DE102017123360A1 - Verfahren zur bildung einer halbleiterbaugruppe und halbleiterbaugruppe - Google Patents

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Khar Foong Chung
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Abstract

Verschiedene Ausführungsformen sehen ein Verfahren zur Bildung einer Halbleiterbaugruppe vor. Beim Verfahren werden ein Halbleiter-Die und ein erstes Substrat angeordnet, wobei das erste Substrat eine erste Seite aufweist und wobei die erste Seite einen ersten elektrischen Kontakt aufweist. Beim Verfahren kann eine Formstruktur gebildet werden, um den Halbleiter-Die und das erste Substrat zu kapseln. Beim Verfahren kann ferner eine dreidimensionale Antenne in der Formstruktur bereitgestellt werden, um elektrisch mit dem ersten elektrischen Kontakt zu koppeln. Verschiedene Ausführungsformen können auch eine Halbleiterbaugruppe mit einem Halbleiter-Die und einem ersten Substrat, die durch die Formstruktur gekapselt sind, vorsehen. Eine dreidimensionale Antenne ist in der Form bereitgestellt und elektrisch mit dem ersten Substrat gekoppelt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Verschiedene Ausführungsformen betreffen allgemein ein Verfahren zur Bildung einer Halbleiterbaugruppe und eine Halbleiterbaugruppe.
  • Hintergrund
  • In jüngster Zeit sind Fahrzeugassistenzsysteme und sogar Systeme für vollautonome Fahrzeuge immer attraktiver geworden. Diese Systeme erfordern die Kenntnis der Umgebung des Fahrzeugs, wofür Detektionssysteme verwendet werden.
  • Bei einigen Systemen wird Light Detection And Ranging (LIDAR) verwendet, wobei die Umgebung des Fahrzeugs abgetastet wird und die Informationen verarbeitet werden, um zu versuchen, die relative Position des Fahrzeugs, beispielsweise in Bezug auf den Fahrstreifen und auf die anderen Objekte innerhalb seiner Umgebung, zu bestimmen. LIDAR-Detektoren werden insbesondere für langreichweitige Messungen verwendet, weil der verwendete Laser und Photodetektor für verhältnismäßig große Entfernungen verwendet werden können, während das Signal noch detektierbar ist. LIDAR-Systeme sind jedoch sehr kostspielig, weil sie kostspielige Optiken und bewegliche Teile für die Abtastung benötigen.
  • Bei anderen Systemen wird Radar verwendet, wofür eine komplexe Anordnung, beispielsweise von elektronischen Schaltungen, einer Antenne, eines Antennenschutzes und einer mechanischen Aufnahmevorrichtung, erforderlich ist. Diese Systeme sind verhältnismäßig komplex und kostspielig.
  • Deshalb sind Radar- und LIDAR-Systeme auch sehr sperrig und belegen einen erheblichen Platz.
  • Kurzfassung
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist ein Verfahren zur Bildung einer Halbleiterbaugruppe vorgesehen. Beim Verfahren können ein Halbleiter-Die und ein erstes Substrat bereitgestellt werden. Der Halbleiter-Die weist einen Die-Kontakt auf. Das erste Substrat weist eine erste Seite auf, und die erste Seite weist einen ersten elektrischen Kontakt auf. Beim Verfahren kann auch eine Formstruktur zum Kapseln des Halbleiter-Dies und des ersten Substrats gebildet werden und eine dreidimensionale Antenne in der Formstruktur zum elektrischen Kontaktieren des ersten elektrischen Kontakts bereitgestellt werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist eine Halbleiterbaugruppe vorgesehen. Die Halbleiterbaugruppe kann ein erstes Substrat mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite aufweisen, wobei die erste Seite einen ersten elektrischen Kontakt aufweist. Die Halbleiterbaugruppe kann auch einen Halbleiter-Die aufweisen, der einen Die-Kontakt umfasst. Die Halbleiterbaugruppe kann auch eine Formstruktur aufweisen, wobei der Halbleiter-Die und das erste Substrat durch die Formstruktur gekapselt sind. Die Halbleiterbaugruppe kann auch eine dreidimensionale Antenne aufweisen, die in der Formstruktur bereitgestellt ist, wobei die dreidimensionale Antenne elektrisch mit dem ersten elektrischen Kontakt gekoppelt ist.
  • Figurenliste
  • In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen im Allgemeinen in den verschiedenen Ansichten die gleichen Teile. Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht, sondern der Nachdruck wird vielmehr im Allgemeinen auf die Erläuterung der Grundgedanken der Ausführungsformen gelegt. In der folgenden Beschreibung werden verschiedene Ausführungsformen mit Bezug auf den folgenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Ansicht von drei Stufen des Verfahrens zur Bildung der Halbleiterbaugruppe gemäß der Erfindung, wobei in 1 die dreidimensionale Antenne beispielhaft in der Öffnung der Formstruktur gebildet wird,
    • 2 eine schematische Ansicht einer Modifikation des in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei in 2 die dreidimensionale Antenne beispielhaft als eine vorgeformte dreidimensionale Antenne bereitgestellt wird und auf dem ersten elektrischen Kontakt angeordnet wird, bevor die Formstruktur gebildet wird,
    • 3 eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei mehrere Halbleiterbaugruppen gebildet werden,
    • 4 eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einer Alternative zu 3, wobei mehrere Halbleiterbaugruppen gebildet werden,
    • 5 eine schematische perspektivische Ansicht einer Halbleiterbaugruppe gemäß verschiedenen Ausführungsformen,
    • 6 eine schematische perspektivische Ansicht einer Halbleiterbaugruppe gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wobei die dreidimensionale Antenne eine Metallbahn ist,
    • 7 eine schematische perspektivische Ansicht einer Halbleiterbaugruppe gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wobei der innere Teil der dreidimensionalen Antenne mit einem dielektrischen Material gefüllt ist,
    • 8 eine schematische perspektivische Ansicht einer Halbleiterbaugruppe gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wobei eine dielektrische Linse an der dreidimensionalen Antenne angebracht ist, und
    • 9 eine schematische perspektivische Ansicht einer Halbleiterbaugruppe gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wobei eine dielektrische Linse Metallbahnen aufweist.
  • Beschreibung
  • Die folgende detaillierte Beschreibung bezieht sich auf die anliegenden Zeichnungen, worin spezifische Einzelheiten und Ausführungsformen, in denen die Erfindung verwirklicht werden kann, zur Veranschaulichung dargestellt sind.
  • Das Wort „als Beispiel dienend“ soll hier „als ein Beispiel, ein Fall oder eine Erläuterung dienend“ bedeuten. Jegliche Ausführungsform oder jeglicher Entwurf, die oder der hier als „als Beispiel dienend“ beschrieben wird, sollte nicht notwendigerweise als gegenüber anderen Ausführungsformen oder Entwürfen bevorzugt oder vorteilhaft ausgelegt werden.
  • Das hier in Bezug auf ein „über“ einer Seite oder einer Fläche gebildetes abgeschiedenes Material verwendete Wort „über“ kann hier verwendet werden, um anzugeben, dass das abgeschiedene Material „direkt auf“ der betreffenden Seite oder Fläche, beispielsweise in direktem Kontakt damit, gebildet sein kann. Das in Bezug auf ein „über“ einer Seite oder Fläche gebildetes abgeschiedenes Material verwendete Wort „über“ kann hier verwendet werden, um anzugeben, dass das abgeschiedene Material „indirekt auf“ der betreffenden Seite oder Fläche gebildet sein kann, wobei eine oder mehrere zusätzliche Schichten zwischen der betreffenden Seite oder Fläche und dem abgeschiedenen Material angeordnet sind.
  • Der Begriff „Oberseite“ oder „obere Fläche“ der Formstruktur bezeichnet die Seite, die weiter vom ersten Substrat entfernt ist.
  • Der Begriff „in“, der zum Beschreiben der räumlichen Beziehung zwischen der dreidimensionalen Antenne (oder der zusätzlichen dreidimensionalen Antenne) und der Formstruktur verwendet wird (beispielsweise in „Bereitstellen einer dreidimensionalen Antenne in der Formstruktur“), bedeutet, dass die dreidimensionale Antenne zumindest teilweise von der Formstruktur umgeben ist. Er kann auch bedeuten, dass die dreidimensionale Antenne so bereitgestellt ist, dass sie sich durch die Formstruktur erstreckt. Die proximal zur Oberseite der Formschicht (distal vom gemeinsamen Substrat oder vom ersten Substrat) liegende Seite der dreidimensionalen Antenne kann gegenüber der Oberfläche der Formstruktur zurückgezogen sein oder damit abschließen. Alternativ kann die proximal zur Oberseite der Formschicht (distal vom jeweiligen Substrat) liegende Seite der dreidimensionalen Antenne von der Oberfläche der Formstruktur vorstehen. Das „jeweilige Substrat“ bezeichnet das Substrat, über dem die dreidimensionale Antenne bereitgestellt ist, wobei dies für die dreidimensionale Antenne das erste Substrat oder das gemeinsame Substrat sein kann und für die zusätzliche dreidimensionale Antenne das gemeinsame Substrat, das zweite Substrat oder ein zusätzliches Substrat sein kann.
  • Verschiedene Aspekte der Offenbarung werden für eine dreidimensionale Antenne bereitgestellt. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine zusätzliche dreidimensionale Antenne aufgenommen werden. Die zusätzliche dreidimensionale Antenne kann in der gleichen Weise wie die dreidimensionale Antenne gebildet und/oder bereitgestellt werden. Beispielsweise können die dreidimensionale Antenne und die zusätzliche dreidimensionale Antenne voneinander verschieden oder identisch sein. Bei verschiedenen Aspekten der Offenbarung werden mehrere Antennen verwendet. Bei verschiedenen Aspekten wird die Offenbarung für die dreidimensionale Antenne erklärt, mit der Bezugnahme auf den Plural in der Art von „Antennen“ ist jedoch gemeint, dass die Offenbarung für zumindest eine von der dreidimensionalen Antenne oder der zusätzlichen dreidimensionalen Antenne gilt. Die zusätzliche dreidimensionale Antenne kann auf dem gemeinsamen Substrat, auf dem zweiten Substrat oder auf einem zusätzlichen Substrat bereitgestellt werden, wobei das zusätzliche Substrat die gleichen Eigenschaften wie das erste Substrat aufweisen kann.
  • Die Figuren zeigen eine dreidimensionale Antenne und eine zusätzliche dreidimensionale Antenne als Beispiel, die Halbleiterbaugruppe kann jedoch keine zusätzliche dreidimensionale Antenne aufweisen, oder die Halbleiterbaugruppe kann die zusätzliche dreidimensionale Antenne aufweisen. Die Halbleiterbaugruppe kann weitere Antennen aufweisen.
  • Verschiedene Aspekte der Offenbarung werden für Verfahren bereitgestellt, und verschiedene Aspekte der Offenbarung werden für Baugruppen bereitgestellt. Es sei bemerkt, dass Grundeigenschaften der Baugruppen auch für die Verfahren gelten und umgekehrt. Daher kann aus Gründen der Kürze auf eine doppelte Beschreibung solcher Eigenschaften verzichtet worden sein.
  • Beispielsweise und mit Bezug auf die Figuren sei bemerkt, dass beim erfindungsgemäßen Verfahren ein erstes Substrat, ein Die beispielsweise in der Art eines Flip-Chips, der elektrisch mit dem ersten Substrat gekoppelt ist, und eine oder mehrere dreidimensionale Antennen bereitgestellt werden. Die Antennen können Signale in der Art von Radarsignalen senden und/oder empfangen. Diese Komponenten werden beispielsweise durch die Formstruktur zusammengehalten und monolithisch integriert. Die Erfindung beschreibt ein Verfahren, wie es in den 1 bis 4 schematisch dargestellt ist, mit verschiedenen vorteilhaften Ausführungsformen zur Herstellung der Halbleiterbaugruppe, wie schematisch in den 5 bis 9 dargestellt ist. Die externen elektrischen Verbindungen zur Halbleiterbaugruppe sind in den Figuren nicht dargestellt, sie können jedoch Kontakte in einer Standardgeometrie und -anordnungen aufweisen, so dass sie in der Elektronikindustrie, beispielsweise als ein Chip, angewendet werden können.
  • Das erste Substrat und der Halbleiter-Die können Seite an Seite angeordnet werden, wodurch ermöglicht wird, dass elektrische Verbindungen in derselben Ebene, beispielsweise an der Unterseite, gebildet werden, wie in 1a beispielhaft dargestellt ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Halbleiter-Die einen Die-Kontakt aufweisen. Gemäß einigen Ausführungsformen kann der Halbleiter-Die auf einem zweiten Substrat bereitgestellt werden. Das zweite Substrat weist eine erste Seite und eine zweite Seite auf, wobei die erste Seite einen zweiten elektrischen Kontakt aufweist. Der erste elektrische Kontakt kann beispielsweise über einen zu kapselnden Draht elektrisch mit dem zweiten Die-Kontakt gekoppelt werden. Im Fall eines gemeinsamen Substrats kann der erste elektrische Kontakt beispielsweise über eine Leiterbahn elektrisch mit dem zweiten Die-Kontakt gekoppelt werden. Alternativ kann der erste elektrische Kontakt beispielsweise über externe Verbindungen, die beispielsweise bei der Anwendung der Halbleiterbaugruppe bereitzustellen sind, mit dem zweiten Die-Kontakt elektrisch koppelbar sein. Gemäß einigen Ausführungsformen, beispielsweise für externe Verbindungen, kann vorgesehen werden, dass der Halbleiter-Die so bereitgestellt wird, dass sich der Die-Kontakt auf der zur Oberseite der Formschicht distalen Seite befindet (demgemäß von oben nach unten gekehrt, wie in den Figuren dargestellt ist).
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird beim Verfahren eine Formstruktur gebildet, um den Halbleiter-Die, das erste Substrat und das zweite Substrat zu kapseln.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können das erste Substrat und das zweite Substrat Teil eines gemeinsamen Substrats sein. Ein gemeinsames Substrat bezeichnet eine einzelne kontinuierliche Struktur, welche die Anforderungen des ersten Substrats und des zweiten Substrats erfüllt. Das gemeinsame Substrat wird hier als „gemeinsames Substrat“ bezeichnet. Die folgende detaillierte Beschreibung zeigt zur Veranschaulichung ein gemeinsames Substrat, die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
  • Gemäß einigen Ausführungsformen kann, wenn auf ein gemeinsames Substrat Bezug genommen wird, eine elektrische Kopplung über Leiterbahnen geschehen.
  • Gemäß einigen Ausführungsformen kann, wenn auf verschiedene Substrate Bezug genommen wird, beispielsweise das erste Substrat und das zweite Substrat, eine elektrische Kopplung durch einen Draht geschehen, beispielsweise einen Draht, der von einem Punkt eines Substrats an einen Punkt des anderen Substrats gebondet ist, wobei der Draht in die Formstruktur gekapselt sein kann. Die elektrische Kopplung kann auch extern geschehen, wobei in einem solchen Fall die beiden zu koppelnden Punkte als elektrisch koppelbar bezeichnet werden können, weil die externe Verbindung an einer späteren Stufe, beispielsweise auf der Anwendungsebene, bereitgestellt werden kann. „Extern“ bezieht sich auf extern zur Halbleiterbaugruppe.
  • Gemäß einigen Ausführungsformen kann das Verfahren Folgendes aufweisen: Anordnen des Halbleiter-Dies und des zweiten Substrats übereinander, wobei das zweite Substrat eine erste Seite aufweist, wobei die erste Seite den ersten elektrischen Kontakt und den zweiten elektrischen Kontakt aufweist und wobei der Halbleiter-Die den Die-Kontakt aufweist, wobei die erste elektrische Kontaktstelle elektrisch mit dem Die-Kontakt gekoppelt wird, und Bilden einer Formstruktur, um den Halbleiter-Die und das zweite Substrat zu kapseln, wodurch der Halbleiter-Die, das erste Substrat und das zweite Substrat gekapselt werden.
  • Gemäß einigen Ausführungsformen kann das Verfahren Folgendes aufweisen: Anordnen des Halbleiter-Dies und des gemeinsamen Substrats übereinander, wobei das gemeinsame Substrat eine erste Seite aufweist, wobei die erste Seite den ersten elektrischen Kontakt und den zweiten elektrischen Kontakt aufweist und wobei der Halbleiter-Die den Die-Kontakt aufweist, wobei die erste elektrische Kontaktstelle elektrisch mit dem Die-Kontakt gekoppelt wird, und Bilden einer Formstruktur, um den Halbleiter-Die und das gemeinsame Substrat zu kapseln, wodurch der Halbleiter-Die und das gemeinsame Substrat gekapselt werden.
  • 1 zeigt drei Stufen des Verfahrens zur Bildung der Halbleiterbaugruppe 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. 1 zeigt oben eine schematische Ansicht eines Halbleiter-Dies 110, der auf einem gemeinsamen Substrat 120 angeordnet ist. Das gemeinsame Substrat 120 weist eine erste Seite 121 und eine zweite Seite 122 auf. Die erste Seite 121 und die zweite Seite 122 sind entgegengesetzte Seiten des gemeinsamen Substrats 120. Die erste Seite 121 weist einen ersten elektrischen Kontakt 125 und einen zweiten elektrischen Kontakt 124 auf. Die erste Seite 121 kann eine größere Anzahl von Kontakten aufweisen. Der Halbleiter-Die 110 weist einen Die-Kontakt 112 auf, und der Die-Kontakt 112 ist elektrisch mit dem zweiten elektrischen Kontakt 124 gekoppelt. Der erste elektrische Kontakt 125 kann beispielsweise über eine Leiterbahn elektrisch mit einem zweiten Die-Kontakt 113 gekoppelt sein. Wie in 1 dargestellt ist, wird in der Mitte eine Formstruktur 150 über dem ersten Substrat 120 gebildet, um den Halbleiter-Die 110 zu kapseln.
  • Bei einer Variation der Figuren und gemäß einigen Ausführungsformen könnten ein erstes und ein zweites Substrat an Stelle des gemeinsamen Substrats 120 bereitgestellt sein, wobei in einem solchen Fall der Halbleiter-Die 110 auf dem zweiten Substrat angeordnet wäre. Die erste Seite und die zweite Seite sowohl des ersten Substrats als auch des zweiten Substrats entsprechen der ersten bzw. der zweiten Seite des gemeinsamen Substrats in der Halbleiterbaugruppe 100.
  • Bei einer anderen Variation der Figuren und gemäß einigen Ausführungsformen kann der Halbleiter-Die 110 in dem Fall, in dem kein zweites Substrat bereitgestellt ist, angeordnet werden, ohne über einem Substrat angeordnet zu werden. Die erste Seite und die zweite Seite des ersten Substrats entsprechen der ersten bzw. der zweiten Seite des gemeinsamen Substrats in der Halbleiterbaugruppe 100. Der erste elektrische Kontakt 125 kann beispielsweise über einen Draht, der zu kapseln ist, elektrisch mit dem zweiten Die-Kontakt 113 gekoppelt werden. Alternativ kann der erste elektrische Kontakt 125 beispielsweise über externe Verbindungen, die beispielsweise bei der Anwendung der Halbleiterbaugruppe bereitzustellen sind, elektrisch mit dem zweiten Die-Kontakt 113 koppelbar sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist die Formstruktur 150 eine Öffnung 128 auf, die zumindest einen Teil des ersten elektrischen Kontakts 125 freilegt. Ein Beispielschema ist in der Mitte von 1 dargestellt.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist die dreidimensionale Antenne 140 in der Öffnung 128 ausgebildet. Ein Beispielschema ist in 1 unten in der Figur dargestellt.
  • Gemäß einigen Ausführungsformen und wie in 1 dargestellt ist, kann das gemeinsame Substrat einen zusätzlichen Kontakt 126 aufweisen. Der zusätzliche Kontakt kann in das erste Substrat, das zweite Substrat oder das zusätzliche Substrat aufgenommen sein. Der zusätzliche Kontakt 126 kann mit einem zusätzlichen Die-Kontakt 114 elektrisch gekoppelt oder koppelbar sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Formstruktur 150 eine zusätzliche Öffnung 129 aufweisen, die zumindest einen Teil des zusätzlichen elektrischen Kontakts 126 freilegt. Ein Beispielschema ist in der Mitte von 1 dargestellt.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist eine zusätzliche dreidimensionale Antenne 160 in der zusätzlichen Öffnung 129 ausgebildet. Ein Beispielschema ist in 1 unten in der Figur dargestellt.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird die dreidimensionale Antenne nach der Bildung der Formstruktur bereitgestellt.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird die dreidimensionale Antenne nach der Bildung der Formstruktur bereitgestellt und wird die dreidimensionale Antenne in der Öffnung gebildet.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird die Öffnung 128 zumindest teilweise, beispielsweise vollständig, während des Prozesses der Bildung der Formstruktur 150, beispielsweise während eines Formungsprozesses, gebildet. Beispielsweise wird das die Formstruktur bildende Material in von der Öffnung 128 verschiedenen Gebieten abgeschieden, wodurch die Formstruktur 150 mit der gewünschten Öffnung 128 gebildet wird. Hierdurch können Material und Prozesse eingespart werden. Die zusätzliche Öffnung 129 kann in gleicher Weise gebildet werden.
  • Alternativ wird die Öffnung 128 zumindest teilweise, beispielsweise vollständig, nach der Bildung der Formstruktur ohne die Öffnung 128 gebildet. Die Formstruktur ohne die Öffnung wird zuerst gebildet. Beispielsweise geschieht dies durch Abscheiden des die Formstruktur bildenden Materials. Bei einem anderen Prozess wird die Öffnung 128 in die Formstruktur eingebracht. Dies geschieht beispielsweise durch Entfernen des Materials der Formstruktur im Gebiet der Öffnung 128. Hierdurch kann Prozessflexibilität bereitgestellt werden, weil die Verfügbarkeit und die Form der einen oder der mehreren Öffnungen später auf der gekapselten halbfertigen Baugruppe definiert werden kann. Die zusätzliche Öffnung 129 kann in gleicher Weise gebildet werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen hat die Öffnung 128 eine Form, die in der Lage ist, die dreidimensionale Antenne 140 aufzunehmen.
  • Die zusätzliche Öffnung 129 kann eine Form aufweisen, wodurch die zusätzliche dreidimensionale Antenne 160 aufgenommen werden kann.
  • Die dreidimensionale Antenne 140 kann als eine vorgeformte dreidimensionale Antenne bereitgestellt werden und beispielsweise als eine Metallstruktur auf dem ersten elektrischen Kontakt 125 angeordnet werden. Die vorgeformte dreidimensionale Antenne (oder die zusätzliche vorgeformte dreidimensionale Antenne) kann beispielsweise durch Metallstanzen oder Metallätzen gebildet werden. Die vorgeformte dreidimensionale Antenne (oder die zusätzliche vorgeformte dreidimensionale Antenne) kann durch ein Bestückungsverfahren bereitgestellt werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird die zusätzliche dreidimensionale Antenne 160 als eine vorgeformte dreidimensionale Antenne bereitgestellt und auf dem zusätzlichen elektrischen Kontakt 126 angeordnet.
  • An Stelle der Anordnung einer vorgeformten dreidimensionalen Antenne kann die dreidimensionale Antenne 140 in der Öffnung 128 der Formstruktur 150 gebildet werden. Beispielsweise erfolgt die Bildung durch Abscheiden eines Metalls in der Öffnung, beispielsweise durch elektrisches Metallisieren. Gemäß einigen Ausführungsformen wird die Innenfläche der Öffnung 128 mit einem Metall bedeckt. Die zusätzliche dreidimensionale Antenne 160 kann in der gleichen Weise in der zusätzlichen Öffnung 129 gebildet werden. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die eine oder die mehreren Öffnungen (128, 129) mit einem Metall gefüllt werden, das anschließend teilweise entfernt wird, um die innere Form der einen oder der mehreren Antennen (140, 160) zu bilden. Die dreidimensionale Antenne 140 (oder die zusätzliche dreidimensionale Antenne 160) kann elektrisch mit dem ersten elektrischen Kontakt 125 (dem zusätzlichen Kontakt 126) gekoppelt werden, beispielsweise durch Bilden des Metalls auf dem ersten elektrischen Kontakt 125 (dem zusätzlichen Kontakt 126). Alternativ wird gemäß verschiedenen Ausführungsformen die Innenfläche der Öffnung 128 mit einer Metallschicht bedeckt. Die zusätzliche dreidimensionale Antenne 160 kann in der gleichen Weise in der zusätzlichen Öffnung 129 gebildet werden. Dies kann die Wirkung haben, dass die Form der Öffnung die Form der einen oder der mehreren Antennen definieren kann, wodurch eine große Flexibilität bei der Auswahl der Form der einen oder der mehreren Antennen bereitgestellt wird. Die Antenne 140 (oder die zusätzliche dreidimensionale Antenne 160) kann elektrisch mit dem ersten elektrischen Kontakt 125 (dem zusätzlichen Kontakt 126) gekoppelt werden, beispielsweise durch Bilden des Metalls auf dem ersten elektrischen Kontakt 125 (dem zusätzlichen Kontakt 126).
  • Durch Bilden der Antenne innerhalb des Baugruppenkörpers können die eine oder die mehreren dreidimensionalen Antennen einen beliebigen Form-, Größen- und Materialtyp aufweisen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die eine oder die mehreren Antennen durch chemische Dampfabscheidung (CVD), physikalische Dampfabscheidung (PVD), elektrochemische Abscheidung oder dergleichen gebildet werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die eine oder die mehreren Antennen beispielsweise durch chemisches Ätzen zu einer gewünschten Struktur strukturiert werden.
  • Die Figuren zeigen den ersten elektrischen Kontakt und den zweiten elektrischen Kontakt als sich auf der Oberfläche des ersten Substrats befindend. Diese Kontakte können mit dem ersten Substrat abschließen und/oder zumindest teilweise in das erste Substrat eingebettet sein.
  • Der erste elektrische Kontakt und der zweite elektrische Kontakt können Kontaktstellen sein.
  • Die Figuren zeigen die elektrischen Die-Kontakte als sich an der Oberfläche des Halbleiter-Dies befindend. Diese Kontakte können auch in (statt „auf“) die Oberfläche des Halbleiter-Dies integriert sein. Diese Kontakte können ferner zumindest teilweise in die Oberfläche des Halbleiter-Dies eingebettet sein oder sogar mit der Oberfläche abschließen. Abschließend bedeutet im Wesentlichen nicht aus der Ebene der Oberfläche herausstehend.
  • Die Figuren zeigen den ersten, den zweiten und den zusätzlichen elektrischen Kontakt als sich an der Oberfläche des Substrats (gemeinsam, des ersten oder des zweiten, wie anwendbar) befindend. Diese Kontakte können auch in (statt „auf“) die Substratoberfläche integriert sein. Diese Kontakte können ferner zumindest teilweise in die Substratoberfläche eingebettet sein oder sogar mit der Oberfläche abschließen. Abschließend bedeutet im Wesentlichen nicht aus der Ebene der Oberfläche herausstehend.
  • Die Kontakte des Substrats (gemeinsam, erstes oder zweites, wie anwendbar) können Kontaktstellen sein.
  • 2 zeigt drei Stufen des Verfahrens zur Bildung der Halbleiterbaugruppe 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. 2 zeigt ein modifiziertes Verfahren des in 1 dargestellten Verfahrens. 2 zeigt oben eine schematische Ansicht eines Halbleiter-Dies 110, der auf einem gemeinsamen Substrat 120 angeordnet ist. Das gemeinsame Substrat 120 weist eine erste Seite 121 und eine zweite Seite 122 auf. Die erste Seite 121 und die zweite Seite 122 sind entgegengesetzte Seiten des gemeinsamen Substrats 120. Die erste Seite 121 weist einen elektrischen Kontakt 125 und einen zweiten elektrischen Kontakt 124 auf. Die erste Seite 121 kann eine größere Anzahl von Kontakten aufweisen. Der Halbleiter-Die 110 weist einen Die-Kontakt 112 auf, und der Die-Kontakt 112 ist elektrisch mit dem zweiten elektrischen Kontakt 124 gekoppelt. Der erste elektrische Kontakt 125 kann elektrisch mit einem zweiten Die-Kontakt 113 gekoppelt werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen und wie in 2 beispielhaft dargestellt ist, wird die dreidimensionale Antenne 140 als eine vorgeformte dreidimensionale Antenne bereitgestellt und auf dem ersten elektrischen Kontakt 125 angeordnet, bevor die Formstruktur 150 gebildet wird. In der gleichen Weise kann die zusätzliche dreidimensionale Antenne 160 als eine vorgeformte dreidimensionale Antenne bereitgestellt werden und auf dem zusätzlichen elektrischen Kontakt 126 angeordnet werden. Hierdurch können die eine oder die mehreren vorgeformten dreidimensionalen Antennen an anderer Stelle hergestellt, gelagert und bei Bedarf für die Herstellung bereitgestellt werden, wodurch Herstellungsflexibilität und Zeiteinsparungen bereitgestellt werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird die Formstruktur 150, nachdem die eine oder die mehreren Antennen auf dem jeweiligen elektrischen Kontakt des gemeinsamen Substrats 120 angeordnet wurden, gebildet, wodurch der Halbleiter-Die 110 eingekapselt wird und die eine oder die mehreren Antennen an ihrem Ort gehalten werden. Dies kann bewirkt, dass eine robuste mechanische Integration der einen oder der mehreren Antennen innerhalb der Halbleiterbaugruppe 100 durch die Bildung der Formstruktur 150 bereitgestellt werden kann.
  • Die 1 und 2 zeigen jeweils im unteren Teil beispielhaft die gebildete Halbleiterbaugruppe 100, wobei die Baugruppe das gemeinsame Substrat 120 mit der ersten Seite 121 und der zweiten Seite 122 aufweist, wobei die erste Seite 121 und die zweite Seite 122 entgegengesetzte Seiten des gemeinsamen Substrats sind und wobei die erste Seite 121 einen ersten elektrischen Kontakt 125 und einen zweiten elektrischen Kontakt 124 aufweist. Die Baugruppe 100 weist einen Halbleiter-Die 110 mit einem Die-Kontakt 112 auf, wobei der zweite elektrische Kontakt 124 elektrisch mit dem Die-Kontakt 112 gekoppelt ist. Die Halbleiterbaugruppe weist eine Formstruktur 150 auf, wobei der Halbleiter-Die 110 von der Formstruktur 150 eingekapselt ist. Die dreidimensionale Antenne 140 ist elektrisch mit dem ersten elektrischen Kontakt 125 gekoppelt. Falls verfügbar, kann die zusätzliche dreidimensionale Antenne 160 elektrisch mit dem zusätzlichen elektrischen Kontakt 126 gekoppelt werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist der Halbleiter-Die zumindest einen Teil einer Schaltung zum Ansteuern der einen oder der mehreren Antennen auf, wobei der Halbleiter-Die beispielsweise einen Treiber aufweist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist der Halbleiter-Die zumindest einen Teil einer Senderschaltung, beispielsweise für Radar, auf.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist der Halbleiter-Die zumindest einen Teil einer Empfängerschaltung, beispielsweise für Radar, auf.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist der Halbleiter-Die 110 Flip-Chip mit dem ersten Substrat 120 gekoppelt.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können sich die eine oder die mehreren dreidimensionalen Antennen vollständig innerhalb der Baugruppe befinden, d.h. ohne dass sie Teile aufweisen, die aus der Formstruktur vorstehen. Dies kann eine automatische Handhabung der Halbleiterbaugruppe, beispielsweise durch Bestückungsmaschinen, erleichtern.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen und wie beispielhaft dargestellt ist, weist in jeder der 1 und 2 im unteren Teil die dreidimensionale Antenne 140 eine Seite 141 auf, die proximal zur Oberseite 151 der Formstruktur 150 ist. Es kann vorgesehen sein, dass die Antennenseite 141 mit der Oberseite 151 der Formstruktur 150 abschließt. Analog weist, wenn eine zusätzliche dreidimensionale Antenne 160 vorhanden ist, die zusätzliche dreidimensionale Antenne 160 eine Seite 161 auf, die proximal zur Oberseite 151 der Formstruktur 150 ist. Es kann vorgesehen sein, dass die Antennenseite 161 mit der Oberseite 151 der Formstruktur 150 abschließt.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist das erste Substrat erste Substratkontakte auf der zweiten Seite 122 des ersten Substrats auf. Wenn die Halbleiterbaugruppe 100 gebildet wird, können diese Kontakte auf der zweiten Seite 122 des ersten Substrats eine elektrische Kopplung zwischen dem Äußeren der Halbleiterbaugruppe 100 und dem Halbleiter-Die 110, beispielsweise mit dem Die-Kontakt 112 über den zweiten elektrischen Kontakt 124, bereitstellen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine zuleitungslose Halbleiterbaugruppe bereitgestellt werden. Hierdurch kann eine kompaktere Form bereitgestellt werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist das gemeinsame Substrat eine vorgeformte Formstruktur. Der Begriff „vorgeformte Formstruktur“ bezeichnet hier das gemeinsame Substrat und unterscheidet sich von der „Formstruktur“ (ohne das „vorgeformt“).
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird das gemeinsame Substrat durch Formen einer vorgeformten Formstruktur gebildet.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist das gemeinsame Substrat eine vorgeformte Formstruktur mit einem Leiterrahmen. Der Begriff Leiterrahmen kann sich auf einen Leiterrahmen für eine Baugruppe mit elektrischen Anschlussstiften beziehen. Alternativ kann sich der Begriff Leiterrahmen auf einen „zuleitungslosen“ Leiterrahmen eines gemeinsamen Substrats beziehen, das, nachdem die vorgeformte Formstruktur gebildet wurde, zuleitungslos ist. Zuleitungslos bedeutet auf dem Halbleitergebiet frei von Längsdrähten oder -stiften für elektrische Verbindungen, wobei jedoch stattdessen Kontakte, beispielsweise Kontaktstellen, aufgenommen sind.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen geschieht die Bildung der Formstruktur 150 in einem Werkzeughohlraum. Dies ermöglicht eine Formflexibilität für die Halbleiterbaugruppe 100 und die Bildung einer Halbleiterbaugruppe 100 mit einer beliebigen geeigneten Form.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist ein Mittel zur elektrischen Kopplung der dreidimensionalen Antenne 140 mit dem ersten elektrischen Kontakt 125 bereitgestellt. Das Mittel ist in den 1 und 2 beispielhaft als das Element zwischen dem ersten elektrischen Kontakt 125 und der Seite 142 der dreidimensionalen Antenne 140, die proximal zum ersten Substrat 120 ist, dargestellt. Das Mittel kann beispielsweise Lötpaste sein. In der gleichen Weise wird ein Mittel zur elektrischen Kopplung der zusätzlichen dreidimensionalen Antenne 160 mit dem zusätzlichen elektrischen Kontakt 126 bereitgestellt. Das Mittel ist in den 1 und 2 beispielhaft als das Element zwischen dem zusätzlichen elektrischen Kontakt 126 und der Seite 162 der dreidimensionalen Antenne 160, die proximal zum ersten Substrat 120 ist, dargestellt. Das Mittel kann beispielsweise Lötpaste sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die dreidimensionale Antenne 140 vor der Bildung der Formstruktur 150 mit dem ersten elektrischen Kontakt 125 gekoppelt werden. Dies kann beispielsweise durch Löten der dreidimensionalen Antenne 140 an den ersten elektrischen Kontakt 125 geschehen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die zusätzliche dreidimensionale Antenne 160 vor der Bildung der Formstruktur 150 mit dem zusätzlichen elektrischen Kontakt 126 gekoppelt werden. Dies kann beispielsweise durch Löten der zusätzlichen dreidimensionalen Antenne 160 an den zusätzlichen elektrischen Kontakt 126 geschehen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die dreidimensionale Antenne 140 nach der Bildung der Formstruktur 150 mit dem ersten elektrischen Kontakt 125 gekoppelt werden. Dies kann beispielsweise durch Löten der dreidimensionalen Antenne 140 an den ersten elektrischen Kontakt 125 geschehen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die zusätzliche dreidimensionale Antenne 160 nach der Bildung der Formstruktur 150 mit dem zusätzlichen elektrischen Kontakt 126 gekoppelt werden. Dies kann beispielsweise durch Löten der zusätzlichen dreidimensionalen Antenne 150 an den zusätzlichen elektrischen Kontakt 126 geschehen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren das Löten des zweiten elektrischen Kontakts 124 mit dem Die-Kontakt 112 einerseits und des ersten elektrischen Kontakts 125 mit der dreidimensionalen Antenne 140 in einem gemeinsamen Lötprozess aufweisen. Die zusätzliche dreidimensionale Antenne 160 kann auch im selben gemeinsamen Lötprozess an den zusätzlichen elektrischen Kontakt 126 gelötet werden. Dies kann beispielsweise gleichzeitig geschehen. Dies kann beispielsweise durch Wiederaufschmelzlöten geschehen.
  • 3 zeigt eine schematische Ansicht des Verfahrens gemäß verschiedenen Ausführungsformen. In Prozess 1 sind drei gemeinsame Substrate vor ihrer Vereinzelung dargestellt. Drei gemeinsame Substrate werden als ein Beispiel verwendet, und verschiedene Ausführungsformen können 10 oder mehr gemeinsame Substrate aufweisen. Für jedes gemeinsame Substrat kann in Prozess 1 ein Halbleiter-Die angebracht werden. In Prozess 2 kann Lötpaste auf jeden ersten elektrischen Kontakt abgegeben werden. Die Lötpaste kann gleichzeitig auf jeden zusätzlichen elektrischen Kontakt abgegeben werden. In Prozess 3 werden für jedes gemeinsame Substrat die eine oder die mehreren Antennen gebildet, und in Prozess 4 kann die Formstruktur gebildet werden. Prozess 5 zeigt beispielhaft, dass das Verfahren eine Vereinzelung aufweisen kann, wodurch drei Halbleiterbaugruppen gemäß verschiedenen Ausführungsformen gebildet werden. Das Verfahren kann eine Lamination auf einen Träger in der Art eines Transportträgers aufweisen.
  • 4 zeigt eine schematische Ansicht des Verfahrens gemäß verschiedenen Ausführungsformen. In Prozess 1 sind drei gemeinsame Substrate vor ihrer Vereinzelung dargestellt. Drei gemeinsame Substrate werden als ein Beispiel verwendet, und verschiedene Ausführungsformen können 10 oder mehr gemeinsame Substrate aufweisen. Für jedes gemeinsame Substrat kann in Prozess 1 ein Halbleiter-Die angebracht werden. In Prozess 2 kann die Formstruktur gebildet werden. In Prozess 3 können für jedes gemeinsame Substrat die eine oder die mehreren Antennen gebildet werden oder alternativ in der einen oder den mehreren jeweiligen Öffnungen angeordnet werden. Prozess 4 zeigt beispielhaft, dass das Verfahren eine Vereinzelung aufweisen kann, wodurch drei Halbleiterbaugruppen gemäß verschiedenen Ausführungsformen gebildet werden. Das Verfahren kann eine Lamination auf einen Träger in der Art eines Transportträgers aufweisen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Baugruppe zur Radarerfassung verwendet werden. Die Radarerfassungsanwendung kann beispielsweise für Fahrzeugassistenzsysteme oder autonome Fahrzeuge eingesetzt werden.
  • Die Halbleiterbaugruppe gemäß verschiedenen Ausführungsformen ist hochintegriert. Infolge der hohen Integration kann sie leicht für verschiedene Zwecke angewendet werden. Auf Zwischenverbindungen zwischen dem Halbleiter-Die und der einen oder den mehreren Antennen sowie die Ausrichtung der einen oder der mehreren Antennen in Bezug auf die Baugruppe kann während der Anwendung der Halbleiterbaugruppe verzichtet werden, weil diese Komponenten alle monolithisch integriert sind. Infolge der hohen Integration kann die Halbleiterbaugruppe durch existierende Geräte zur Herstellung von Leiterplatten gehandhabt werden.
  • Infolge der Verwendung einer oder mehrerer dreidimensionaler Antennen kann das Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsformen bewirken, dass Halbleiterbaugruppen gebildet werden können, bei denen der Anwendungsbereich nach Bedarf spezifiziert werden kann, indem die eine oder die mehreren jeweiligen dreidimensionalen Antennen bereitgestellt werden. Beispielsweise kann eine Halbleiterbaugruppe für eine langreichweitige Radarerfassung gebildet werden, während eine andere Halbleiterbaugruppe für eine kurzreichweitige Radarerfassung gebildet werden kann, wobei nur verhältnismäßig geringe Änderungen am Verfahren zur Bildung der Halbleiterbaugruppe (beispielsweise durch Bereitstellen einer Antenne mit einer anderen Form) vorgenommen werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine Erfassung mit unterschiedlichen Reichweiten in der gleichen Halbleiterbaugruppe bereitgestellt werden, beispielsweise durch Bereitstellen einer dreidimensionalen Antenne, die eine von der zusätzlichen dreidimensionalen Antenne verschiedene Form aufweist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die dreidimensionale Antenne aus zumindest einer der Folgenden ausgewählt werden: einer konischen Hornantenne, einer dielektrischen Linsenantenne, einer dielektrischen Linsenantenne mit Metallbahnen auf der Linse und einer Helixantenne.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Halbleiter-Die dafür ausgelegt sein, das Radarsignal auszusenden und das Radarsignal zu empfangen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der Halbleiter-Die dafür ausgelegt sein, ein empfangenes Signal zu verarbeiten und verarbeitete Daten, beispielsweise in digitaler Form, bereitzustellen. Die elektrische Kopplung mit dem Außenbereich der Baugruppe kann durch die Kontakte auf dem Halbleiter-Die bereitgestellt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die elektrische Kopplung mit dem Außenbereich der Baugruppe durch die Kontakte des ersten Substrats bereitgestellt werden, die auf der zweiten Seite des ersten Substrats ausgebildet sind und elektrisch mit dem Halbleiter-Die gekoppelt sind, beispielsweise über die Drähte mit dem Die-Kontakt, die beispielsweise durch Drahtbonden gebildet werden. Gemäß einer anderen Alternative kann die elektrische Kopplung mit dem Außenbereich der Baugruppe durch die Kontakte des gemeinsamen Substrats bereitgestellt werden, die auf der zweiten Seite des gemeinsamen Substrats ausgebildet sind und elektrisch mit dem Halbleiter-Die gekoppelt sind, beispielsweise über den zweiten elektrischen Kontakt mit dem Die-Kontakt. Demgemäß kann eine Anwendungsschaltung, bei der die Halbleiterbaugruppe gemäß verschiedenen Ausführungsformen verwendet wird, vereinfacht werden.
  • 5 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Halbleiterbaugruppe 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Die Halbleiterbaugruppe 100 kann ein gemeinsames Substrat 120 mit einer ersten Seite 121 aufweisen. Das gemeinsame Substrat 120 kann auf der ersten Seite 121 einen ersten elektrischen Kontakt 125 und einen zweiten elektrischen Kontakt 124 aufweisen. Die Halbleiterbaugruppe 100 kann einen Halbleiter-Die 110 aufweisen, wobei der Halbleiter-Die 110 auf der ersten Seite 121 des gemeinsamen Substrats 120 angeordnet sein kann. Der Halbleiter-Die 110 kann einen Die-Kontakt (nicht dargestellt) aufweisen, der mit dem zweiten elektrischen Kontakt des gemeinsamen Substrats (nicht dargestellt) verbunden ist. Die Halbleiterbaugruppe kann eine Formstruktur 150 aufweisen, wobei der Halbleiter-Die 110 durch die Formstruktur 150 gekapselt ist. Die Halbleiterbaugruppe 100 kann auch eine in der Formstruktur bereitgestellte dreidimensionale Antenne 140 aufweisen. Die dreidimensionale Antenne 140 ist elektrisch mit dem ersten elektrischen Kontakt 125 gekoppelt. Wie vorstehend erklärt wurde, können gemäß einigen Ausführungsformen an Stelle eines gemeinsamen Substrats ein erstes Substrat und ein zweites Substrat bereitgestellt sein, wobei das erste Substrat demgemäß auf der ersten Seite einen ersten elektrischen Kontakt 125 aufweisen kann und das zweite Substrat demgemäß auf der ersten Seite einen zweiten elektrischen Kontakt 124 aufweisen kann. Dementsprechend kann der Halbleiter-Die 110 auf der ersten Seite 121 eines zweiten Substrats angeordnet sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen und wie in 5 beispielhaft dargestellt ist, kann die Halbleiterbaugruppe 100 eine zusätzliche dreidimensionale Antenne 160 aufweisen. Das gemeinsame Substrat 120 kann einen zusätzlichen elektrischen Kontakt 126 aufweisen, der elektrisch mit der zusätzlichen dreidimensionalen Antenne 160 gekoppelt ist.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die dreidimensionale Antenne 140 eine hohle Innenseite 143 aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die dreidimensionale Antenne 160 eine hohle Innenseite 163 aufweisen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren gemäß der Erfindung ferner das Bereitstellen eines dielektrischen Materials auf der dreidimensionalen Antenne (und/oder einer zusätzlichen dreidimensionalen Antenne) aufweisen, wodurch eine oder mehrere dielektrische Linsenantennen gebildet werden. Das dielektrische Material kann zur Innenseite 143 (163) hinzugefügt werden. Die Innenseite 143 (163) kann mit dem dielektrischen Material gefüllt werden, beispielsweise vollständig bis zu ihrem Rand gefüllt werden. Das dielektrische Material kann auch aus der Antenne vorstehen.
  • Gemäß einigen Ausführungsformen kann das dielektrische Material mit einer festen Gestalt vorgeformt werden und in oder auf der Antenne angeordnet werden, beispielsweise durch Bestückung. Alternativ kann das dielektrische Material gemäß einigen Ausführungsformen in Form einer Flüssigkeit abgegeben und gehärtet werden, um eine feste dielektrische Linse zu bilden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen können die dreidimensionale Antenne 140 und/oder die zusätzliche dreidimensionale Antenne 160 eine beliebige geeignete Form aufweisen. In den Figuren wird beispielhaft eine konische Hornform mit einem kreisförmigen Querschnitt verwendet.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Antenne 140 eine Form aufweisen, deren Querschnitt vom Ende 142, das proximal zum gemeinsamen (oder ersten) Substrat 120 ist, zum Ende 141, das distal zum ersten Substrat 120 ist, zunimmt. Der Querschnitt wird an einer zur Achse senkrechten Ebene genommen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Antenne 160 eine Form aufweisen, deren Querschnitt vom Ende 162, das proximal zum gemeinsamen Substrat 120 ist, zum Ende 161, das distal zum gemeinsamen Substrat 120 ist, zunimmt. Der Querschnitt wird an einer zur Achse senkrechten Ebene genommen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die dreidimensionale Antenne 140 eine konische Form aufweisen, beispielsweise kann sie eine konische Form haben, und sie kann ferner eine konische Hornantenne sein. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die zusätzliche dreidimensionale Antenne 160 eine konische Form aufweisen, beispielsweise kann sie eine konische Form haben, und sie kann ferner eine konische Hornantenne sein. Die konische Hornantenne kann bewirken, dass ein schmales (fokussiertes) Radarstrahlungsmuster bereitgestellt wird und infolge des gerichteten Strahlungsmusters mit einer hohen Antennenverstärkung, die beispielsweise bis zu 25 dB reichen kann, ein Richtungssinn bereitgestellt wird. Es wurde gezeigt, dass konische Hornantennen eine lang- und kurzreichweitige Radarerfassung bereitstellen. Der konische Querschnitt kann eine beliebige geeignete Geometrie aufweisen und beispielsweise elliptisch oder kreisförmig sein. Der Querschnitt wird an einer zur Achse der Antenne senkrechten Ebene genommen.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Innenseite 143 der dreidimensionalen Antenne 140 leer sein, beispielsweise nur mit Luft gefüllt sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Innenseite 163 der dreidimensionalen Antenne 160 leer sein, beispielsweise nur mit Luft gefüllt sein.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Innenseite 143 der dreidimensionalen Antenne 140 zumindest teilweise gefüllt sein, beispielsweise mit einem Dielektrikum.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Innenseite 163 der dreidimensionalen Antenne 160 zumindest teilweise gefüllt sein, beispielsweise mit einem Dielektrikum.
  • Eine konische Hornantenne mit einer dielektrischen Füllung oder ohne diese kann für eine Erfassung mittlerer und/oder kurzer Reichweite, beispielsweise für eine Fahrstreifenabweichwarnung in Kraftfahrzeugen, verwendet werden.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die dreidimensionale Antenne 140 eine konische Hornantenne einschließen und weist das gemeinsame Substrat erste Substratkontakte auf der zweiten Seite 122 des gemeinsamen Substrats auf. Demgemäß kann eine zuleitungslose Baugruppe mit einem hohen Integrationsniveau bereitgestellt werden, wodurch der für die Verwendung in einer Anwendungsplatine benötigte Platz verringert wird.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen umfasst das Bereitstellen einer dreidimensionalen Antenne die Bildung einer kontinuierlichen leitenden Fläche auf zumindest einem Teil der Oberfläche der Öffnung der Formstruktur.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die dreidimensionale Antenne 140 strukturiert werden. Hierdurch kann Material in der Art eines Metalls eingespart werden, während die Effizienz der Antenne nicht negativ beeinflusst wird oder sogar verbessert werden kann. Beispiele von Strukturen sind Muster in der Form einer Metallbahn.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen umfasst der Schritt des Bereitstellens einer dreidimensionalen Antenne das Bilden einer Bahn in Form einer Helix auf zumindest einem Teil der Oberfläche der Öffnung der Formstruktur.
  • Der hier verwendete Begriff „Bahn“ kann eine lang gestreckte, beispielsweise kontinuierliche Bahn aus einem leitenden Material, beispielsweise aus einer Metalllegierung oder einem Metall, bedeuten.
  • 6 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Halbleiterbaugruppe gemäß verschiedenen Ausführungsformen, wobei die eine oder die mehreren dreidimensionalen Antennen eine Metallbahn aufweisen können. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass die eine oder die mehreren Antennen eine Helix aufweisen können. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Helix einen veränderlichen Radius aufweisen, der mit dem Abstand vom ersten Substrat zunimmt, wobei es sich beispielsweise um eine konische Helix handeln kann, wie in 6 dargestellt ist.
  • 7 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Halbleiterbaugruppe 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. 7 zeigt beispielhaft eine Halbleiterbaugruppe 100. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Halbleiterbaugruppe 100 eine dreidimensionale Antenne 140 aufweisen. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Halbleiterbaugruppe 100 eine zusätzliche dreidimensionale Antenne 160 aufweisen. Die dreidimensionale Antenne 140 kann ein dielektrisches Material aufweisen, beispielsweise um das Strahlungsprofil weiter zu formen. Die dreidimensionale Antenne 140 kann mit dem dielektrischen Material 136 gefüllt sein. Bei einem Beispiel sind die obere Fläche 151 der Formstruktur 150 und die Fläche der dreidimensionalen Antenne, die vom ersten Substrat 120 fern ist, Teil derselben Fläche, beispielsweise koplanar. Durch die Füllung mit einem Dielektrikum wird das Strahlungsmuster geändert, wodurch Flexibilität beim Einstellen des Strahlungsmusters während der Bildung der Halbleiterbaugruppe 100 bereitgestellt wird. Wenn die Baugruppe 100 eine zusätzliche dreidimensionale Antenne 160 aufweist, kann die zusätzliche dreidimensionale Antenne 160 auch ein dielektrisches Material aufweisen, beispielsweise um das Strahlungsprofil weiter zu formen. Die obere Fläche 151 der Formstruktur 150 und die Fläche der zusätzlichen dreidimensionalen Antenne, die vom ersten Substrat 120 distal ist, kann Teil derselben Fläche sein, beispielsweise koplanar.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann beim Bereitstellen der dielektrischen Linsenantenne ferner zumindest eine Metallbahn an der Oberfläche der Linse gebildet werden. Bei der Bildung der wenigstens einen Metallbahn kann nach dem stromlosen Metallisieren eine Lasermetallisierung oder Laserstrukturierung ausgeführt werden.
  • 8 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Halbleiterbaugruppe 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. 8 zeigt beispielhaft eine Halbleiterbaugruppe 100. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann die Halbleiterbaugruppe 100 eine dreidimensionale Antenne 140 aufweisen. Die dreidimensionale Antenne 140 kann ein dielektrisches Material aufweisen, beispielsweise um das Strahlungsprofil weiter zu formen. Die dreidimensionale Antenne 140 kann eine dielektrische Linse 130 aufweisen. Die dielektrische Linse 130 kann eine für die Anwendung geeignete Form aufweisen. Beim Beispiel aus 8 ist die dielektrische Linse 130 halbkugelförmig. Es wurde herausgefunden, dass eine Halbleiterbaugruppe 100, die eine dreidimensionale Antenne 140 mit einer dielektrischen Linse aufweist, einen hohen Richtungssinn für eine sehr lange Reichweite eines Radarstrahlungsmusters bietet und daher bei Anwendungen mit langer Reichweite verwendet werden kann. Beispielsweise für Notbremsungen, Fußgängererkennung, Kollisionsvermeidung und insbesondere für einen Abstandsregeltempomat. Wenn die Baugruppe 100 eine zusätzliche dreidimensionale Antenne 160 aufweist, kann die zusätzliche dreidimensionale Antenne 160 auch ein dielektrisches Material aufweisen, beispielsweise um das Strahlungsprofil weiter zu formen. Die zusätzliche dreidimensionale Antenne 160 kann eine dielektrische Linse 131 aufweisen. Die dielektrische Linse 131 kann eine für die Anwendung geeignete Form aufweisen. Beim Beispiel aus 8 ist die dielektrische Linse 131 halbkugelförmig.
  • 9 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Halbleiterbaugruppe 100 gemäß verschiedenen Ausführungsformen. Die dreidimensionale Antenne 140 kann ein dielektrisches Material aufweisen, wobei es sich um eine Linse 130 handeln kann, wobei das Material oder die Linse eine Metallstruktur 134 aufweisen kann oder vollständig metallisiert sein kann. Ebenso kann, falls eine zusätzliche dreidimensionale Antenne 160 bereitgestellt ist, diese ein dielektrisches Material aufweisen, wobei es sich um eine Linse 131 handeln kann, wobei das Material oder die Linse eine Metallstruktur 135 aufweisen kann oder vollständig metallisiert sein kann. Die Metallstruktur oder die vollständig metallisierte dielektrische Fläche kann zur Formung des Strahlungsmusters verwendet werden.
  • Zusammenfassend sei bemerkt, dass verschiedene Ausführungsformen mehrere vorstehend erklärte Wirkungen bereitstellen können, einschließlich einer kompakteren Form der Halbleiterbaugruppe und Flexibilität bei der Auswahl des Strahlungsmusters für verschiedene Anwendungsgebiete.

Claims (20)

  1. Verfahren zur Bildung einer Halbleiterbaugruppe, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen eines Halbleiter-Dies und eines ersten Substrats, wobei der Halbleiter-Die einen Die-Kontakt umfasst, wobei das erste Substrat eine erste Seite umfasst und wobei die erste Seite einen ersten elektrischen Kontakt umfasst, Bilden einer Formstruktur, um den Halbleiter-Die und das erste Substrat zu kapseln, und Bereitstellen einer dreidimensionalen Antenne in der Formstruktur, um elektrisch mit dem ersten elektrischen Kontakt zu koppeln.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Formstruktur eine Öffnung umfasst, die zumindest einen Teil des ersten elektrischen Kontakts freilegt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Öffnung zumindest teilweise während der Bildung der Formstruktur gebildet wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 3, wobei die Öffnung zumindest teilweise nach der Bildung der Formstruktur gebildet wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das Bereitstellen der dreidimensionalen Antenne nach der Bildung der Formstruktur geschieht und wobei die dreidimensionale Antenne in der Öffnung gebildet wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei beim Bereitstellen einer dreidimensionalen Antenne eine Bahn in Form einer Helix oder einer kontinuierlichen leitenden Fläche auf zumindest einem Teil einer Oberfläche der Öffnung der Formstruktur gebildet wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Bereitstellen der dreidimensionalen Antenne vor der Bildung der Formstruktur geschieht, wobei die dreidimensionale Antenne und das erste Substrat vor der Bildung der Formstruktur übereinander angeordnet werden.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 7, wobei die dreidimensionale Antenne eine vorgeformte dreidimensionale Antenne ist.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei ferner ein dielektrisches Material auf der Antenne bereitgestellt wird, wodurch eine dielektrische Linsenantenne gebildet wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei beim Bereitstellen der dielektrischen Linsenantenne ferner zumindest eine Metallbahn an der Oberfläche der Linse gebildet wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Bildung der wenigstens einen Metallbahn eine Lasermetallisierung oder Laserstrukturierung gefolgt von einer stromlosen Metallisierung umfasst.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Antenne eine Form aufweist, deren Querschnitt vom Ende, das proximal zum ersten Substrat ist, zum Ende, das distal zum ersten Substrat ist, zunimmt.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die dreidimensionale Antenne eine kontinuierliche Oberfläche aufweist.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Halbleiter-Die auf einem zweiten Substrat bereitgestellt wird und wobei das zweite Substrat eine erste und eine zweite Seite umfasst, wobei die erste Seite einen zweiten elektrischen Kontakt umfasst und wobei der zweite elektrische Kontakt elektrisch mit dem Die-Kontakt gekoppelt ist.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das erste Substrat und das zweite Substrat Teile eines gemeinsamen Substrats sind.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die dreidimensionale Antenne aus zumindest einer der Folgenden ausgewählt wird: einer konischen Hornantenne, einer dielektrischen Linsenantenne, einer dielektrischen Linsenantenne mit Metallbahnen auf der Linse und einer Helixantenne.
  17. Halbleiterbaugruppe, welche Folgendes umfasst: ein erstes Substrat mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite, wobei die erste Seite einen ersten elektrischen Kontakt aufweist, einen Halbleiter-Die mit einem Die-Kontakt, eine Formstruktur, wobei der Halbleiter-Die und das erste Substrat durch die Formstruktur gekapselt sind, und eine dreidimensionale Antenne, die in der Formstruktur bereitgestellt ist, wobei die dreidimensionale Antenne elektrisch mit dem ersten elektrischen Kontakt gekoppelt ist.
  18. Halbleiterbaugruppe nach Anspruch 17, wobei die dreidimensionale Antenne in zumindest einem Teil einer Öffnung der Formstruktur bereitgestellt ist, wobei die Öffnung während der Bildung der Formstruktur gebildet wird.
  19. Halbleiterbaugruppe nach Anspruch 17 oder 18, wobei die Antenne eine Form aufweist, deren Querschnitt vom Ende, das proximal zum ersten Substrat ist, zum Ende, das distal zum ersten Substrat ist, zunimmt.
  20. Halbleiterbaugruppe nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei die dreidimensionale Antenne aus zumindest einer der Folgenden ausgewählt ist: einer konischen Hornantenne, einer dielektrischen Linsenantenne, einer dielektrischen Linsenantenne mit Metallbahnen auf der Linse und einer Helixantenne.
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