DE102014113789A1 - Transduceranordnung, die ein Transducerchipplättchen umfasst, und Verfahren zum Abdecken eines Transducerchipplättchens - Google Patents

Transduceranordnung, die ein Transducerchipplättchen umfasst, und Verfahren zum Abdecken eines Transducerchipplättchens Download PDF

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Abstract

Gemäß einem exemplarischen Aspekt umfasst eine Transduceranordnung eine Stützstruktur, ein auf der Stützstruktur angeordnetes Transducerchipplättchen und einen poröses Material umfassenden Deckel, der mit der Stützstruktur verbunden ist und angeordnet ist, um das Transducerchipplättchen zumindest teilweise zu bedecken.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Bereich der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Transduceranordnung, die ein Transducerchipplättchen umfasst. Darüber hinaus bezieht sie sich auf ein Verfahren zum Abdecken eines Transducerchipplättchens.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • Im Stand der Technik ist eine Mehrzahl elektronischer Module bekannt, die einen elektronischen oder Halbleiterchip umfasst, der elektronische Funktionen bietet. Der elektronische Chip kann auf einem Träger angeordnet oder platziert und verpackt sein, um eine gewisse Schutzfunktion für den elektronischen Chip zu bieten.
  • Insbesondere kann der Chip einen Sensor bilden oder Teil eines Sensors sein, wie ein Drucksensor, ein Mikrofon oder ein Gassensor. Während derartige Chips bevorzugt vor der Umgebung geschützt sind, z. B. vor Partikeln und/oder chemischen Einflüssen wie Korrosion, müssen diese Art Sensoren in direktem Kontakt mit der Umgebung stehen, z. B. muss eine Druckänderung von der aktiven Komponenten des Sensors erkannt werden oder ein bestimmtes, zu erkennendes Gas muss die aktive Komponente erreichen können. Daher sollte die Verpackung die aktiven Komponenten nicht hermetisch versiegeln, sondern zumindest eine teilweise Interaktion mit der Umgebung zulassen.
  • Eine Möglichkeit, einen Drucksensor zu schützen, die im Stand der Technik (z. B. US 2006053895 A1 ) bekannt ist, wird in 5 schematisch gezeigt.
  • Insbesondere zeigt 5 eine Sensoranordnung 500 mit einem Hohlraum 501, umfassend ein Hohlraumgehäuse 502, z. B. aus einem Spritzkunststoff, einer laminierten Struktur aus Platinen-Multilayers oder Keramik geformt oder aus einem anderen geeigneten Material oder mit einem anderen geeigneten Verfahren geformt, und im Weiteren einen Leadframe 503 umfassend, z. B. einen anschlusslosen oder gebogenen Leadframe.
  • Im Hohlraum 501 ist ein Sensorchipplättchen 504, z. B. ein Drucksensor, an einer Unterseite des Hohlraums beispielsweise mithilfe eines Klebstoffs 505 angebracht. Weiter ist das Sensorchipplättchen 504 elektrisch durch Bonddrähte 506 mit einer Außenseite der Sensoranordnung verbunden, z. B. über den Leadframe durch Verbindung von Bond- oder Kontaktpads 507 mit dem Leadframe 503. Das Sensorchipplättchen oder der Chip 504 umfasst einen Aktivbereich 508, der im Falle eines Drucksensors durch eine Membrane gebildet wird. Um das Sensorchipplättchen 504 zu schützen, wird ein Gelmaterial 509 zur Abdeckung des aktiven Sensorchipplättchens 504 verwendet, indem der Hohlraum 501 gefüllt wird. Alternativ kann der Hohlraum 501 durch einen Deckel oder eine Abdeckung abgedeckt werden, um einerseits eine Abdeckung oder einen Schutz für das Sensorchipplättchen zu bieten, während andererseits ermöglicht wird, dass das Sensorchipplättchen nicht vollständig von der Umgebung isoliert ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Im Allgemeinen besteht möglicherweise ein Bedarf an der Bereitstellung einer Transduceranordnung und an einem Herstellungsverfahren desselben, wobei die Transduceranordnung einen guten Schutz gegen Partikel für ein Transducerchipplättchen der Transduceranordnung bietet.
  • Gemäß einem exemplarischen Aspekt ist eine Transduceranordnung bereitgestellt, die eine Stützstruktur, ein auf der Stützstruktur angeordnetes Transducerchipplättchen (das auch als Transducerchip bezeichnet werden kann, „transducer die“) und einen Deckel (bzw. eine Abdeckung) umfasst, der ein poröses Material umfasst, das mit der Stützstruktur verbunden und so angeordnet ist, dass es zumindest teilweise das Transducerchipplättchen bedeckt.
  • Gemäß einem exemplarischen Aspekt wird ein Verfahren zum Abdecken eines Transducerchipplättchens einer Transduceranordnung bereitgestellt, wobei das Verfahren das Bereitstellen einer Stützstruktur; das Anordnen des Transducerchipplättchens auf der Stützstruktur und zumindest teilweises Abdecken des Transducerchipplättchens durch Platzieren eines poröses Material umfassenden Deckels auf der Stützstruktur umfasst.
  • Gemäß einem exemplarischen Aspekt wird eine Transduceranordnung bereitgestellt, die eine Stützstruktur, ein auf der Stützstruktur angeordnetes Transducerchipplättchen, einen Deckel umfasst, der Material umfasst, das eine Mehrzahl an Durchgangslöchern umfasst, wobei der Deckel mit der Stützstruktur verbunden ist und angeordnet ist, um das Transducerchipplättchen zumindest teilweise abzudecken.
  • Die Bereitstellung eines Deckels, der ein poröses Material oder ein Material mit einer Mehrzahl an Durchgangslöchern umfasst, kann einen guten Schutz gegen Partikel für das Transducerchipplättchen ermöglichen. Gleichzeitig kann der Deckel eine einfache Handhabung und Anordnung des Deckels auf der Transduceranordnung oder der Stützstruktur während der Herstellung der Transduceranordnung ermöglichen. Des Weiteren kann das poröse Material dahingehend ausgewählt werden, dass es über eine hohe chemische Resistenz verfügt und eine hohe Korrosionsresistenz bereitstellt. Folglich ist die Bereitstellung des porösen Materials möglicherweise vorteilhaft im Vergleich zur Verwendung einer einzelnen Gelkomponente, da die chemische und/oder mechanische Beständigkeit erhöht werden kann. Zusätzlich kann ein poröser Deckel ein breites Anwendungsspektrum ermöglichen.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die beiliegenden Zeichnungen, die aufgenommen wurden, um zum Verständnis exemplarischer Ausführungsformen der Erfindung beizutragen, und einen Teil der Spezifikation darstellen, veranschaulichen beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung.
  • In den Zeichnungen:
  • 1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Transduceranordnung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform;
  • 2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Transduceranordnung gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform;
  • 3A zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Transduceranordnung gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform;
  • 3B zeigt die Transduceranordnung von 3A mit einem auf der Transduceranordnung angeordneten Deckel;
  • 4 zeigt schematisch Schritte eines Verfahrens des Abdeckens eines Transducerchipplättchens einer Transduceranordnung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform;
  • 5 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Sensoranordnung.
  • BESCHREIBUNG WEITERER EXEMPLARISCHER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Im Folgenden werden weitere exemplarische Ausführungsformen der Transduceranordnung und des Herstellungsverfahrens derselben erläutert. Es ist zu beachten, dass im Zusammenhang mit der Transduceranordnung beschriebene Ausführungsformen auch mit Ausführungsformen des Herstellungsverfahrens der Transduceranordnung kombiniert werden können und umgekehrt.
  • Insbesondere kann das Transducerchipplättchen ein Halbleiterplättchen sein, z. B. ein integriertes Halbleiterplättchen, und/oder kann es einen integrierten Transducer bilden. Insbesondere kann das Transducerchipplättchen ein Sensorchipplättchen sein. Beispielhafte Maße des Transducerchipplättchens können im Bereich von 2,5 cm × 2,5 cm, mehr bevorzugt im Bereich von 1,5 cm × 1,5 cm, vorzugsweise im Bereich von 0,7 cm × 0,7 cm bis 0,5 mm × 0,5 mm liegen. Ferner kann der Deckel eine Dicke aufweisen, die auf Grundlage der Anwendung gewählt wird, für die die Transduceranordnung verwendet wird. Zum Beispiel wird möglicherweise basierend auf einem bereitzustellenden, für das Transducerchipplättchen notwendigen Schutz die Dicke und/oder die Porosität des Deckels gewählt oder ausgewählt. Die Handhabung des Deckels und/oder der Transduceranordnung kann insbesondere mithilfe herkömmlicher Bestückungswerkzeuge durchgeführt werden. Mögliche Anwendungen können Luftdruck-Sensortechnologie, Aufprallsensortechnologie (wie in der Airbag-Technologie verwendet) sein; insbesondere Drucksensortechnologie, die in Umgebungen mit Einschränkungen in Bezug auf die chemische und/oder thermische Beständigkeit verwendet wird, z. B. in der Automobilindustrie, wie Manifold-Luftdruckanwendungen, Antriebsstranganwendungen, z. B. Abgasumlauf.
  • Der Ausdruck „poröses Material“ kann insbesondere ein Material bezeichnen, durch das ein fluider Stoff fließen kann, das z. B. offene und untereinander verbundene Poren umfasst. Insbesondere kann poröses Material eine Porosität ausweisen, die über einem vorbestimmten Grenzwert liegt.
  • Die Verwendung eines Deckels, der poröses Material umfasst oder daraus besteht, kann einen guten Schutz des im Hohlraum angeordneten Transducerchipplättchens ermöglichen, während sie gleichzeitig weiterhin einen Materialtransport durch den Deckel zum Transducerchipplättchen ermöglicht. Insbesondere kann der poröse Deckel das Transducerchipplättchen vor Partikeln schützen.
  • Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Transduceranordnung wird das poröse Material aus der Gruppe, bestehend aus porösem Polyethylen, porösem Polypropylen, porösem Polytetrafluorethylen, porösem Polyvinylidenfluorid, porösem Ethylvinylazetat, porösem Polykarbonat, porösem Polyamid, porösem thermoplastischem Polyesterpolyurethan, porösem Polyethersulfon und porösem Metall, ausgewählt.
  • Das poröse Metall kann insbesondere Aluminium (bei Bedarf eloxiert), Kupfer, Zink, Blei oder Eisen sein. Die verschiedenen porösen Materialien können abhängig von der Anwendung gewählt werden. Zum Beispiel ist Polyethylen ein stabiles und leichtes Material, das gegen konzentrierte Säuren, Basen und viele organische Lösungsmittel beständig ist; Polypropylen ist elastisch und gegen die meisten Säuren und Basen beständig; Polytetrafluorethylen ist relativ träge, besitzt eine hohe Zugfestigkeit und ist gegen hohe Temperaturen beständig; Polyvinyliden ist ein hartes, leichtgewichtiges Material mit hoher Abriebbeständigkeit, ist UV-beständig und hält hohen thermischen und chemischen Belastungen stand und Ethylvinylazetat ist hochelastisch, aber robust.
  • Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Transduceranordnung ist das poröse Material ein Material mit einer Porosität von mindestens 0,05.
  • Das bedeutet, dass ein gegebener oder vorbestimmter Grenzwert für die Porosität des porösen Materials des Deckels mindestens 0,05 betragen kann. Insbesondere kann die Porosität mindestens 0,1 oder 0,25 betragen, vorzugsweise mindestens 0,5 und mehr bevorzugt mindestens 0,75. Die Porosität kann abhängig von den Anforderungen des verwendeten Transducerchipplättchens und/oder der beabsichtigten Anwendung gewählt oder ausgewählt werden. Insbesondere kann jede spezifische Art von Transducerchipplättchen vorteilhaft mit einem porösen Deckel mit einer anderen Porosität kombiniert werden, um ein ausreichendes Betriebsniveau bereitzustellen. Die Porosität kann als Verhältnis von leerem Raum oder Volumen zum gesamten Raum oder Volumen des Elementes definiert werden, d. h. einschließlich Leerräumen und massivem Material. Mit anderen Worten ist der Begriff Porosität ein Maß der leeren (d. h. „nicht gefüllten“) Räume in einem Material und ist der Anteil des Volumens von Leerräumen am Gesamtvolumen.
  • Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Transduceranordnung ist die Stützstruktur eine Struktur, die aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus: einer geformten Struktur, einem Leadframe, einer Leiterplatte, einer Mehrlagenstruktur, einer Keramikstruktur, einer Laminatstruktur sowie einem Substrat.
  • Insbesondere kann das Substrat ein herkömmliches Halbleiter-Substrat sein, d. h. ein Substrat, das üblicherweise in der Halbleitertechnologie verwendet wird, z. B. ein Siliziumsubstrat.
  • Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Transduceranordnung umfasst die Stützstruktur eine offene Hohlraumstruktur, wobei das Transducerchipplättchen in der offenen Hohlraumstruktur angeordnet ist.
  • Insbesondere kann der Deckel so angeordnet sein, dass er zumindest teilweise den offenen Hohlraum verschließt. Die Bereitstellung eines Hohlraums kann eine effiziente Methode sein, um Platz oder einen Bereich für die Anordnung des Transducerchipplättchens bereitzustellen, das bereits in hohem Maße gegen auftreffende Partikel geschützt ist.
  • Der Ausdruck „Hohlraumstruktur“ kann insbesondere eine Struktur beschreiben, die einen Hohlraum bzw. eine Kavität umfasst. Insbesondere kann der Hohlraum von Abschnitten der Hohlraumstruktur gebildet oder umgeben sein. Die Hohlraumstruktur kann geformt werden oder kann jegliches Material umfassen, das zum Formen eines beständigen Hohlraums geeignet ist, sie kann z. B. von einer Formstruktur, einer Multilayer-Struktur, einer Keramikstruktur oder einer laminierten Struktur geformt sein, z. B. eine Leiterplatte oder eine andere Art eines Substrats umfassend. Insbesondere kann die Hohlraumstruktur einen Rippenabschnitt umfassen, der eine Aufnahme bilden kann, der für die Unterbringung des Deckels angepasst ist.
  • Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Transduceranordnung bildet das Transducerchipplättchen einen Transducer aus der Gruppe, bestehend aus einem Drucksensor, einem chemischen Sensor, einem Mikrofon, einem Lautsprecher und einem Gassensor.
  • Insbesondere kann der Drucksensor ein integrierter Drucksensor sein, das Mikrofon kann ein integriertes Mikrofon sein und/oder der Gassensor kann ein integrierter Gassensor sein und/oder der chemische Sensor kann ein integrierter chemischer Sensor sein und/oder der Lautsprecher kann ein integrierter Lautsprecher sein. All diese Sensoren oder Transducer stellen Transducer dar, die in einem Fluidaustausch mit einem externen Volumen vorteilhaft sind, d. h. Gas oder Flüssigkeit, das/die aus einem äußeren Bereich oder Raum kommt und mit dem Transducer selbst in Kontakt kommt. Für diese Art Transducer ist ein poröser Deckel oder ein poröses Material umfassender Deckel möglicherweise besonders geeignet, da das poröse Material einerseits den Transducer in Bezug auf Partikel schützt, während er andererseits gasförmige oder flüssige Komponenten durchfließen lässt. Ein Drucksensor kann in dem Bereich von 0 bis 10 bar (1 Megapascal) empfindlich sein.
  • Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Transduceranordnung umfasst der poröse Deckel einen festen Kantenabschnitt.
  • Insbesondere kann der feste Kantenabschnitt einen porösen Abschnitt des porösen Deckels umschließen oder umgeben. In diesem Zusammenhang kann der Ausdruck „fester Kantenabschnitt“ insbesondere einen Abschnitt bezeichnen, der stabil oder undurchlässig ist oder zumindest eine Porosität aufweist, die wesentlich geringer ist als die des porösen Materials. Zum Beispiel kann die Porosität des festen Kantenabschnitts um einen Faktor von mindestens zwei geringer sein, mehr bevorzugt um einen Faktor von mindestens drei, noch mehr bevorzugt um einen Faktor von mindestens vier und wiederum mehr bevorzugt um einen Faktor von fünf. Insbesondere kann der feste Kantenabschnitt ein vorbestimmtes Ausmaß oder eine vorbestimmte Breite aufweisen, die für eine einfache Verbindung oder Befestigung des porösen Deckels an der Hohlraumstruktur geeignet ist. Vorzugsweise bildet der feste Kantenabschnitt einen Kontaktabschnitt, der die Hohlraumstruktur berührt. Insbesondere berühren sich der poröse Deckel und die Hohlraumstruktur einander nur am festen Kantenabschnitt.
  • Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Transduceranordnung umfasst das Transducerchipplättchen Kontaktpads, die angepasst sind, um einen elektrischen Kontakt zwischen dem Transducerchipplättchen und einer Umgebung außerhalb der Transduceranordnung bereitzustellen.
  • Insbesondere kann das Transducerchipplättchen mithilfe von Drähten, Bonddrähten oder anderen geeigneten elektrisch leitfähigen Elementen, z. B. Leiterbahnen, mit den Kontaktpads verbunden sein.
  • Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Transduceranordnung umfassen die Kontaktpads korrosionsfestes, elektrisch leitfähiges Material.
  • Insbesondere kann das korrosionsfeste, elektrisch leitfähige Material ein Edelmetall sein, z. B. Gold, Silber oder Ähnliches. Alternativ kann ein Metall verwendet werden, das aufgrund der Bildung einer Passivierungsschicht korrosionsfest ist, z. B. Aluminium. Die Verwendung von korrosionsfestem Material für Kontaktpads oder weiteren elektrisch leitfähigen Elemente, z. B. Bonddrähten oder Leiterbahnen, kann einen chemischen Schutz der elektrischen Kontakte bereitstellen, der in Verbindung mit dem Partikelschutz durch den porösen Deckel einen effizienten Schutz des Transducerchipplättchens und seiner elektrischen Verbindungen in der Transduceranordnung bietet.
  • Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Transduceranordnung sind die Kontaktpads mit einer Schutzschicht überzogen.
  • Insbesondere können die Kontaktpads und weitere Elemente oder Strukturen, die für eine elektrische Verbindung des Transducerchipplättchens mit Kontaktpads oder anderen elektrischen Kontaktelementen verwendet werden, mit der Schutzschicht überzogen sein. Zum Beispiel können Perylen, Polyimid, Formmasse oder andere geeignete organische und/oder anorganische Materialien, z. B. Silikonoxid oder Silikonnitrid, für die Passivierungsschicht verwendet werden. Vorzugsweise wird jedoch ein aktiver Bereich des Transducerchipplättchens, z. B. eine Membrane, von der Schutzschicht frei gehalten, so dass die Empfindlichkeit des Transducerchipplättchens oder des Transducers im Allgemeinen nicht verringert wird. Das heißt, der aktive Bereich des Transducerchipplättchens kann ohne Schutzschicht sein. Wenn der aktive Bereich des Transducerchipplättchens ohne Schutzschicht ist, kann die Schutzschicht auf robuste Weise gebildet werden, insbesondere auf robustere Weise, als wenn das Transducerchipplättchen von einer Gelkomponente bedeckt ist. Zum Beispiel kann das für die Schutzschicht verwendete Material chemisch robuster oder stabiler sein als bekannte Gelkomponenten.
  • Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Transduceranordnung ist der poröse Deckel durch mindestens ein Verfahren aus der Gruppe, bestehend aus Kleben, Sintern, Molden, Löten und Schweißen, an der Stützstruktur befestigt.
  • Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Transduceranordnung ist das Transducerchipplättchen teilweise mit einer Moldkomponente bedeckt.
  • Insbesondere kann das Transducerchipplättchen in eine Formmasse geformt werden, d. h. die Formmasse kann direkten Kontakt mit dem Transducerchipplättchen haben. Jedoch wird vorzugsweise ein aktiver Bereich oder eine aktive Region, z. B. eine Membrane des Transducerchipplättchens, frei von der Formmasse gehalten, so dass der aktive Bereich immer noch in Fluidaustausch oder Fluidverbindung mit einem Außenbereich der Transduceranordnung steht.
  • Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Transduceranordnung umfasst die Formmasse eine Aufnahme, die für die Unterbringung des Deckels angepasst ist.
  • Insbesondere kann die Aufnahme eine Form oder Gestaltung haben, die einer Form oder Gestaltung des Deckels entspricht. Zum Beispiel kann die Aufnahme, wenn der Deckel eine zugespitzte Form oder Gestaltung hat, eine abgestimmte Form oder Gestaltung haben, die dem zugespitzten Deckel entspricht. Dadurch wird ein Anbringen des Deckels möglicherweise vereinfacht.
  • Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Transduceranordnung ist ein Gelkörper auf dem Transducerchipplättchen angeordnet.
  • Die Kombination aus einem Deckel, der poröses Material umfasst, und einem Gelkörper kann besonders vorteilhaft sein, da der poröse Deckel einen Schutz gegen Partikel für das Transducerchipplättchen und für den Gelkörper bieten kann, während der Gelkörper einen Schutz gegen Korrosion oder chemische Degradation des Transducerchipplättchens oder der elektrischen Verbindungen/Pads bieten kann.
  • Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Transduceranordnung beträgt eine Anzahl von Durchgangslöchern mindestens drei. Insbesondere beträgt die Anzahl der Durchgangslöcher mindestens zehn, mehr bevorzugt mehr als 25.
  • Zusammenfassend kann eine Kernaussage einer exemplarischen Ausführung in der Bereitstellung einer Transduceranordnung gesehen werden, die ein Transducerchipplättchen umfasst, z. B. eines integrierten Halbleiter-Transducers, der auf einer Stützstruktur, wie einer Mehrschichtstruktur oder einem Leadframe, platziert oder angeordnet ist und vor aufprallenden oder einwirkenden Partikeln durch einen porösen Deckel geschützt ist, der so angeordnet ist, dass der poröse Deckel zumindest das Transducerchipplättchen, insbesondere einen empfindlichen Bereich des Transducerchipplättchens, abdeckt. Die Bereitstellung eines porösen Deckels oder eines Deckels, der poröses Material umfasst, wie Metall oder Kunststoffschäume, kann eine einfache Struktur zum Schutz des Transducerchipplättchens vor Partikeln ermöglichen und kann mit einer optionalen Schutzschicht kombiniert werden, die möglicherweise einen zusätzlichen Schutz gegen chemische Degradation des Transducerchipplättchens und/oder der Verbindungspads und/oder der Verbindungspfade ermöglicht, die verwendet werden, um das Transducerchipplättchen mit Komponenten außerhalb der Transduceranordnung zu verbinden. Die Verwendung des porösen Deckels kann den Vorteil haben, dass robuste oder stabile Materialien anstelle von einem relativ weichen Material, z. B. einem Gelmaterial, verwendet werden können, das üblicherweise als Partikelschutz im Bereich der Transduceranordnungen eingesetzt wird.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ABBILDUNGEN
  • Die oben erwähnten sowie weitere Objekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden von der folgenden Beschreibung und den angefügten Ansprüche ersichtlich, die in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen betrachtet werden, in denen gleiche Teile oder Elemente von gleichen Referenznummern bezeichnet werden.
  • Die Darstellung in der Zeichnung ist schematisch und nicht zwingend im Maßstab.
  • 1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Transduceranordnung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform. Insbesondere zeigt 1 eine Transduceranordnung 100, die eine Stützstruktur 101 umfasst, die einen Leadframe 102 umfasst, auf dem eine Kunststoff- oder formbare Verbindung 103 angeordnet ist, so dass ein Hohlraum 104 gebildet wird. Im Hohlraum 104 ist ein Transducerchipplättchen 105 angeordnet, z. B. durch eine Klebstoffschicht oder Lotschicht 115 fixiert. Gemäß der Ausführungsform von 1 bildet das Transducerchipplättchen 105 ein Mikrofon und umfasst eine Membran 106 und Kontaktpads 107. Alternativ kann das Transducerchipplättchen jedoch einen Lautsprecher, einen Gas- oder einen Druckfühler bilden. Die Kontaktpads 107 sind mithilfe von Bonddrähten 108 mit dem Leadframe 102 verbunden, um eine elektrische Verbindung des Transducerchipplättchens 105 mit einem Außenbereich der Transduceranordnung 100 bereitzustellen. Abschnitte des Leadframes 102, der Abbindedrähte 108 und der Kontaktpads 107 sind mit einer Schutzschicht 109 überzogen, um einen Korrosionsschutz bereitzustellen. Die Membran 106 ist jedoch zweckmäßigerweise nicht mit der Schutzschicht bedeckt, so dass die Empfindlichkeit der Membran 106 und daher des Transducerchipplättchens nicht reduziert ist. Alternativ oder zusätzlich zur Schutzschicht 107 können die Kontaktpads, Abbindedrähte und/oder Verbindungspfade aus korrosionsfestem Material gebildet sein, z. B. Edelmetallen wie Gold oder Silber, und/oder kann ein zusätzlicher Gelkörper benutzt werden, um die elektrische Verbindung und/oder das Transducerchipplättchen 105 abzudecken.
  • Auf der Oberseite des Hohlraums 104 und daher auf der Oberseite des Transducerchipplättchens 105, das im Hohlraum 104 angeordnet ist, ist ein Deckel angeordnet oder platziert, der ein poröses Material umfasst. Der poröse Deckel 110 kann an der Stützstruktur 100 angeklebt, angeschweißt oder angelötet sein. Insbesondere kann die Stützstruktur 101 eine Aufnahme umfassen, auf die der Deckel 110 auf einfache Weise platziert werden kann. Der poröse Deckel 110 bietet einen Schutz gegen Partikel für das Transducerchipplättchen 105, während er immer noch ermöglicht, dass Fluid, d. h. Gas und/oder Flüssigkeit, das Transducerchipplättchen 105 oder genauer die Membran 106 des Transducerchipplättchens 105 erreicht.
  • 2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer anderen Transduceranordnung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform. Insbesondere zeigt 2 eine Transduceranordnung 200, die eine Stützstruktur 201 umfasst, die einen Leadframe 202 umfasst, auf dem eine Kunststoff- oder formbare Verbindung angeordnet ist, so dass ein Hohlraum 204 gebildet wird. Im Hohlraum 204 ist ein Transducerchipplättchen 205 angeordnet. Gemäß der Ausführungsform aus 1 bildet das Transducerchipplättchen 205 ein Mikrofon und umfasst eine Membran 206 und Kontaktpads 207. Alternativ kann das Transducerchipplättchen jedoch einen Lautsprecher oder einen Druck- oder Gasfühler bilden. Die Kontaktpads 207 sind mit Bonddrähten 208 mit dem Leadframe 202 verbunden, um eine elektrische Verbindung des Transducerchipplättchens 205 mit einer Außenseite der Transduceranordnung 200 bereitzustellen. Abschnitte des Leadframes 202, der Abbindedrähte 208 und der Kontaktpads 207 sind mit einer Schutzschicht 209 überzogen, um einen Korrosionsschutz zu bereitzustellen. Die Membran 206 ist jedoch zweckmäßigerweise nicht mit der Schutzschicht bedeckt, so dass die Empfindlichkeit der Membran 206 und daher des Transducerchipplättchens nicht reduziert wird.
  • Auf der Oberseite des Hohlraums 204 und daher auf der Oberseite des Transducerchipplättchens 205, das im Hohlraum 204 angeordnet ist, ist ein Deckel 210 angeordnet oder platziert, der ein poröses Material umfasst. Im Gegensatz zum Deckel 110 der Ausführungsform aus 1 umfasst der Deckel 210 der Ausführungsform aus 2 einen festen Kantenabschnitt 211, der das Anbringen des Deckels 210 an der Stützstruktur 201 vereinfachen kann. Der poröse Deckel 210 bietet einen Partikelschutz für das Transducerchipplättchen 205, während er immer noch ermöglicht, dass Fluid, d. h. Gas und/oder Flüssigkeit, das Transducerchipplättchen 205 oder genauer die Membran 206 des Transducerchipplättchens 205 erreicht.
  • 3A zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Transduceranordnung gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform. Insbesondere zeigt 3A eine Transduceranordnung 300, die einen Leadframe oder eine Platte 301 beinhaltet, auf der ein Transducerchipplättchen 305 angeordnet ist. Nach der Anordnung werden die Kontaktpads 307 des Transducerchipplättchens 305 über die Abbindedrähte 308 mit dem Leadframe 301 elektrisch verbunden. Danach werden der Leadframe 301 und das Transducerchipplättchen 305 durch eine Formmasse 312 eingekapselt, wodurch ein Partikel- und chemischer Schutz des Transducerchipplättchens 305 sowie der elektrischen Verbindungselemente, wie der Kontaktpads 307 und der Abbindedrähte 308, bereitgestellt wird. Jedoch wird ein aktiver Abschnitt 313 des Transducerchipplättchens 305, z. B. eine Membran, von der Formmasse 312 freigehalten, damit Gas und/oder Druck den aktiven Abschnitt des Transducerchipplättchens 305 erreichen kann. Die Formmasse 312 umfasst eine Aufnahme 314, die eine zulaufende Form oder Gestaltung aufweisen kann und die angepasst ist, um einen Deckel aufzunehmen.
  • 3B zeigt die Transduceranordnung aus 3A, die einen Deckel 315, der ein poröses Material umfasst, auf der Transduceranordnung 300 angeordnet hat. Insbesondere entspricht der Deckel 310 im Wesentlichen der Form oder Gestaltung der Aufnahme 314. Der Deckel 310 bietet einen Partikelschutz des aktiven oder empfindlichen Bereichs des Transducerchipplättchens 305, während die Formmasse 312 einen Korrosionsschutz der elektrischen Verbindungselemente der Transduceranordnung 300 bietet.
  • 4 zeigt schematisch Schritte eines Verfahrens 400 eines Bedeckens eines Transducerchipplättchens einer Transduceranordnung gemäß einer exemplarischen Ausführungsform. In einem ersten Schritt 420 wird eine Stützstruktur, z. B. ein Leadframe, bereitgestellt. In einem späteren Schritt 421 wird ein Transducerchipplättchen, z. B. durch Klebstoff fixiert oder angelötet, auf der Stützstruktur angeordnet. Danach kann das Transducerchipplättchen optional mit elektrischen Verbindungen versehen werden (Schritt 422). Anschließend wird ein Deckel, der poröses Material umfasst, auf der Stützstruktur platziert, z. B. einer Aufnahme, die auf der Stützstruktur gebildet ist, um das Transducerchipplättchen zumindest teilweise abzudecken (Schritt 423). Optionale Schritte, die gemäß spezifischen Ausführungsformen durchgeführt werden können, können das Bilden einer Schutzschicht auf den elektrischen Verbindungen, das Bilden einer zusätzlichen Gelschutzschicht zum Bereitstellen eines zusätzlichen chemischen und/oder Partikelschutzes sein.
  • Es ist zu beachten, dass der Ausdruck „umfassen“ andere Elemente oder Merkmale nicht ausschließt und das „ein“ oder „eine“ eine Mehrzahl nicht ausschließt. Auch können Elemente, die im Zusammenhang mit verschiedenen Ausführungsformen beschrieben sind, kombiniert werden. Es ist außerdem zu beachten, dass Referenzzeichen nicht als den Umfang der Ansprüche einschränkend auszulegen sind. Ferner soll der Umfang der vorliegenden Anmeldung nicht auf die bestimmten Ausführungsformen des Verfahrens, der Maschine, der Herstellung, der Materialzusammensetzung, der Mittel, Methoden und Schritte beschränkt sein, die in der Spezifikation beschrieben sind. Entsprechend sollen die beigefügten Ansprüche in ihrem Umfang derartige Prozesse, Maschinen, Herstellung, Materialzusammensetzungen, Mittel, Methoden oder Schritte einschließen.
  • 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 2006053895 A1 [0004]

Claims (17)

  1. Eine Transduceranordnung, umfassend: eine Stützstruktur; ein auf der Stützstruktur angeordnetes Transducerchipplättchen; ein poröses Material umfassender Deckel, der mit der Stützstruktur verbunden ist und so angeordnet ist, dass er zumindest teilweise das Transducerchipplättchen abdeckt.
  2. Die Transduceranordnung gemäß Anspruch 1, wobei das poröse Material aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus: porösem Polyethylen; porösem Polypropylen; porösem Polytetrafluorethylen; porösem Polyvinylidenfluorid; porösem Ethylvinylazetat; porösem Polykarbonat; porösem Polyamid; porösem thermoplastischem Polyesterpolyurethan; porösem Polyethersulfon und porösem Metall.
  3. Die Transduceranordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das poröse Material ein Material mit einer Porosität von mindestens 0,05 ist.
  4. Die Transduceranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Stützstruktur eine Struktur ist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus: einer gemoldeten Struktur; einem Leadframe; einer Leiterplatte; einer Mehrschichtstruktur; einer Keramikstruktur; einer Laminatstruktur und einem Substrat.
  5. Die Transduceranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Stützstruktur eine offene Hohlraumstruktur umfasst und wobei das Transducerchipplättchen in der offenen Hohlraumstruktur angeordnet ist.
  6. Die Transduceranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Transducerchipplättchen einen Transducer aus der Gruppe bildet, bestehend aus: einem Drucksensor; einem chemischen Sensor; einem Mikrofon; einem Lautsprecher und einem Gassensor.
  7. Die Transduceranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der poröse Deckel einen festen Kantenabschnitt umfasst.
  8. Die Transduceranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Transducerchipplättchen Kontaktpads umfasst, die angepasst sind, um einen elektrischen Kontakt zwischen dem Transducerchipplättchen und einer Umgebung außerhalb der Transduceranordnung bereitzustellen.
  9. Die Transduceranordnung gemäß Anspruch 8, wobei die Kontaktpads korrosionsbeständiges, elektrisch leitfähiges Material umfassen.
  10. Die Transduceranordnung gemäß Anspruch 8 oder 9, wobei die Kontaktpads mit einer Schutzschicht bedeckt sind.
  11. Die Transduceranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der poröse Deckel an der Stützstruktur mit mindestens einem Verfahren aus der Gruppe angebracht ist, bestehend aus: Kleben; Sintern; Molden; Löten und Schweißen.
  12. Die Transduceranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Transducerchipplättchen teilweise durch eine Formmasse, insbesondere eine Moldmasse, bedeckt ist.
  13. Die Transduceranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Formmasse eine Aufnahme umfasst, die für die Unterbringung des Deckels angepasst ist.
  14. Die Transduceranordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei ein Gelkörper auf dem Transducerchipplättchen angeordnet ist.
  15. Ein Verfahren zum Bedecken eines Transducerchipplättchens einer Transduceranordnung, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen einer Stützstruktur; Anordnen des Transducerchipplättchens auf der Stützstruktur; zumindest teilweises Bedecken des angeordneten Transducerchipplättchens durch Platzieren eines poröses Material umfassenden Deckels auf der Stützstruktur.
  16. Eine Transduceranordnung, umfassend: eine Stützstruktur; ein auf der Stützstruktur angeordnetes Transducerchipplättchen; einen Deckel, der Material umfasst, das eine Mehrzahl an Durchgangslöchern umfasst, wobei der Deckel mit der Stützstruktur verbunden ist und so angeordnet ist, dass er das Transducerchipplättchen zumindest teilweise bedeckt.
  17. Die Transduceranordnung gemäß Anspruch 16, wobei eine Anzahl von Durchgangslöchern mindestens drei ist.
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