DE102019120846B3

DE102019120846B3 - Elektrische Komponente mit Hohlraum und Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Komponente mit einem Hohlraum

Info

Publication number: DE102019120846B3
Application number: DE102019120846.7A
Authority: DE
Inventors: Markus VALTERE
Original assignee: RF360 Europe GmbH
Current assignee: RF360 Singapore Pte Ltd
Priority date: 2019-08-01
Filing date: 2019-08-01
Publication date: 2020-12-10
Anticipated expiration: 2039-08-02

Abstract

Eine verbesserte elektrische Komponente und ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen elektrischen Komponente werden bereitgestellt. Die Vorrichtung umfasst ein Trägersubstrat und eine Kappe. Die Kappe umfasst ein erstes Material und ein zweites Material, und das erste Material weist einen höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten als das zweite Material auf.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Komponente mit einem Hohlraum, insbesondere für empfindliche Funktionsstrukturen, und auf ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen elektrischen Komponente.
Elektrische Funktionsstrukturen sind empfindlich und müssen vor schädlichen äußeren Einflüssen geschützt werden. So müssen zum Beispiel Mikrosystemstrukturen, z. B. mikroakustische Strukturen von elektroakustischen Resonatoren, die in HF-Filtern von mobilen Kommunikationsvorrichtungen verwendet werden, vor schädlichen Einflüssen geschützt werden.
Eine Möglichkeit zum Schützen empfindlicher Strukturen besteht darin, eine mechanische Kappe, z. B. aus einem keramischen Material, über den empfindlichen Strukturen anzuordnen.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, ein Opfermaterial zu verwenden, das unter Verwendung eines entsprechenden Herstellungsschritts entfernt wird, z. B. unter Verwendung eines Ätzmittels. Nach Entfernen des Opfermaterials verbleibt ein entsprechender Hohlraum, in dem empfindliche Strukturen vor schädlichen Einflüssen geschützt sind.
Bekannte elektrische Komponenten mit einem Hohlraum für empfindliche Strukturen erfordern jedoch komplexe und teure Herstellungsprozesse mit einer Vielzahl von Prozessschritten.
Infolgedessen sind die Vorrichtungen teuer, komplex und daher störanfällig. Ferner stellt die Verwendung von aggressiven oder korrosiven Ätzmitteln eine Gefahr für die empfindlichen Strukturen dar.
Es wird also eine elektrische Komponente mit einem Hohlraum benötigt, die zu geringen Herstellungskosten gefertigt werden kann, die eine hohe Zuverlässigkeit sowie ein gutes Maß an Schutz bietet und mit einfachen Fertigungsschritten hergestellt werden kann. Speziell wird eine elektrische Komponente benötigt, die für empfindliche Strukturen von HF-Chips, Sensoren, Aktuatoren, Mikrosystemkomponenten und ähnliche empfindliche Strukturen verwendet werden kann.
US 2012/0049390 A1 offenbart eine elektrische Komponente mit einer ersten und einer zweiten Schicht. Die erste Schicht bildet einen Hohlraum für ein Element auf dem Substrat.
US 2017/0152137 A1 offenbart ein Verfahren zum Verkapseln einer mikroelektronischen Vorrichtung. US 2017/0183224 A1 offenbart ein Verfahren zum Bilden eines Hohlraumes auf einem Substrat. US 2016/0297672 A1 offenbart eine Halbleitervorrichtung mit einem Deckel und ein entsprechendes Herstellungsverfahren.
Zu diesem Zweck wird eine elektrische Komponente mit einem Hohlraum und einem entsprechenden Herstellungsverfahren nach den unabhängigen Ansprüchen bereitgestellt. Abhängige Ansprüche geben bevorzugte Ausführungsformen an.
Die elektrische Komponente umfasst ein Trägersubstrat, Funktionsstrukturen an der Oberseite des Trägersubstrats und eine Kappe über dem Trägersubstrat. Ferner weist die elektrische Komponente einen Hohlraum zwischen dem Trägersubstrat und der Kappe auf. Die Kappe umfasst ein erstes Material und ein zweites Material. Das zweite Material unterscheidet sich vom ersten Material. Das erste Material ist zwischen dem zweiten Material und dem Hohlraum angeordnet. Das erste Material weist einen höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten als das zweite Material auf.
Eine derartige elektrische Komponente kann mit einfach durchzuführenden Fertigungsschritten hergestellt werden und kann empfindliche Funktionsstrukturen auf der Oberseite des Trägersubstrats gut schützen.
Durch Verwenden verschiedener Materialien für die Kappe, die unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, kann das Herstellungsverfahren drastisch vereinfacht werden, da eine Temperaturänderung während der Fertigung zum Begründen des Hohlraums genutzt werden kann.
Es ist möglich, dass die elektrische Komponente ferner ein Trennmaterial zwischen dem ersten Material und dem Trägersubstrat umfasst.
Das Trennmaterial kann zum Lösen des Materials der Kappe vom Material des Trägersubstrats verwendet werden, ohne jegliches Restmaterial der Kappe auf der Oberseite des Trägersubstrats zu hinterlassen, um jegliche Kontamination empfindlicher Strukturen, die auf der Oberseite des Trägersubstrats angeordnet sind, zu verhindern.
Es ist möglich, dass das Trennmaterial eine Trenntemperatur zwischen 90 °C und 240 °C aufweist.
Die Trenntemperatur ist die Temperatur, bei der sich die Kappe - während der Fertigung - von der Oberfläche des Trägersubstrats, wo die empfindlichen Funktionsstrukturen angeordnet sind, löst. Das Trennmaterial verstärkt das Lösen des Materials der Kappe vom Trägersubstrat, z. B. durch Weichwerden und damit durch Verringern der Haftung auf dem Trägersubstrat.
Somit kann die Kappe das erste Material und das zweite Material und - optional - das Trennmaterial umfassen.
Es ist möglich, dass das Trennmaterial aus einem Cyanacrylat und einem Polymer ausgewählt ist.
Das Trennmaterial kann als eine dünne Folie mit einer Dicke in vertikaler Richtung von ca. 200 nm bis 5 µm bereitgestellt werden.
Es ist möglich, dass das erste Material aus einem Polyamid, einem Polyethylen, einem Polypropylen, einem Polyoxymethylen und einem Polytetrafluorethylen ausgewählt ist.
Erfindungsgemäß weist das erste Material einen Wärmeausdehnungskoeffizienten, speziell in vertikaler Richtung, CTE1, mit 130 ppm/K ≤ CTE1 ≤ 200 ppm/K auf.
Speziell weist das erste Material wenigstens in vertikaler Richtung einen relativ großen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf.
Es ist möglich, dass das zweite Material aus einer Formmasse, einer Formmasse auf Epoxidbasis, einer Glob-Top-Formmasse mit einem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten, wie z. B. einer Formmasse auf Epoxidbasis, die in verschiedenen Formen wie Bögen (z. B. Glob-Top-Materialien) oder Pulver oder sogar Flüssigkeit vorliegen kann, ausgewählt ist.
Es ist möglich, dass das zweite Material einen Wärmeausdehnungskoeffizienten CTE2 mit 20 ppm/K ≤ CTE2 ≤ 40 ppm/K aufweist.
Bei der Herstellung wird das erste Material auf der Oberfläche des Trägersubstrats oder auf dem zuvor auf der Oberfläche des Trägersubstrats angeordneten Trennmaterial angeordnet. Das erste Material und/oder das Trennmaterial kann als eine dünne Folie, die auf die entsprechenden Segmente des Trägersubstrats laminiert wird, bereitgestellt werden. Zwei den beiden Materialien entsprechende Folien können unabhängig laminiert werden. Es ist jedoch auch möglich, durch Zusammenlaminieren des Trennmaterials und des ersten Materials eine zweischichtige Folie mit dem Trennmaterial an ihrer Unterseite und dem ersten Material über dem Trennmaterial zu erstellen und diese dann auf die Oberseite des Trägersubstrats zu laminieren.
Nach Anordnen des ersten Materials auf oder über dem Trägersubstrat kann die Temperatur erhöht werden. Aufgrund des relativ großen Wärmeausdehnungskoeffizienten erfährt das erste Material eine Ausdehnung. Die Laminierung auf die Oberfläche des Trägersubstrats verhindert im Wesentlichen eine größere Ausdehnung in horizontaler Richtung. Daher findet eine Ausdehnung in vertikaler Richtung statt. Im ausgedehnten Zustand wird das zweite Material auf das erste Material aufgebracht. Das zweite Material haftet vorzugsweise am ersten Material. Wenn das zweite Material ausreichend steif ist, kann ein Temperaturabfall zu einem vertikalen Schrumpfen des ersten Materials führen. Dadurch wird die Dicke (in vertikaler Richtung) des ersten Materials reduziert. Das zweite Material hält das erste Material an seiner Position an der Grenzfläche zwischen dem ersten Material und dem zweiten Material. Daher wird, möglicherweise durch das Trennmaterial verstärkt, das erste und/oder zweite Material von der Oberfläche des Trägersubstrats gelöst, und es wird ein Hohlraum unter dem ersten Material und über der oberen Oberfläche des Trägersubstrats gebildet. Funktionsstrukturen auf der Oberseite des Trägersubstrats sind somit in einem Hohlraum angeordnet und vor schädlichen Umgebungseinflüssen geschützt.
Es ist möglich, dass die elektrische Komponente elektronische Funktionsstrukturen und/oder Mikrosystem-Funktionsstrukturen umfasst. Die Funktionsstrukturen können auf der oberen Oberfläche des Trägersubstrats angeordnet oder bei der oberen Oberfläche des Trägersubstrats im Material des Trägersubstrats eingebettet sein.
Speziell können Mikrosystem-Funktionsstrukturen elektroakustische Strukturen sein, wie z. B. SAW-Resonatoren (SAW = Surface Acoustic Wave, akustische Oberflächenwelle), BAW-Resonatoren (BAW = Bulk Acoustic Wave, akustische Volumenwelle) und GBAW-Resonatoren (GBAW = Guided Bulk Acoustic Wave, geführte akustische Volumenwelle). Derartige Resonatoren weisen eine mit einem piezoelektrischen Material kombinierte Elektrodenstruktur auf. Aufgrund des piezoelektrischen Effekts des piezoelektrischen Materials erfolgt Umwandlung zwischen akustischen und elektrischen HF-Signalen. Daher können HF-Filterstrukturen, z. B. Bandpassfilter, Hochpassfilter oder Tiefpassfilter, begründet werden.
Speziell umfasst ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Komponente mit einem Hohlraum die Schritte:

- Bereitstellen eines Trägersubstrats,
- Anordnen von Funktionsstrukturen an der Oberfläche des Trägersubstrats,
- Anordnen eines ersten Materials auf oder über dem Trägersubstrat,
- thermisches Ausdehnen des ersten Materials,
- Verkapseln des ersten Materials durch ein zweites Material,
- thermisches Zusammenziehen des ersten Materials.

Ferner kann der Schritt des Anordnens eines ersten Materials auf oder über dem Trägersubstrat Folgendes umfassen:

- Anordnen eines Trennmaterials auf dem Trägersubstrat,
- Anordnen des ersten Materials auf dem Trennmaterial.

Speziell ist es möglich, dass das Verfahren den Schritt des Lösens des ersten Materials von der Oberfläche des Trägersubstrats und/oder des Lösens des ersten Materials zusammen mit dem Trennmaterial von der Oberfläche des Trägersubstrats umfasst.
Ferner ist es möglich, dass der Schritt des Verkapselns des ersten Materials durch ein zweites Material bei einer Temperatur T_Enc mit 150 °C ≤ T_Enc ≤ 200 °C durchgeführt wird.
Somit ist die Verkapselungstemperatur 150 °C oder höher und 200 °C oder niedriger.
Es wird bevorzugt, dass die Delaminierung - wenn der Hohlraum gebildet wird - wenigstens an dem Abschnitt des Trägersubstrats, wo die Funktionsstrukturen angeordnet sind, abgeschlossen ist.
Die Temperatur, bei der die Delaminierung stattfindet oder beginnt, wird als thermische Trenntemperatur bezeichnet. Die thermische Trenntemperatur kann höher sein als die Verkapselungstemperatur T_Enc .
Die Delaminierung kann durch Erwärmen der Vorrichtung auf oder über die thermische Trenntemperatur gestartet werden.
Der Wärmeausdehnungskoeffizient des ersten Materials ist wesentlich größer als der des zweiten Materials. Das zweite Material schließt den Hohlraum jedoch vorzugsweise an allen Seiten und an der Oberseite über dem Trägersubstrat ein. Der Hohlraum ist an seiner Unterseite durch die obere Oberfläche des Trägersubstrats begrenzt.
Es wird bevorzugt, dass das Wärmeausdehnungskoeffizient-Kompressibilitätsverhältnis ausgeglichen ist, sodass während des Aufbringens des zweiten Materials (z. B. Formen oder Laminieren) das zweite Material, z. B. ein Polymer, noch eine leichte Ausdehnung besitzt.
Während des Laminierens des ersten Materials und/oder des Trennmaterials auf die Oberfläche des Trägersubstrats sollten sowohl eine niedrige Temperatur als auch ein niedriger Druck angewendet werden. Der niedrige Druck wird geschätzt, weil dann der Delaminierungs-/Trennprozess verbessert wird.
Die Laminierungstemperatur sollte unter der thermischen Trenntemperatur liegen.
Nachdem das erste Material und/oder das Trennmaterial auf die Oberseite des Trägersubstrats laminiert wurde, kann das erste und/oder das Trennmaterial strukturiert werden, z. B. durch Abtragung, maskiertes Ätzen oder während einer Die-Vereinzelung des Trägersubstrats. Es wird bevorzugt, dass diese Strukturierungsprozesse bei Temperaturen unter der thermischen Trenntemperatur stattfinden.
Die Temperatur, bei der das zweite Material aufgebracht wird, muss nahe an der Trenntemperatur liegen, aber immer noch ausreichend unter der Trenntemperatur, um sicherzustellen, dass kein Spalt zwischen dem ersten Material und/oder dem Trennmaterial auf einer Seite und dem Trägersubstrat auf der anderen Seite besteht, sodass eine Einschließung des Hohlraums jederzeit aufrechterhalten bleibt. Es wird bevorzugt, dass die Einschließung möglichst hermetisch abgedichtet ist.
Während der Verkapselung kann das leicht ausgedehnte erste Material an allen Seiten vollständig verkapselt werden, mit Ausnahme der Seite, die an der Oberfläche des Trägersubstrats und/oder den Funktionsstrukturen haftet.
Bei einer In-situ- oder Nachverkapselungshärtung (ohne Abkühlung auf Raumtemperatur) wird die Temperatur über die thermische Trenntemperatur erhöht, um den Trennprozess zu starten. Dadurch kann sich das Trennmaterial unter kontrollierten Bedingungen vollständig vom Funktionsbereich delaminieren. Der folgende Schritt des Abkühlens auf Raumtemperatur ermöglicht Wirksamwerden der hohen CTE (Wärmeausdehnungskoeffizient)-Fehlanpassung und dadurch Begründen des Hohlraums durch vertikales Schrumpfen des ersten Materials.
Es ist möglich, dass der Hohlraum mit Luft gefüllt ist, wenn das erste Material und/oder das Trennmaterial wenigstens teilweise luftdurchlässig sind.
Wenn der Hohlraum hermetisch abgedichtet werden soll, ist ein weiterer Verkapselungsschritt, z. B. Verwendung einer Metallbeschichtung, möglich. Das Material der weiteren Beschichtung sollte alle seitlichen und horizontalen Seiten des zweiten Materials abdecken.
Das Material dieser hermetischen Abdichtung, z. B. ein Metall, kann durch Sputtern oder eine ähnliche Abscheidungstechnik aufgebracht werden.
Es ist möglich, dass die Laminierung des ersten Materials und/oder des Trennmaterials bei einer Temperatur unter 100 °C erfolgt. Ähnlich findet auch ein Strukturierungsprozess bei einer Temperatur unter 100 °C statt. Das Auftragen des zweiten Materials, z. B. in Form eines Glob-Top-Materials, kann bei einer typischen Formtemperatur zwischen 150 °C und 200 °C erfolgen. Diese Formtemperatur sollte etwas unter der thermischen Trenntemperatur liegen. Wenn die thermische Trenntemperatur erreicht ist, wird die Haftung zwischen dem ersten Material und/oder dem Trennmaterial auf einer Seite und dem Trägersubstrat auf der anderen Seite reduziert oder beseitigt.
Dann kann ein Hohlraum erzeugt werden, der eine vertikale Höhe im Bereich von 1 µm aufweisen kann. Eine horizontale Abmessung (Länge, Breite) des Hohlraums kann im Bereich von 500 µm bis 5 mm liegen. Der Wärmeausdehnungskoeffizient des ersten Materials könnte zehnmal höher sein als der Ausdehnungskoeffizient des zweiten Materials.
Zentrale Aspekte der vorliegenden elektrischen Komponente und Einzelheiten bevorzugter Ausführungsformen sind durch die begleitende schematische Figur gezeigt.
Figurenliste

1 zeigt einen Querschnitt durch eine entsprechende elektrische Komponente EC,
2 zeigt die Verwendung eines Trennmaterials;
3 zeigt die Verwendung einer optionalen metallischen Beschichtung für hermetische Abdichtung;
4 bis 7 zeigen Zwischenstufen während der Herstellung; und
8 zeigt ein entsprechendes Temperaturprofil eines Herstellungsprozesses.

1 zeigt einen Querschnitt durch eine Ausführungsform der elektrischen Komponente EC. Die elektrische Komponente EC weist ein Trägersubstrat CS auf. An der oberen Oberfläche des Trägersubstrats können Funktionsstrukturen FS angeordnet werden. Die Funktionsstrukturen sind in einem Hohlraum CAV angeordnet und durch das erste Material M1 und das Trägersubstrat CS begrenzt. Das erste Material M1 wird durch das zweite Material M2 verkapselt. Das erste Material M1 und das zweite Material M2 begründen die Kappe CAP, die die Funktionsstrukturen FS im Hohlraum CAV zwischen der Kappe und dem Trägersubstrat CS schützt.
Die Wärmeausdehnung und anschließende Wärmekontraktion des ersten Materials M1 - nachdem das zweite Material M2 bereitgestellt worden ist - begründen die Erzeugung des Hohlraums ohne die Erfordernis von weiteren Verarbeitungsmitteln und Opfermaterial.
2 zeigt einen Querschnitt durch eine elektrische Komponente EC, wobei das erste Material M1 in Kombination mit einem Trennmaterial RM die unteren Teile der Kappe CAP bildet, die vom zweiten Material M2 eingeschlossen sind. Das Trennmaterial RM weist eine Trenntemperatur auf, bei der eine vollständige Delaminierung des Trennmaterials vom Trägersubstrat CS und/oder den Funktionsstrukturen FS erfolgen kann, sodass keine weitere Kontamination der Funktionsstrukturen FS mit einem Teil des Trennmaterials oder einem Teil des ersten Materials vorliegt.
Während des vertikalen Schrumpfens des ersten Materials M1 sorgt das zweite Material M2 für mechanische Stabilität und die erforderliche Haftung des ersten Materials M1 am zweiten Material M2, sodass der Hohlraum unter dem ersten Material M1 anstatt über dem ersten Material M1 gebildet wird.
3 zeigt einen Querschnitt durch eine elektrische Komponente EC, bei der durch Anordnen einer Beschichtung, z. B. einer Metallbeschichtung ME an den freien Oberflächen des zweiten Materials M2, eine volle hermetische Abdichtung bereitgestellt wird. Dadurch wird eine vollständige hermetische Abdichtung der Funktionsstrukturen FS im Hohlraum CAV bereitgestellt. Funktionsstrukturen FS können jedoch elektrisch mit externen Kontakten verbunden werden, z. B. über vertikale Drähte oder Durchkontaktierungen durch das Trägersubstrat und/oder durch das erste oder zweite Material. Es ist auch möglich, elektrische Kontakte, z. B. über leitende Strukturen unter der Kappe und zwischen der Kappe und dem Trägersubstrat, in einer vertikalen Richtung zu Seitenflächen der elektrischen Komponente EC zu führen.
4 veranschaulicht einen Zwischenschritt bei der Herstellung einer entsprechenden elektrischen Komponente. Speziell zeigt 4 das Ergebnis eines Laminierungsschritts, bei dem das Trennmaterial RM und das erste Material M1 auf der Oberfläche des Trägersubstrats CS angeordnet (z. B. laminiert) sind. Es ist möglich, das Trennmaterial RM und das erste Material M1 unabhängig voneinander auf dem Trägersubstrat CS anzuordnen. Es ist jedoch auch möglich, zuerst das Trennmaterial RM auf das erste Material M1 zu laminieren und dann die zweischichtige Verbindung auf das Trägersubstrat CS zu laminieren.
In 4 sind die Funktionsstrukturen nicht explizit gezeigt, sondern unter dem Trennmaterial RM angeordnet.
5 zeigt einen Zwischenschritt nach dem Erhöhen der Temperatur, sodass das erste Material M1 eine thermische Ausdehnung erfuhr, vorzugsweise entlang der vertikalen Richtung. Der Temperaturschritt sollte die Trenntemperatur nicht überschreiten, damit keine Delaminierung des Trennmaterials RM stattfindet.
6 zeigt einen Zwischenschritt nach Anordnen des zweiten Materials M2, z. B. eines Glob-Top-Materials, zum Verkapseln des ersten Materials M1 und/oder des Trennmaterials RM. Das zweite Material M2 soll eine ausreichend gute Stabilität bieten, sodass das zweite Material - während des Schrumpfens

- nicht so eingezogen wird, dass ein Hohlraum unter dem ersten Material gebildet wird.

Folglich zeigt 7 das Ergebnis des Abkühlungsprozesses, der bewirkt, dass das erste Material M1 vertikal so schrumpfet, dass der Hohlraum CAV zwischen dem ersten Material M1 und dem Trägersubstrat CS gebildet wird.
8 zeigt ein mögliches Temperaturprofil während der Fertigung. Bei einer Temperatur, z. B. Raumtemperatur, findet der Laminierprozess statt, bei dem das erste Material und/oder das Trennmaterial auf dem Trägersubstrat (L) angeordnet werden. Dann kann ein Strukturierungsprozess (S) stattfinden, bei dem das erste Material und/oder das Trennmaterial strukturiert werden können. Der Strukturierungsprozess kann dazu verwendet werden, entsprechende Materialien, die die späteren Kappen begründen, voneinander für verschiedene Vorrichtungen zu trennen, was einen späteren Trennprozess vereinfacht, z. B. durch Würfeln des Trägersubstrats.
Dann kann die Temperatur in einem Wärmeausdehnungsprozess und/oder Verkapselungsprozess (EXP, ENC) erhöht werden. Speziell ist es möglich, dass die Wärmeausdehnung des ersten Materials durch Aufbringen des zweiten Materials in einem heißen Zustand zum Verkapseln des ersten Materials bewirkt wird. Es ist jedoch auch möglich, durch Erhöhen der Temperatur zuerst das erste Material thermisch auszudehnen und anschließend das zweite Material zur Verkapselung bereitzustellen.
Im Trennschritt (R) wird die Temperatur weiter auf oder über die thermische Trenntemperatur T_Tr angehoben, um die Delaminierung des ersten Materials und/oder des Trennmaterials vom Trägersubstrat zu erreichen, z. B. durch Erweichen des ersten Materials und/oder des Trennmaterials.
Während eines Abkühlschritts (C) schrumpft das erste Material vorzugsweise in vertikaler Richtung und der Hohlraum wird gebildet.
Die elektrische Komponente kann weitere Elemente, wie z. B. weitere Schaltungselemente umfassen, z. B. induktive, kapazitive oder resistive Elemente, die im Trägersubstrat oder im Hohlraum angeordnet werden können.
Bezugszeichenliste

C:: Abkühlschritt
CAP:: Kappe, die den Hohlraum einschließt
CAV:: Hohlraum
CS:: Trägersubstrat
EC:: elektrische Komponente
EXP/ENC:: Ausdehn-/Einschließphase
FS:: Funktionsstrukturen
L:: Laminierprozess
M1:: erstes Material
M2:: zweites Material
ME:: Beschichtung, z. B. Metallbeschichtung
R:: Trennschritt
RM:: Trennmaterial
S:: Strukturierungsprozess
t: Zeit
T:: Temperatur
T_Enc:: Einschließtemperatur
T_R:: Raumtemperatur
T_Tr:: thermische Trenntemperatur

Claims

Elektrische Komponente (EC), umfassend - ein Trägersubstrat (CS), - Funktionsstrukturen (FS) an der Oberseite des Trägersubstrats, - eine Kappe (CAP) über dem Trägersubstrat, - einen Hohlraum (CAV) zwischen dem Trägersubstrat und der Kappe, wobei - die Kappe ein erstes Material (M1) und ein zweites Material (M2) umfasst, und das erste Material zwischen dem zweiten Material und dem Hohlraum angeordnet ist, - das erste Material einen höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten als das zweite Material aufweist, wobei das erste Material einen Wärmeausdehnungskoeffizienten CTE1 mit 130 ppm/K ≤ CTE1 ≤ 200 ppm/K aufweist.
Elektrische Komponente nach vorstehendem Anspruch, ferner umfassend ein Trennmaterial (RM) zwischen dem ersten Material und dem Trägersubstrat.
Elektrische Komponente nach Anspruch 2, wobei das Trennmaterial aus einem Cyanacrylat und einem Polymer ausgewählt ist.
Elektrische Komponente nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das erste Material aus einem Polyamid, einem Polyethylen, einem Polypropylen, einem Polyoxymethylen und einem Polytetrafluorethylen ausgewählt ist.
Elektrische Komponente nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das zweite Material aus einer Formmasse, einer Formmasse auf Epoxidbasis, einer Formmasse auf Epoxidbasis mit einem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten, einer Formmasse auf Epoxidbasis, die in verschiedenen Formen vorliegt, einer Formmasse auf Epoxidbasis, die in Bögen vorliegt, einer Formmasse auf Epoxidbasis, die als Glob-Top-Material vorliegt, einer Formmasse auf Epoxidbasis, die als Pulver vorliegt und einer Formmasse auf Epoxidbasis, die als Flüssigkeit vorliegt, ausgewählt ist.
Elektrische Komponente nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das zweite Material einen Wärmeausdehnungskoeffizienten CTE2 mit 20 ppm/K ≤ CTE2 ≤ 40 ppm/K aufweist.
Elektrische Komponente nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend elektronische Funktionsstrukturen und/oder Mikrosystem-Funktionsstrukturen.
Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Komponente (EC) mit einem Hohlraum (CAV), das Verfahren umfassend die folgenden Schritte: - Bereitstellen eines Trägersubstrats (CS), - Anordnen von Funktionsstrukturen (FS) an der Oberfläche des Trägersubstrats, - Anordnen eines ersten Materials (M1) auf oder über dem Trägersubstrat, - thermisches Ausdehnen des ersten Materials, - Aufbringen eines zweiten Materials (M2) auf das ausgedehnte erste Material, wobei das zweite Material an dem ersten Material haftet und wobei das zweite Material so steif ist, dass ein Temperaturabfall zu einem vertikalen Schrumpfen des ersten Materials führt, - Verkapseln des ersten Materials durch das zweite Material, - thermisches Zusammenziehen des ersten Materials.
Verfahren nach vorstehendem Anspruch, wobei der Schritt des Anordnens eines ersten Materials auf oder über dem Trägersubstrat Folgendes umfasst: - Anordnen eines Trennmaterials (RM) auf dem Trägersubstrat, - Anordnen des ersten Materials auf dem Trennmaterial.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, ferner umfassend den Schritt des Trennens des ersten Materials von der Oberfläche des Trägersubstrats.
Verfahren nach vorstehendem Anspruch, wobei Verkapseln des ersten Materials durch das zweite Material bei einer Temperatur T_Enc mit 150 °C ≤ T_Enc ≤ 200 °C durchgeführt wird.