact terminals 240 are formed by electrode layers over which a contacting layer 242 is arranged. The contacting layer 242 can as in the embodiment 100 be educated. For fixing the chip to the holding device 220 . 220 ' is a contacting element 241 at the contact connection 240 arranged. The contacting element 241 has a smaller area than the contact terminal 240 . 240 ' so that the chip only on a small contact surface on a support arm 221 . 221 ' , the holding device 220 . 220 ' is held. The contacting elements 241 For example, they can again be designed as gold studbumps.

Der Chip 210 wird bei der in 2 gezeigten Ausführungsform in einer als Rahmen ausgebildete Trägervorrichtung 230 eingeklemmt. Die rahmenförmige Trägervorrichtung weist an ihrer Innenseite teilweise freigelegte Durchkontaktierungen auf. Die Trägervorrichtung kann beispielsweise als eine Leiterplatte mit einer rechteckigen Ausfräsung beziehungsweise Ausstanzung ausgeführt sein. Die Durchkontaktierungen bilden die Haltearme 221, 221', an denen der Chip gehalten ist, und stehen wiederum in Verbindung mit externen Anschlüssen. Die gezeigte Anordnung kann auch durch Kontaktstanzungen an der Innenseite eines spritzgegossenen Kunststoffrahmens (gebogenes-Pre-Mold-Leadframe) gebildet werden.The chip 210 will be at the in 2 shown embodiment in a carrier formed as a frame 230 trapped. The frame-shaped support device has on its inside partially exposed vias. The carrier device can be designed, for example, as a printed circuit board with a rectangular cutout or punched out. The plated-through holes form the retaining arms 221 . 221 ' on which the chip is held, and in turn are in communication with external terminals. The arrangement shown can also be formed by contact punches on the inside of an injection-molded plastic frame (bent-Pre-Mold-Leadframe).

Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform des elektrischen Bauelements sind die Seitenflächen S1 und S6 außer im Bereich der Kontaktierungselemente berührungsfrei an der Haltevorrichtung 220 und dem Rahmen 230 angeordnet. Im Falle eines piezoelektrischen Chipbauelements, beispielsweise eines piezoelektrischen Transformators, sind die Kontaktierungselemente 241 im Bereich von Schwingungsknoten der piezoelektrischen Keramik angeordnet. Die übrigen Seitenflächen S4 und S5 sowie die Oberseite S3 und die Unterseite S2 des Chips sind berührungsfrei zu der Haltevorrichtung angeordnet.At the in 2 shown embodiment of the electrical component, the side surfaces S1 and S6 are contactless except for in the region of the contacting elements on the holding device 220 and the frame 230 arranged. In the case of a piezoelectric chip component, for example a piezoelectric transformer, the contacting elements are 241 arranged in the region of vibration nodes of the piezoelectric ceramic. The remaining side surfaces S4 and S5 and the upper side S3 and the lower side S2 of the chip are arranged without contact with the holding device.

3 zeigt eine Ausführungsform 300 eines elektrischen Bauelements, bei dem ein Chip 310 an einer Haltevorrichtung 320 gehalten ist. Der Chip 310 weist an den zu kontaktierenden Elektrodenbereichen 10 und 20, die an den Bereichen B1 und B2 der Seitenfläche S1 an der Oberfläche der Seitenfläche S1 hervortreten, und eine metallische Kontaktierungsschicht 342 auf. Die Elektrodenschichten 10, 20 und die jeweilige Kontaktierungsschicht 342 bilden an den Seitenflächen S1 und S6 Kontaktanschlüsse 340 und 340'. Die Haltevorrichtung 320 ist ähnlich der in 1 gezeigten Haltevorrichtung als eine Führungsrahmen-Anordnung (Leadframe) ausgebildet und weist Grundträgerelemente 322 auf, an denen jeweils ein Haltearm flexibel und biegsam angeordnet ist. Die Haltearme 321 und 321' sind an verschiedenen Grundträgerelementen an gegenüberliegenden Seiten der Haltevorrichtung angeordnet. 3 shows an embodiment 300 an electrical component in which a chip 310 on a holding device 320 is held. The chip 310 indicates the electrode areas to be contacted 10 and 20 which protrude at the areas B1 and B2 of the side surface S1 on the surface of the side surface S1, and a metallic contacting layer 342 on. The electrode layers 10 . 20 and the respective contacting layer 342 form on the side surfaces S1 and S6 contact terminals 340 and 340 ' , The holding device 320 is similar to the one in 1 shown retaining device formed as a guide frame assembly (leadframe) and has basic support elements 322 on, on each of which a holding arm is arranged flexibly and flexibly. The holding arms 321 and 321 ' are arranged on different basic support elements on opposite sides of the holding device.

Die Haltevorrichtung 320 ist auf einer Trägervorrichtung 330 angeordnet, die eine der in 1 genannten Ausführungsformen aufweisen kann. Die Grundträgerelemente 322 sind von der Oberseite der Trägervorrichtung 330 beabstandet angeordnet. Dadurch lassen sich mit den Grundträgerelementen 322 und den Haltearmen 321, 321' nachgiebigere Federstrukturen realisieren. Diese dienen einer besseren Stressentkopplung sowie dem Ausgleich größerer Chipbreiten-Toleranzen beim Einklemmen des Chips zwischen die einander gegenüberliegenden Haltearme.The holding device 320 is on a support device 330 arranged one of the in 1 may have mentioned embodiments. The basic carrier elements 322 are from the top of the carrier device 330 spaced apart. This can be done with the basic carrier elements 322 and the support arms 321 . 321 ' realize more resilient spring structures. These serve to better stress decoupling and the compensation of larger chip width tolerances when clamping the chip between the opposite support arms.

Bei der in 3 gezeigten Ausführungsform des elektrischen Bauelements 300 sind die Haltearme 321 derart orientiert an den jeweiligen Grundträgerelementen angeordnet, dass sie den Chip 310 mit ihrer Schmalseite klemmen, die beispielsweise lediglich eine Materialstärke im Bereich von 50 μm bis 100 μm, vorzugsweise eine Materialstärke von 80 μm, aufweisen kann. Obwohl der Chip 310 ohne zusätzliche Kontaktierungselemente in die Leadframe-Anordnung 12 eingeklemmt wird, werden die Kontaktanschlüsse somit nur entlang eines schmalen Bereichs der Haltearme berührt.At the in 3 shown embodiment of the electrical component 300 are the holding arms 321 oriented to the respective basic carrier elements arranged so that they are the chip 310 clamp with their narrow side, for example, only a material thickness in the range of 50 microns to 100 microns, preferably a material thickness of 80 microns, may have. Although the chip 310 without additional contacting elements in the leadframe arrangement 12 is clamped, the contact terminals are thus touched only along a narrow portion of the support arms.

Die Berührungslinie kann nahezu beliebig weiter verkürzt werden, indem die Haltevorrichtung eine dem Chip zugewandte Auflageeinrichtung 323 aufweist. Die Auflageeinrichtung 323 kann als ein kleiner Vorsprung, beispielsweise in Form einer Spitze, einer Nase oder eines Kreisabschnitts an den jeweiligen Haltearmen vorgesehen sein. Der Chip 310 liegt somit mit seiner Unterseite S2 lediglich auf der kleinen Fläche der Auflageeinrichtungen 323 auf. Ansonsten ist die Unterseite S2 beabstandet zu den Grundträgerelementen 322 und beabstandet zu der Trägervorrichtung 330 angeordnet. Ähnlich der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsformen ist der Chip an den Seitenflächen S4, S5 und an der Oberseite S3 berührungsfrei zu der Haltevorrichtung angeordnet.The contact line can be shortened almost arbitrarily further by the holding device a chip facing support means 323 having. The support device 323 may be provided as a small projection, for example in the form of a tip, a nose or a circular section on the respective support arms. The chip 310 thus lies with its underside S2 only on the small surface of the support means 323 on. Otherwise, the underside S2 is spaced from the basic support elements 322 and spaced from the support device 330 arranged. Similar in the 1 and 2 In the embodiments shown, the chip is arranged on the side surfaces S4, S5 and on the top side S3 without contact with the holding device.

4 zeigt eine weitere Ausführungsform 400 des elektrischen Bauelements, wobei in 4 drei Herstellungsschritte zur Herstellung des elektrischen Bauelements gezeigt sind. Die Trägervorrichtung 430 und die Haltevorrichtung 420 können beispielsweise nach der in 3 gezeigten Ausführungsform ausgebildet sein. Im Unterschied zu den in den 1, 2 und 3 gezeigten Ausführungsformen des Chips entfällt bei der in 4 gezeigten Ausführungsform zunächst die Vorbereitung der Kontaktanschlüsse, bei der die an den Seitenflächen S1 und S6 offenen Metalllagen der Elektrodenschichten mit einer Kontaktmetallisierung als Kontaktierungsschicht überzogen werden, bevor der Chip an der Haltevorrichtung 420 geklemmt wird. Stattdessen wird der Chip 410 unmittelbar mit den offenen Elektrodenschichten 10 und 20 zwischen den Haltearmen 421, 421' der Haltevorrichtung 420 im Klemmsitz angeordnet. 4 shows a further embodiment 400 of the electrical component, wherein in 4 three manufacturing steps are shown for the production of the electrical component. The carrier device 430 and the holding device 420 For example, after the in 3 be shown embodiment. Unlike the ones in the 1 . 2 and 3 shown embodiments of the chip is omitted in the in 4 shown embodiment, first the preparation the contact terminals, in which the metal layers of the electrode layers which are open on the side surfaces S1 and S6 are coated with a contact metallization as the contacting layer, before the chip on the holding device 420 is clamped. Instead, the chip 410 directly with the open electrode layers 10 and 20 between the holding arms 421 . 421 ' the holding device 420 arranged in a press fit.

Nach dem Klemmen besteht nachträglich weiterhin die Möglichkeit, die Elektrodenschichten mit einer Kontaktierungsschicht zu überziehen. Bei der in 4 im Vordergrund gezeigten Ausführungsform ist über den Bereiche B1 und B2 der Seitenfläche S1, an denen die Elektrodenschichten 10 und 20 an der Oberfläche der Seitenfläche S1 hervortreten, jeweils die Kontaktierungsschicht 442 angeordnet. Diese Kontaktierungsschicht dient, wie bei den vorangegangenen Ausführungsformen, dazu, sicherzustellen, dass alle Elektrodenschichten elektrisch angebunden werden, und ist ferner vorgesehen, um eine feste, hochbelastbare, auch bezüglich mechanischem Schock, Strom und Temperatur, Verbindung herzustellen.After clamping, it is subsequently possible to coat the electrode layers with a contacting layer. At the in 4 Embodiment shown in the foreground is over the areas B1 and B2 of the side surface S1, where the electrode layers 10 and 20 emerge on the surface of the side surface S1, in each case the contacting layer 442 arranged. This contacting layer serves, as in the previous embodiments, to ensure that all the electrode layers are electrically connected, and is further provided to produce a strong, highly resilient, also with respect to mechanical shock, current and temperature, connection.

Zur Herstellung der Kontaktierungsschicht können die Elektrodenschichten im gesamten Verbindungsbereich B1 und B2 an den Seitenflächen S1 und S6 durch thermisches Spritzen einer Metallschicht überschichtet werden. Somit werden erst nach dem Einklemmen des Chips in die Haltevorrichtung metallisierte Kontaktanschlüsse 440 gebildet. Die Kontaktanschlüsse 440 sind derart ausgebildet, dass in Richtung der Höhe des Chips alle Elektrodenlagen überschichtet sind, jedoch nicht zwingend ihre gesamte Breite von der metallischen Kontaktierungsschicht bedeckt ist. Wenn der Chip 410 als ein piezoelektrischer Wandler, beispielsweise als ein piezoelektrischer Transformator, ausgebildet ist, wird der flächige Teil der Metallschicht 442 der Kontaktanschlüsse 440, 440' relativ dünn gehalten. Die Kontaktierungsschicht 442 der Kontaktanschlüsse 440, 440' weist beispielsweise eine Dicke im Bereich zwischen 10 μm und 30 μm auf. Im Übergangsbereich 450 zum Leadframe sind dickere Schichten verträglich, in 4 im Vordergrund angedeutet durch eine Hohlkehle, da hier im gezeigten Ausführungsbeispiel eine akustisch neutrale Zone verläuft.In order to produce the contacting layer, the electrode layers in the entire connecting region B1 and B2 can be overlaid on the side surfaces S1 and S6 by thermal spraying of a metal layer. Thus, only after the clamping of the chip in the holding device metallized contact terminals 440 educated. The contact connections 440 are formed such that in the direction of the height of the chip all electrode layers are covered, but not necessarily their entire width is covered by the metallic contacting layer. If the chip 410 is formed as a piezoelectric transducer, for example, as a piezoelectric transformer, the flat part of the metal layer 442 the contact connections 440 . 440 ' kept relatively thin. The contacting layer 442 the contact connections 440 . 440 ' has, for example, a thickness in the range between 10 .mu.m and 30 .mu.m. In the transition area 450 To the leadframe thicker layers are compatible, in 4 indicated in the foreground by a groove, since in the embodiment shown here runs an acoustically neutral zone.

Die Kontaktierungsschicht 442 kann beispielsweise durch den Prozess des thermischen Spritzens in den Bereichen B1 und B2 der Seitenflächen S1 und S6 auf die dort aus dem Chip hervortretenden Elektrodenschichten 10 und 20 aufgebracht werden. Das thermische Spritzen umfasst eine Familie hochleistungsfähiger Oberflächenbeschichtungsverfahren für Schichten im Bereich von zirka 10 μm bis mehrere Millimeter. Abscheidbar sind verschiedenste Materialien, darunter die meisten Metalle und Legierungen, beispielsweise Weichlote, wie zum Beispiel Zinn, Blei, Zink, hochleitende Schichten, wie zum Beispiel Aluminium, Kupfer oder Silber, eisenbasierte Legierungen, wie zum Beispiel Chrom-/Nickelstähle, und hochschmelzende Metalle, wie zum Beispiel Molybdän. Die Abscheideraten liegen deutlich über denen üblicher Gasphasen-Verfahren (PVD, CVD) oder der Galvanik und können mehr als 10 kg pro Stunde erreichen. Es werden keine Startschichten wie bei elektrochemischen Verfahren oder beim Lotauftrag benötigt. Schließlich können Form und Dickenprofil des Beschichtungsareals in einfacher Weise durch Düsenform, Relativbewegung Düse/Werkstück oder Schablonen gesteuert werden.The contacting layer 442 can, for example, by the process of thermal spraying in the areas B1 and B2 of the side surfaces S1 and S6 on the there emerging from the chip electrode layers 10 and 20 be applied. Thermal spraying involves a family of high performance surface coating processes for layers ranging from about 10 microns to several millimeters. Various materials can be deposited, including most metals and alloys, for example soft solders, such as tin, lead, zinc, highly conductive layers, such as aluminum, copper or silver, iron-based alloys, such as chromium / nickel steels, and refractory metals , such as molybdenum. The deposition rates are well above those of conventional gas-phase processes (PVD, CVD) or electroplating and can reach more than 10 kg per hour. No starting layers are required, as is the case with electrochemical processes or with solder application. Finally, the shape and thickness profile of the coating area can be controlled in a simple manner by nozzle shape, relative movement nozzle / workpiece or stencils.

Zum thermischen Spritzen der Verbindungsschicht können folgende Verfahren verwendet werden: Flammspritzen und Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen, Kaltgasspritzen, Laserspritzen, Lichtbogenspritzen und Plasmaspritzen. Beim Flammspritzen und Hochgeschwindigkeits-Flammspritzen werden Trägergasmischungen verbrannt und mittels Expansionsdüsen auf sehr hohe Strömungsgeschwindigkeiten beschleunigt. Die in dem Gasstrahl eingebrachten Spritzpartikel, mit Korngrößen im Bereich von 0,1 μm bis 100 μm, treffen aufgeschmolzen und entsprechend beschleunigt auf die Werkstückoberflächen und bilden dort bei nur mäßigem Wärmeeintrag sehr dichte, gut haftende Schichten. Beim Kaltgasspritzen liegt die Trägergastemperatur zwischen Raumtemperatur und nur wenigen 100°C. Die Geschwindigkeit des Gasstrahls wird jedoch bis auf mehrfache Schallgeschwindigkeit gesteigert. Die Verdichtung und die Haftung der Schicht werden allein aufgrund der hohen kinetischen Partikelenergie erzielt. Beim Laserspritzen werden die Spritzpartikel mit einem Gasstrahl auf die zu beschichtende Oberfläche geblasen, dort jedoch in einem Laserbrennfleck aufgeschmolzen. Beim Lichtbogenspritzen wird ein Lichtbogen zwischen zwei drahtförmigen, aus dem Spritzwerkstoff bestehenden Elektroden gezündet. Das aufschmelzende Material wird mit einem Zerstäubergas auf die Werkstückoberfläche geschleudert. Das Plasmaspritzen ähnelt dem Lichtbogenspritzen, jedoch wird hier pulverförmiges Spritzgut in einem Plasma-Jet eingedüst.For thermal spraying of the bonding layer, the following methods can be used: flame spraying and high-speed flame spraying, cold gas spraying, laser spraying, arc spraying and plasma spraying. In flame spraying and high-speed flame spraying, carrier gas mixtures are burned and accelerated to very high flow velocities by means of expansion nozzles. The spray particles introduced in the gas jet, with grain sizes in the range from 0.1 μm to 100 μm, melt and accelerate accordingly onto the workpiece surfaces and form very dense, well-adhering layers with only moderate heat input. In cold gas spraying, the carrier gas temperature is between room temperature and only a few 100 ° C. However, the speed of the gas jet is increased up to several times the speed of sound. The compaction and the adhesion of the layer are achieved solely because of the high kinetic particle energy. In laser spraying, the spray particles are blown with a gas jet onto the surface to be coated, where they are melted in a laser focal spot. When arc spraying an arc between two wire-shaped, consisting of the spray material electrodes is ignited. The melting material is thrown onto the workpiece surface with a nebulizer gas. The plasma spraying is similar to the arc spraying, but here powdered sprayed material is injected in a plasma jet.

Die in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsformen, bei denen die Kontaktanschlüsse nicht allein durch die Elektrodenschichten, sondern ebenfalls durch die über den Bereichen B1 und B2 angeordnete Kontaktierungsschichten gebildet werden, können die Kontaktierungsschichten 142, 242 und 342 auch mit Hilfe gemäß einem der genannten Verfahren aufgebracht werden. Des Weiteren können die oben genannten Ausführungsformen, die bereits eine Kontaktmetallisierung aufweisen, ebenfalls auf diese Weise mit einer lokalen Metallüberschichtung im Verbindungsbereich entsprechend verstärkt werden. Dazu gibt es zwei Prozessalternativen: das Tauchlöten und das Galvanisieren.The in the 1 to 3 In embodiments shown in which the contact connections are formed not only by the electrode layers but also by the contacting layers arranged above the regions B1 and B2, the contacting layers can be formed 142 . 242 and 342 also be applied with the aid of one of the mentioned methods. Furthermore, the above-mentioned embodiments, which already have a contact metallization, can likewise be correspondingly reinforced in this way with a local metal overlay in the connection region. There are two process alternatives: dip soldering and electroplating.

Beim Tauchlöten muss die flächige Kontaktmetallisierung der Kontaktanschlüsse lotbenetzbar sein, beispielsweise Metalle wie Kupfer, Zinn, Zink, Nickel, Palladium, Silber oder Gold, beziehungsweise Legierung oder Schichtsysteme daraus aufweisen. Entsprechendes gilt für die Oberfläche der Haltearme im Verbindungsbereich. Der Verbindungsbereich wird dann durch Tauchen des Leadframes mit dem eingeklemmten Chip in ein Lotbad mit dem geschmolzenen Lotmetall, beispielsweise einer Zinn-basierten Legierung, überzogen. Alternativ kann das Lot auch als Paste oder Folienstanzteil im Verbindungsbereich deponiert oder als Beschichtung auf der Metallschicht der Kontaktanschlüsse beziehungsweise dem Haltearm bereitgestellt und dann in einem Ofen umgeschmolzen werden.In dip soldering, the surface contact metallization of the contact terminals must be solder wettable, for example, metals such as copper, tin, zinc, nickel, palladium, silver or gold, or have alloy or layer systems thereof. The same applies to the surface of the holding arms in the connection area. The connection area is then coated by dipping the leadframe with the clamped chip in a solder bath with the molten solder metal, for example a tin-based alloy. Alternatively, the solder may also be deposited as a paste or sheet dance part in the connection region or provided as a coating on the metal layer of the contact terminals or the holding arm and then remelted in an oven.

Beim Galvanisieren eignet sich nahezu jedes Metall für die Kontaktmetallisierung. Mit stromlosen nasschemischen Verfahren oder Elektroplattieren werden metallische Schichten, die vorzugsweise Kupfer oder Nickel enthalten, auf den Elektrodenschichten als Kontaktmetallisierung und auf den Haltearmen aufgebaut, bis diese im Verbindungsbereich zusammenwachsen und einen haltbaren Übergang bilden. Der besondere Vorteil beim Galvanisieren und thermischen Spritzen ist, dass hierbei hochschmelzende Metalle eingesetzt werden können, die im Gegensatz zu Weichloten beim Einlöten des Bauteils in eine Schaltung oder im Betrieb nicht wieder aufschmelzen. Beispielsweise können Metalle mit einer Schmelztemperatur von mehr als 300°C, vorzugsweise von mehr als 400°C und besonders bevorzugt von mehr als 600°C verwendet werden.In electroplating, almost every metal is suitable for contact metallization. With electroless wet chemical processes or electroplating, metallic layers, preferably containing copper or nickel, are built up on the electrode layers as contact metallization and on the support arms until they grow together in the connection region and form a durable junction. The particular advantage of electroplating and thermal spraying is that refractory metals can be used which, unlike soft solders, do not melt again during soldering of the component into a circuit or during operation. For example, metals having a melting temperature of more than 300 ° C, preferably more than 400 ° C, and more preferably more than 600 ° C can be used.

5 zeigt eine Ausführungsform 500 eines elektrischen Bauelements mit einem Chip 510 und einer Haltevorrichtung 520, bei der die Haltearme 521, 521' und die Auflageeinrichtungen 523 wie bei der in 3 gezeigten Ausführungsform ausgebildet sind. Die Haltearme sind an Grundträgerelementen 522 angeordnet, die aus einer Trägervorrichtung 530 herausgeführt sind. Somit bilden die Grundträgerelemente an den herausgeführten Bereichen 524 Kontaktanschlüsse zum Anlegen einer Spannung an den Chip. 5 shows an embodiment 500 an electrical component with a chip 510 and a holding device 520 in which the retaining arms 521 . 521 ' and the support facilities 523 as with the in 3 shown embodiment are formed. The retaining arms are on basic support elements 522 arranged, consisting of a support device 530 led out. Thus, the basic support elements form on the lead-out areas 524 Contact terminals for applying a voltage to the chip.

Die Ausführungsform der 5 zeigt, wie ein bedrahtetes und somit nicht zwingend SMD-fähiges Bauelement aufgebaut sein kann. Bei der Leadframe-Struktur kann die Trägervorrichtung 530 als ein spritzgegossenes Kunststoffteil ausgeführt sein. Die Trägervorrichtung kann als ein Rahmen ausgebildet sein. Es kann des Weiteren zusätzlich eine Bodenplatte und nach Einsetzen des Chips auch ein Deckel auf dem Rahmen 530 befestigt werden.The embodiment of the 5 shows how a wired and therefore not mandatory SMD-capable device can be constructed. In the leadframe structure, the carrier device 530 be designed as an injection-molded plastic part. The support device may be formed as a frame. It can also further a bottom plate and after inserting the chip, a lid on the frame 530 be attached.

6 zeigt eine Ausführungsform 600 eines elektrischen Bauelements, bei der ein Chip 610 an einer Haltevorrichtung 620 gehalten ist. Der Chip weist mehrere Seitenflächen S1, S2, S3, S4, S5 und S6 auf. An den Seitenflächen S1 und S6 sind Elektrodenschichten 10, 20 herausgeführt, über denen eine Kontaktierungsschicht 642 angeordnet ist. Die Kontaktierungsschicht kann eine Schicht, insbesondere eine metallische Schicht, wie bei der Ausführungsform 100 der 1 sein. Die mit der jeweiligen Kontaktierungsschicht metallisierten Elektrodenschichten bilden an den Seitenflächen S1 und S6 Kontaktanschlüsse 640 und 640'. 6 shows an embodiment 600 an electrical component in which a chip 610 on a holding device 620 is held. The chip has a plurality of side surfaces S1, S2, S3, S4, S5 and S6. On the side surfaces S1 and S6 are electrode layers 10 . 20 led out, over which a contacting layer 642 is arranged. The contacting layer may be a layer, in particular a metallic layer, as in the embodiment 100 of the 1 be. The electrode layers metallized with the respective contacting layer form contact terminals on the side surfaces S1 and S6 640 and 640 ' ,

Im Unterschied zu den in den 1 bis 5 gezeigten Ausführungsformen weist die Haltevorrichtung 620 lediglich Drähte als Haltearme 621, 621' auf. Der Chip 610 ist an der Haltevorrichtung 620 gehalten, indem die Kontaktanschlüsse 640, 640' jeweils an den Drähten 621, 621' befestigt sind. Außer an den Kontaktanschlüssen 640, 640' sind die Seitenflächen S1 und S6 berührungsfrei zu der Haltevorrichtung 620 angeordnet. Zur Befestigung der Drähte an den Kontaktanschlüssen 640, 640' werden die Drähte zunächst an die Bereiche B1 und B2 angehalten. Anschließend wird die jeweilige Kontaktierungsschicht 642 sowohl auf den jeweiligen Draht 621, 621' als auch auf die Bereiche B1 und B2 beziehungsweise die dort aus dem Chip hervortretenden Elektrodenschichten 10 und 20 aufgebracht. Die Drähte werden somit durch die Metallüberschichtung der Kontaktierungsschicht an den Kontaktanschlüssen 640, 640' kontaktiert.Unlike the ones in the 1 to 5 embodiments shown, the holding device 620 only wires as holding arms 621 . 621 ' on. The chip 610 is on the fixture 620 held by the contact terminals 640 . 640 ' each on the wires 621 . 621 ' are attached. Except at the contact connections 640 . 640 ' the side surfaces S1 and S6 are non-contact with the holding device 620 arranged. To attach the wires to the contact terminals 640 . 640 ' The wires are first stopped at the areas B1 and B2. Subsequently, the respective contacting layer 642 both on the respective wire 621 . 621 ' as well as on the areas B1 and B2 or the electrode layers emerging therefrom from the chip 10 and 20 applied. The wires thus become due to the metal overlay of the contacting layer at the contact terminals 640 . 640 ' contacted.

Die Kontaktierungsschicht kann, wie bei den vorangegangenen Ausführungsbeispielen 100, 200, 300, 400 und 500, beispielsweise als eine Schicht aus Metall mit einer Schmelztemperatur von mehr als 300°C, vorzugsweise von mehr als 400°C und besonders bevorzugt von mehr als 600°C ausgebildet sein. Die Verbindungsschicht 640 wird durch galvanische Abscheidung oder durch thermisches Spritzen nach einem der oben genannten Verfahren aufgebracht. Die Drähte 621 dienen als Halterung des Chips sowie als externe Anschlüsse zum Anlegen einer Spannung an den Chip.The contacting layer can, as in the previous embodiments 100 . 200 . 300 . 400 and 500 For example, be formed as a layer of metal having a melting temperature of more than 300 ° C, preferably more than 400 ° C and particularly preferably more than 600 ° C. The connection layer 640 is applied by electrodeposition or by thermal spraying according to one of the above-mentioned methods. The wires 621 serve as a holder of the chip as well as external connections for applying a voltage to the chip.

Sämtliche Ausführungsformen des elektrischen Bauelements 100, 200, 300, 400, 500 und 600 können mit Abdeckungen, Kappen oder Gehäusen ausgestattet werden, sofern dies zum Schutz vor Beschädigung, Verunreinigung oder Berührung erforderlich ist.All embodiments of the electrical component 100 . 200 . 300 . 400 . 500 and 600 can be fitted with covers, caps or housings, if necessary to protect against damage, contamination or contact.

7 zeigt eine mögliche Ausführungsform 700 des elektrischen Bauelements mit einem Gehäuse. Die Ausführungsform 700 ist in 7 beispielhaft als eine Weiterbildung der in 1 gezeigten Ausführungsform 100 gezeigt, kann aber ohne weiteres auf die weiteren Ausführungsformen 200, ..., 600 übertragen werden. Gemäß der Ausführungsform 700 sind der Chip, beispielsweise der Chip 110, die Haltevorrichtung, beispielsweise die Haltevorrichtung 120, und die Trägervorrichtung, beispielsweise die Trägervorrichtung 130, in einem Gehäuse 710 angeordnet. Ein Hohlraum 720 zwischen dem Gehäusekörper 710 und dem Chip kann mit einer Flüssigkeit 730 zur Wärmeableitung, beispielsweise einem Silikonöl, gefüllt sein. 7 shows a possible embodiment 700 of the electrical component with a housing. The embodiment 700 is in 7 exemplified as a further education in 1 shown embodiment 100 but can be readily shown in the further embodiments 200 , ..., 600 be transmitted. According to the embodiment 700 are the chip, for example the chip 110 , the holding device, for example, the holding device 120 , and the carrier device, for example the carrier device 130 in a housing 710 arranged. A cavity 720 between the housing body 710 and the chip can handle a liquid 730 for heat dissipation, such as a silicone oil to be filled.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Eingangsbereichentrance area
22: Ausgangsbereichoutput range
10, 2010, 20: Elektrodenschichtenelectrode layers
100100: elektrisches Bauelementelectrical component
110110: Chipchip
120120: Haltevorrichtungholder
121121: Haltearmholding arm
122122: GrundträgerelementBase support element
130130: Trägervorrichtungsupport device
140140: KontaktanschlussContact Termination
141141: Kontaktierungselementcontacting
200200: elektrisches Bauelementelectrical component
210210: Chipchip
220220: Haltevorrichtungholder
221221: Haltearmholding arm
230230: Trägervorrichtungsupport device
240240: KontaktanschlussContact Termination
241241: Kontaktierungselementcontacting
300300: elektrisches Bauelementelectrical component
310310: Chipchip
320320: Haltevorrichtungholder
321321: Haltearmholding arm
322322: GrundträgerelementBase support element
323323: Auflageeinrichtungsupport device
330330: Trägervorrichtungsupport device
340340: KontaktanschlussContact Termination
400400: elektrisches Bauelementelectrical component
410410: Chipchip
420420: Haltevorrichtungholder
421421: Haltearmholding arm
430430: Trägervorrichtungsupport device
440440: KontaktanschlussContact Termination
450450: Übergangsbereich Kontaktanschluss/LeadframeTransition region contact connection / leadframe
500500: elektrisches Bauelementelectrical component
510510: Chipchip
520520: Haltevorrichtungholder
530530: Trägervorrichtungsupport device
540540: KontaktanschlussContact Termination
600600: elektrisches Bauelementelectrical component
610610: Chipchip
620620: Haltevorrichtungholder
621621: Drahtwire
640640: KontaktanschlussContact Termination
700700: elektrisches Bauelementelectrical component
710710: Gehäusecasing

Claims

An electrical component with a holder of a chip, comprising: a chip ( 110 . 210 . 310 . 410 . 510 ) with several side surfaces (S1, S2, S3, S4, S5, S6) and with a contact connection ( 140 . 240 . 340 . 440 . 540 ) for applying a voltage to the chip, wherein the contact terminal ( 140 , ..., 540 ) is arranged on a first of the side surfaces (S1) of the chip, - a holding device ( 120 . 220 . 320 . 420 . 520 ) with a first holding arm ( 121 . 221 . 321 . 421 . 521 ) and a second holding arm ( 121 ' . 221 ' . 321 ' . 421 ' . 521 ' ), which are respectively formed for electrical contacting of the chip and for mechanical retention of the chip on the holding device, - wherein the chip ( 120 , ..., 520 ) is held by a clamping between the first and second support arm, - wherein the chip ( 110 , ..., 510 ) one of the first and second support arms ( 121 , ..., 521 . 121 ' , ..., 521 ' ) at the contact terminal ( 140 , ..., 540 ) and the first of the side surfaces (S1) of the chip except at the contact 140 , ..., 540 ) non-contact to the holding device ( 120 , ..., 520 ) is arranged.

Electrical component according to claim 1, - wherein the holding device ( 120 320 . 420 . 520 ) at least one basic carrier element ( 122 . 322 . 422 . 522 ), - wherein the first holding arm ( 121 . 321 . 421 . 521 ) and the second arm ( 121 ' . 321 ' . 421 ' . 521 ' ) on the basic carrier element ( 123 . 323 . 423 . 523 ) are arranged so elastically bendable that the chip ( 110 . 310 . 410 . 510 ) is fixed between the first holding arm and the second holding arm by the clamping.

Electrical component according to one of claims 1 or 2, - wherein the contact terminal ( 140 . 240 ) a contacting element ( 141 . 241 ) for mechanical and electrical contacting of the chip with the holding device and the contacting element ( 141 . 241 ) of the contact terminal has a smaller area than the contact terminal ( 140 . 240 ), - wherein the chip on the contacting element ( 141 . 241 ) of the contact terminal on the one of the first and second support arms ( 120 . 220 ) and the contact connection ( 140 . 240 ) except at the contacting element ( 141 . 241 ) contactlessly with the one of the first and second holding arms ( 120 . 220 ) is arranged.

Electrical component according to one of claims 1 to 3, - wherein the holding device ( 320 ) a support device ( 323 ), wherein - a portion of a second of the side surfaces (S2) of the chip on the support device ( 323 ) rests and the second of the side surfaces (S2) except in the region of the support device of the second of the side surfaces without contact to the holding device ( 320 ) is arranged.

Electrical component according to one of Claims 1 to 4, - the chip ( 110 , ..., 610 ) comprises a material of a piezoelectric ceramic, which comprises a plurality of superimposed metal layers ( 10 . 20 ), wherein the metal layers protrude at a region (B1) of the first of the plurality of side surfaces (S1) of the chip, - wherein the contact connection ( 140 , ..., 640 ) a contacting layer ( 142 . 242 . 342 . 442 . 542 . 642 ) disposed over the region (B1) of the first one of the plurality of side surfaces (S1) of the chip.

Electrical component according to one of claims 1 to 5, wherein the holding device ( 120 , ..., 520 ) is formed as a lead frame structure.

An electrical component with a holder of a chip, comprising: a chip ( 610 ) having a plurality of side surfaces (S1, S2, S3, S4, S5, S6), wherein the chip is a material made of a piezoelectric ceramic, which has a plurality of metal layers ( 10 . 20 ), the metal layers ( 10 . 20 ) emerge at a region (B1) of at least one of the several side surfaces (S1) of the chip, - a holding device ( 620 ) with a wire ( 621 ), - a contact connection ( 640 ) for applying a voltage to the metal layers ( 10 . 20 ), - whereby the contact connection ( 640 ) a contacting layer ( 642 ), wherein the contacting layer ( 642 ) over the region (B1) of the at least one of the plurality of side surfaces (S1) of the chip and over the wire ( 621 ) is arranged such that the wire ( 621 ) is held on the region (B1) of the at least one of the side surfaces (S1) of the chip, wherein the one of the plurality of side surfaces (S1) of the chip except the region (B1) without contact with the holding device ( 620 ), wherein - the contacting layer ( 642 ) is formed as a layer of metal which is deposited by electrodeposition or thermal spraying over the region (B1) of the at least one of the plurality of side surfaces (S1) of the chip and the wire (FIG. 621 ) is arranged.

Electrical component according to one of claims 1 to 7, wherein the contacting layer ( 142 . 242 . 342 . 442 . 542 642 ) has a layer of metal with a melting temperature of more than 300 ° C.

Electrical component according to one of Claims 1 to 8, - the chip ( 110 , ..., 610 ) is formed as a piezoelectric transducer, in particular as a piezoelectric transformer, - wherein the chip ( 110 , ..., 610 ) on the holding device ( 120 , ..., 620 ) is maintained that an area of the contact terminal ( 140 , ..., 640 ), at which the contact terminal contacts the holding device, is arranged at a vibration node of the piezoelectric transducer.

Electrical component according to one of claims 1 to 9, comprising: - a housing ( 710 ), - where the chip ( 110 , ..., 610 ) and the holding device ( 120 , ..., 620 ) in the housing ( 700 ) are arranged, - whereby a cavity ( 720 ) between the housing body ( 700 ) and the chip ( 110 , ..., 610 ) with a liquid for heat dissipation ( 730 ), in particular an oil, is filled.

Electrical component according to one of claims 1 to 10, wherein the chip ( 110 , ..., 610 ) is formed as a piezoelectric transducer, a thermoelectric transducer, a Peltier element, a heating element, an infrared radiator or as a heat exchanger.

Method for producing an electrical component with a holder of a chip, comprising: - providing a chip ( 110 , ..., 510 ) with several side surfaces (S1, S2, S3, S4, S5, S6) and with a contact connection ( 140 . 240 . 340 . 440 . 540 ) for applying a voltage to the chip, wherein the contact terminal ( 140 , ..., 540 ) is arranged on one of the side surfaces (S1) of the chip, - providing a holding device ( 120 , ..., 520 ) with a first holding arm ( 121 , ..., 521 ) and a second holding arm ( 121 ' . 221 ' . 321 ' . 421 ' . 521 ' ), which are respectively formed for electrical contacting of the chip and for mechanical retention of the chip on the holding device, - terminals of the chip ( 110 , ..., 510 ) between the first and second support arms ( 121 , ..., 521 . 121 ' , ..., 521 ' ) of the holding device such that the chip ( 110 , ..., 510 ) one of the first and second support arms ( 121 , ..., 521 . 121 ' , ..., 521 ' ) at the contact terminal ( 140 , ..., 540 ) and one of the side surfaces (S1) of the chip except at the contact 140 , ..., 540 ) non-contact to the holding device ( 120 , ..., 520 ) is arranged.

Method according to claim 10, comprising: - attaching a contacting element ( 141 . 241 ) for the mechanical and electrical contacting of the chip ( 110 . 210 ) with the holding device ( 120 . 220 ) to the contact terminal ( 140 . 240 ), wherein the contacting element ( 141 . 241 ) of the contact terminal has a smaller area than the contact terminal ( 140 . 240 ), - fixing the chip ( 110 . 120 ) on the holding device ( 120 , ..., 520 ) such that the contacting element ( 141 . 241 ) of the contact terminal ( 140 . 240 ) one of the first and second support arms ( 121 . 121 ' . 221 . 221 ' ) and the contact connection ( 140 . 240 ) except at the contacting element ( 141 . 241 ) contactlessly with the one of the first and second holding arms ( 121 . 121 ' . 221 . 221 ' ) is arranged.

Method according to one of claims 12 or 13, comprising: - providing the chip ( 110 , ..., 610 ) with a material of a piezoelectric ceramic, which has a plurality of superimposed metal layers ( 10 . 20 ), wherein the metal layers protrude at a region (B1) of at least one of the several side surfaces (S1) of the chip, - application of a contacting layer ( 142 . 242 . 342 . 442 . 542 . 642 ) over the region (B1) of the at least one of the plurality of side surfaces (S1) of the chip by soldering a metal layer or by electrodepositing a metal layer or by thermal spraying a metal layer over the region (B1) of the at least one of the plurality of side surfaces (S1).

Method for producing an electrical component with a holder of a chip, comprising: - providing a chip ( 610 ) having a plurality of side surfaces (S1, S2, S3, S4, S5, S6), wherein the chip is a material of a piezoelectric ceramic, which has a plurality of superimposed metal layers ( 10 . 20 ), wherein the metal layers protrude at a region (B1) of at least one of the several side surfaces (S1) of the chip, - providing a holding device ( 620 ) with a wire ( 621 ), - stopping the wire ( 621 ) to the region (B1) of the at least one of the plurality of side surfaces (S1) of the chip, - attaching a contacting layer ( 642 ) over the wire ( 621 ) and the region (B1) of the at least one of the side surfaces (S1) of the chip by soldering a metal layer or by electrodepositing a metal layer or by thermal spraying a metal layer over the region (B1) of the at least one of the plurality of side surfaces (S1) of the chip and the wire ( 621 ).