DE102020133756A1 - Hochfrequenzvorrichtungen mit dämpfenden dielektrischen Materialien - Google Patents

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Julian Winfried KAISER
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Abstract

Eine Vorrichtung enthält einen Hochfrequenzchip und ein dielektrisches Material, das zwischen einem ersten Bereich, der ein elektromagnetisches Störsignal in einem ersten Frequenzbereich zwischen 1 GHz und 1 THz abstrahlt, und einem zweiten Bereich, der das elektromagnetische Störsignal empfängt, angeordnet ist. Eine Dämpfung des dielektrischen Materials ist mehr als 5 dB/cm zumindest in einem Teilbereich des ersten Frequenzbereichs.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Hochfrequenzvorrichtungen mit dämpfenden dielektrischen Materialien. Darüber hinaus bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf Verfahren zur Herstellung solcher Vorrichtungen.
  • Hintergrund
  • In Hochfrequenzanwendungen können elektrische Verbindungen aufgrund zunehmender elektrischer Länge die Tendenz haben, mehr und mehr abzustrahlen. Mit zunehmender Betriebsfrequenz können leitende Bereiche, Ebenen oder Verbindungen einer Hochfrequenzanwendung in benachbarte Dielektrika oder in die Luft abstrahlen. Solch unerwünschte Abstrahlung kann z.B. in einem zunehmenden Übersprechen zwischen verschiedenen Schaltungsbereichen der Anwendung resultieren. Hersteller von Hochfrequenzvorrichtungen sind ständig bestrebt, ihre Produkte zu verbessern. Insbesondere kann es wünschenswert sein, elektromagnetische Störungen und Übersprechen zwischen Schaltungsbereichen zu verringern und damit die Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit der Hochfrequenzvorrichtungen zu erhöhen. Darüber hinaus kann es wünschenswert sein, Verfahren zur Herstellung solcher Hochfrequenzvorrichtungen bereitzustellen.
  • Kurzdarstellung
  • Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf eine Vorrichtung. Die Vorrichtung umfasst einen Hochfrequenzchip und ein dielektrisches Material, das zwischen einem ersten Bereich, der ein elektromagnetisches Störsignal in einem ersten Frequenzbereich zwischen 1 GHz und 1 THz abstrahlt, und einem zweiten Bereich, der das elektromagnetische Störsignal empfängt, angeordnet ist. Eine Dämpfung des dielektrischen Materials beträgt mehr als 5 dB/cm zumindest in einem Teilbereich des ersten Frequenzbereichs.
  • Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf eine Vorrichtung. Die Vorrichtung umfasst einen Hochfrequenzchip und ein Verkapselungsmaterial, wobei der Hochfrequenzchip zumindest teilweise in dem Verkapselungsmaterial verkapselt ist. Das Verkapselungsmaterial ist zwischen einem ersten Bereich, der ein elektromagnetisches Störsignal in einem ersten Frequenzbereich zwischen 1 GHz und 1 THz abstrahlt, und einem zweiten Bereich, der das elektromagnetische Störsignal empfängt, angeordnet. Eine Dämpfung des Verkapselungsmaterials beträgt mehr als 5 dB/cm zumindest in einem Teilbereich des ersten Frequenzbereichs.
  • Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf eine Vorrichtung. Die Vorrichtung umfasst einen Hochfrequenzchip und ein Verkapselungsmaterial, wobei der Hochfrequenzchip zumindest teilweise in dem Verkapselungsmaterial verkapselt ist. Das Verkapselungsmaterial ist zwischen einem ersten Bereich, der ein elektromagnetisches Störsignal in einem ersten Frequenzbereich zwischen 1 GHz und 1 THz abstrahlt, und einem zweiten Bereich, der das elektromagnetische Störsignal empfängt, angeordnet. Eine Oberflächenrauhigkeit einer peripheren Oberfläche des Verkapselungsmaterials stellt eine Dämpfung des elektromagnetischen Störsignals zwischen dem ersten und zweiten Bereich von mehr als 5 dB/cm bereit.
  • Figurenliste
  • Die begleitenden Zeichnungen sind beigefügt, um ein weiteres Verständnis von Aspekten bereitzustellen. Die Zeichnungen veranschaulichen Aspekte und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, Prinzipien von Aspekten zu erklären. Andere Aspekte und viele der beabsichtigten Vorteile von Aspekten werden leicht erkannt, wenn sie durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung besser verstanden werden. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstabsgetreu zueinander. Gleiche Bezugszeichen können entsprechende ähnliche Teile bezeichnen.
    • 1 veranschaulicht schematisch eine Querschnittsseitenansicht einer Vorrichtung 100.
    • 2 veranschaulicht schematisch eine Querschnittsseitenansicht einer Vorrichtung 200 und elektromagnetische Störungen, die in der Vorrichtung 200 auftreten können.
    • 3 veranschaulicht schematisch eine Querschnittsseitenansicht einer Vorrichtung 300 gemäß der Offenbarung.
    • 4 veranschaulicht schematisch eine Querschnittsseitenansicht einer Vorrichtung 400 gemäß der Offenbarung.
    • 5 veranschaulicht schematisch eine Querschnittsseitenansicht einer Vorrichtung 500 gemäß der Offenbarung.
    • 6 veranschaulicht schematisch eine Querschnittsseitenansicht einer Vorrichtung 600 gemäß der Offenbarung.
    • 7 veranschaulicht schematisch eine Querschnittsseitenansicht einer Vorrichtung 700 gemäß der Offenbarung.
    • 8 veranschaulicht schematisch eine Querschnittsseitenansicht einer Vorrichtung 800 gemäß der Offenbarung.
    • 9 veranschaulicht schematisch eine Querschnittsseitenansicht einer Vorrichtung 900 gemäß der Offenbarung.
    • 10 veranschaulicht schematisch eine Querschnittsseitenansicht einer Vorrichtung 1000 gemäß der Offenbarung.
    • 11 veranschaulicht schematisch eine Querschnittsseitenansicht einer Vorrichtung 1100 gemäß der Offenbarung.
    • 12 enthält die 12A und 12B, die schematisch eine Querschnittsseitenansicht und eine Draufsicht einer Vorrichtung 1200 gemäß der Offenbarung veranschaulichen.
    • 13 enthält die 13A und 13B, die schematisch eine Querschnittsseitenansicht und eine Draufsicht einer Vorrichtung 1300 gemäß der Offenbarung veranschaulichen.
    • 14 veranschaulicht schematisch eine Querschnittsseitenansicht einer Vorrichtung 1400 gemäß der Offenbarung.
    • 15 veranschaulicht schematisch eine Querschnittsseitenansicht eines Verfahrens zur Herstellung einer Vorrichtung gemäß der Offenbarung.
    • 16 veranschaulicht ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung einer Vorrichtung gemäß der Offenbarung.
    • 17 veranschaulicht eine Frequenzabhängigkeit einer Dämpfung eines dielektrischen Materials, das in einer Vorrichtung gemäß der Offenbarung enthalten sein kann.
    • 18 veranschaulicht eine Frequenzabhängigkeit einer Dämpfung eines dielektrischen Materials, das in einer Vorrichtung gemäß der Offenbarung enthalten sein kann.
  • Detaillierte Beschreibung
  • In der folgenden detaillierten Beschreibung wird auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, in denen zur Veranschaulichung bestimmte Aspekte gezeigt sind, in denen die Offenbarung realisiert werden kann. In diesem Zusammenhang kann richtungsbezogene Terminologie wie „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, usw. mit Bezug auf die Ausrichtung der beschriebenen Figuren verwendet werden. Da Komponenten der beschriebenen Vorrichtungen in einer Reihe verschiedener Ausrichtungen positioniert sein können, dient die richtungsbezogene Terminologie der Veranschaulichung und ist in keiner Weise einschränkend. Andere Aspekte können verwendet und strukturelle oder logische Änderungen können vorgenommen werden, ohne von dem Konzept der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Daher ist die folgende detaillierte Beschreibung nicht in einem einschränkenden Sinne zu verstehen, und das Konzept der vorliegenden Offenbarung ist durch die beigefügten Ansprüche definiert.
  • Die Vorrichtung 100 der 1 kann einen Halbleiterchip 2 (der auch als Halbleiterdie bezeichnet werden kann) mit einem BEOL (Back End Of Line)-Stapel 4 aufweisen. Der Halbleiterchip 2 kann zumindest teilweise in einem Verkapselungsmaterial 6 verkapselt (oder eingebettet) sein. Eine Bodenfläche und/oder Seitenflächen des Halbleiterchips 2 können optional von einer Materialschicht 8 bedeckt sein. Zusätzlich kann eine Schutzschicht 8 über der Bodenfläche des Halbleiterchips 2 angeordnet sein. Eine oder mehrere elektrische Umverteilungsschichten 10 können über der oberen Oberfläche des Halbleiterchips 2 und der oberen Oberfläche des Verkapselungsmaterials 6 angeordnet sein. Ein oder mehrere externe Verbindungselemente 12 können eine mechanische und elektrische Verbindung zwischen der Vorrichtung 100 und einer Leiterplatte 14 bereitstellen. Die Vorrichtung 100 kann die Leiterplatte 14 enthalten oder nicht.
  • Der Halbleiterchip 2 (oder elektronische Schaltungen des Halbleiterchips 2) kann in einem Frequenzbereich von höher als etwa 1 GHz, in einigen Ausführungsformen höher als etwa 10 GHz, arbeiten. Der Halbleiterchip 2 kann somit auch als Radiofrequenzchip oder Hochfrequenzchip oder Mikrowellenfrequenzchip bezeichnet werden. Insbesondere kann der Halbleiterchip 2 in einem Hochfrequenzbereich oder Mikrowellenfrequenzbereich arbeiten, der von etwa 1 GHz bis etwa 1 THz, genauer von etwa 10 GHz bis etwa 300 GHz, reichen kann. Mikrowellenschaltungen können zum Beispiel Mikrowellensender, Mikrowellenempfänger, Mikrowellensendeempfänger, Mikrowellensensoren, Mikrowellendetektoren, usw. aufweisen. Vorrichtungen gemäß der Offenbarung können für Radaranwendungen verwendet werden, in denen die Frequenz der Hochfrequenzsignale moduliert werden kann. Dementsprechend kann der Halbleiterchip 2 insbesondere einem Radarchip entsprechen.
  • Radar-Mikrowellenvorrichtungen können beispielsweise in automotiven, industriellen, militärischen und/oder wehrtechnischen Anwendungen für Entfernungs- und Geschwindigkeitsmesssysteme eingesetzt werden. Beispielsweise können automatische Fahrzeug-Tempomatsysteme oder Fahrzeug-Antikollisionssysteme im Mikrowellenfrequenzbereich arbeiten, beispielsweise in den Frequenzbändern 24 GHz, 76 GHz oder 79 GHz. Insbesondere kann der Einsatz solcher Systeme eine konstante und effiziente Fahrweise eines Fahrzeugs bereitstellen. Eine effiziente Fahrweise kann zum Beispiel den Kraftstoffverbrauch verringern und somit Energieeinsparungen ermöglichen. Darüber hinaus kann der Abrieb von Fahrzeugreifen, Bremsscheiben und Bremsbelägen verringert werden, wodurch die Feinstaubbelastung verringert wird. Verbesserte Radarsysteme, wie sie in dieser Beschreibung spezifiziert sind, können somit zumindest indirekt zu grünen Technologielösungen beitragen, d.h. zu klimafreundlichen Lösungen, die einen verringerten Energieverbrauch bereitstellen.
  • Der Halbleiterchip 2 kann einen oder mehrere elektrische Kontakte 16 aufweisen, die auf einer Hauptfläche des Halbleiterchips 2 angeordnet sein können. Ein elektrischer Kontakt 16 kann zum Beispiel durch ein Bondpad ausgebildet sein, das aus Aluminium und/oder Kupfer bestehen kann. Der BEOL-Metallstapel 4 des Halbleiterchips 2 kann eine elektrische Kopplung zwischen den elektrischen Kontakten 16 und einer oder mehreren in dem Halbleiterchip 2 integrierten elektronischen Schaltungen (nicht dargestellt) bereitstellen. Dadurch können elektrische Signale von dem Halbleiterchip 2 zu den elektrischen Kontakten 16 übertragen werden und/oder umgekehrt. Die elektronischen Schaltungen des Halbleiterchips 2 können somit über die elektrischen Kontakte 16 und den BE-OL-Stapel 4 elektrisch zugänglich sein. Der BEOL-Stapel 4 kann in einem Back End Of Line (BEOL)-Prozess ausgebildet worden sein. Der BEOL-Stapel 4 kann Metallschichten und dielektrische Schichten enthalten, ähnlich wie die elektrische Umverteilungsschicht 10, die später beschrieben wird. Wenn in vertikaler Richtung gemessen, kann eine Dicke einer dielektrischen Schicht des BEOL-Stapels 4 in einem Bereich von etwa 10 Nanometer bis etwa 5 Mikrometer, oder von etwa 10 Nanometer bis etwa 1 Mikrometer, oder von etwa 10 Nanometer bis etwa 100 Nanometer liegen. Eine dielektrische Schicht des BE-OL-Stapels 4 kann eine Dielektrizitätskonstante εr in einem Bereich von etwa 2 bis etwa 5 aufweisen.
  • Der Halbleiterchip 2 kann zumindest teilweise in das Verkapselungsmaterial 6 eingebettet sein. In dem Beispiel der 1 kann das Verkapselungsmaterial 6 eine oder mehrere Seitenflächen des Halbleiterchips 2 bedecken. In weiteren Beispielen kann das Verkapselungsmaterial 6 auch die obere und/oder untere Hauptoberfläche des Halbleiterchips 2 bedecken. In dem Beispiel der 1 kann die untere Hauptoberfläche des Halbleiterchips 2 von dem Verkapselungsmaterial 6 unbedeckt sein. Vielmehr können die untere Hauptoberfläche des Verkapselungsmaterials 6 und die untere Hauptoberfläche des Halbleiterchips 2 im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sein und von der Schutzschicht 8 bedeckt sein. Das Verkapselungsmaterial 6 kann ein Gehäuse (oder Package) des Halbleiterchips 2 ausbilden, so dass die Vorrichtung 100 auch als Halbleiterpackage bezeichnet werden kann. Das Verkapselungsmaterial 4 kann zumindest eines der folgenden Materialien aufweisen: Epoxid, gefülltes Epoxid, glasfasergefülltes Epoxid, Imid, Thermoplast, duroplastisches Polymer, Polymermischung. Insbesondere kann das Verkapselungsmaterial 6 aus einer Moldverbindung ausgebildet sein. Die Materialschicht 68, welche die Rückseite und/oder die Seitenflächen des Halbleiterchips 2 bedeckt, kann ein Metallkäfig zur Abschirmung in einem Beispiel oder ein dielektrischer Abstandshalter in einem anderen Beispiel sein. Die Schutzschicht 8, die über der Rückseite des Halbleiterchips 2 angeordnet ist, kann aus zumindest einem von einer Moldverbindung oder einer BSP (Back Side Protection)-Folie bestehen.
  • Die elektrische Umverteilungsschicht 10 kann eine oder mehrere elektrisch leitende Strukturen 18 in Form von Metallschichten (oder Metallleitungen) aufweisen, die im Wesentlichen parallel zu den Hauptoberflächen des Halbleiterchips 2 und des Verkapselungsmaterials 6 verlaufen können. Die Metallschichten 18 können z.B. aus Kupfer oder einer Kupferlegierung hergestellt sein. Eine oder mehrere dielektrische Schichten 20 können zwischen den Metallschichten 18 angeordnet sein, um die Metallschichten 18 voneinander elektrisch zu isolieren. Die dielektrischen Schichten 20 können zum Beispiel aus zumindest einem von einem Oxid oder einem Nitrid hergestellt sein. Des Weiteren können die auf unterschiedlichen vertikalen Ebenen angeordneten Metallschichten 18 durch eine oder mehrere Durchkontaktierungen 22 elektrisch miteinander verbunden sein.
  • Die elektrische Umverteilungsschicht 10 kann sich zumindest teilweise über die obere Hauptoberfläche des Verkapselungsmaterials 6 erstrecken. Dementsprechend kann zumindest eines der externen Anschlusselemente 12 lateral zu dem Halbleiterchip 2 angeordnet sein. In einem solchen Fall kann die Vorrichtung 100 als Fan-Out-Vorrichtung oder als Fan-Out-Package bezeichnet werden. In dem Beispiel der 1 kann die Vorrichtung 100 einem Wafer-Level-Package entsprechen, das durch einen eWLB (embedded Wafer Level Ball Grid Array)-Prozess hergestellt werden kann.
  • Die Vorrichtung 100 kann mit Hilfe der externen Anschlusselemente 12 auf der Leiterplatte 14 montiert sein. Elektronische Strukturen des Halbleiterchips 2 können über die externen Anschlusselemente 12 von außerhalb des Halbleiterpackages elektrisch zugänglich sein. Die externen Anschlusselemente 12 können zum Beispiel zumindest eines von einer Lotkugel oder einer Lotsäule enthalten. Die Leiterplatte 14 kann mehrere übereinander gestapelte Schichten 24 enthalten. Insbesondere können die Schichten 24 aus einem dielektrischen Material bestehen. Die Schichten 24 können zum Beispiel ein Hochfrequenz-Laminatmaterial, ein Prepreg-Material (vorimprägnierte Faser), oder ein FR4-Material enthalten oder daraus hergestellt sein. Wenn in vertikaler Richtung gemessen, kann eine Dicke einer Leiterplattenschicht 24 in einem Bereich von etwa 20 Mikrometer bis etwa 200 Mikrometer, oder in einem Bereich von etwa 80 Mikrometer bis etwa 200 Mikrometer, oder in einem Bereich von etwa 160 Mikrometer bis etwa 200 Mikrometer liegen. Eine dielektrische Schicht 24 kann eine Dielektrizitätskonstante εr in einem Bereich von etwa 3 bis etwa 7 aufweisen. Darüber hinaus kann die Leiterplatte 14 elektrisch leitende Strukturen enthalten, die auf der Unterseite und/oder auf der Oberseite angeordnet sind (nicht dargestellt), sowie elektrisch leitende Strukturen, die im Inneren der Leiterplatte 14 angeordnet sind (nicht dargestellt).
  • Die Vorrichtung 200 der 2 kann einige oder alle Merkmale der Vorrichtung 100 der 1 enthalten. 2 veranschaulicht schematisch elektromagnetische Störungen, die bei einem Betrieb der Vorrichtung 200 auftreten können. Insbesondere bei mm-Wellen- oder Mikrowellen-Frequenzanwendungen (wie z.B. automotives Radar, Mobilkommunikation, Verbraucher- und Militärradaranwendungen) können elektrische Verbindungen der Vorrichtung 200 aufgrund ihrer zunehmenden elektrischen Länge die Tendenz haben, immer mehr zu strahlen. Dementsprechend können mit zunehmenden Betriebsfrequenzen leitende Bereiche, Ebenen oder Verbindungen in benachbarte Dielektrika abstrahlen oder können in die Luft abstrahlen. Eine solche Abstrahlung kann in beliebige Richtungen erfolgen, wobei eine Größenordnung der Abstrahlung mit steigenden Betriebsfrequenzen zunehmen kann.
  • Die unerwünschte Strahlung oder Leckage kann zu einem erhöhten Übersprechen und elektromagnetischen Störungen (EMI, Electromagnetic Interference) zwischen Schaltkreisbereichen führen, die bei Gleichstrom (DC) und niedrigen/mittleren Frequenzen gut voneinander isoliert sein können. Hierbei kann sich eine Signal- oder Power-Ground (PG)-Leitung in einem Schaltungsbereich wie ein Signalsender (oder Aggressor) und eine anderes Routing in einem anderen Schaltungsbereich wie ein Signalempfänger (oder Opfer) verhalten. Bei hohen Frequenzen können sich dielektrische Schichten der Vorrichtung 200 wie dielektrische Wellenleiter verhalten, die parasitäre elektromagnetische Störsignale zwischen zwei Bereichen der Vorrichtung 200 umleiten können, wo diese Signale andere elektromagnetische Signale stören und beeinträchtigen können.
  • Im Allgemeinen kann ein erster Bereich der Vorrichtung 200 ein oder mehrere elektromagnetische Störsignale abstrahlen, und ein zweiter Bereich der Vorrichtung 200 kann die elektromagnetischen Störsignale empfangen. Hierbei können die elektromagnetischen Störsignale insbesondere in einem Frequenzbereich zwischen etwa 1 GHz und etwa 1 THz, insbesondere zwischen etwa 10 GHz und etwa 300 GHz liegen. 2 veranschaulicht in diesem Zusammenhang qualitativ mögliche elektromagnetische Störungen (oder Übersprechen) 28A bis 28G, die zwischen zwei Bereichen der Vorrichtung 200 auftreten können. Die Pfade der elektromagnetischen Störungen 28A bis 28G, die zwischen den jeweiligen Bereichen der Vorrichtung 200 auftreten, sind qualitativ durch Pfeile angedeutet. Weitere Störungspfade sind möglich, der Einfachheit halber sind jedoch nicht alle möglichen Störungspfade veranschaulicht. Zusätzliche Störungspfade können z.B. zwischen den Leiterplattenschichten verlaufen, zum Beispiel zwischen den Schichten PCB-L1 und PCB-L2. Im Allgemeinen kann jeder von einem ersten Bereich und einem zweiten Bereich zumindest eines von Folgendem aufweisen: einen elektrischen Signalführungspfad, einen Leistungs- oder Masseversorgungs-Verteilungspfad, einen Abschnitt einer integrierten Schaltung, ein elektrisches Verbindungselement, eine Antenne.
  • Die Vorrichtung 300 der 3 kann einige oder alle Merkmale der Vorrichtungen 100 und 200 der 1 und 2 enthalten. Im Gegensatz zu den vorherigen Beispielen kann die Vorrichtung 300 der 3 ein dielektrisches Material 30 aufweisen, das zwischen einem ersten Bereich, der ein elektromagnetisches Störsignal in einem Frequenzbereich zwischen etwa 1 GHz und etwa 1 THz, insbesondere zwischen etwa 10 GHz und etwa 300 GHz abstrahlt, und einem zweiten Bereich, der das elektromagnetische Störsignal empfängt, angeordnet sein kann. Vergleicht man die 1 und 3, kann das dielektrische Material 30 der 3 zumindest teilweise das Verkapselungsmaterial 6 der 1 ersetzen. In dem Beispiel der 3 kann das dielektrische Material 30 in dem Fan-Out-Bereich der Vorrichtung 300 angeordnet sein. Das dielektrische Material 30 der 3 kann z.B. in den elektromagnetischen Störpfaden 28G und 28H, wie in der 2 gezeigt, angeordnet sein. Durch das Einbringen des dielektrischen Materials 30 in einen oder mehrere der auftretenden elektromagnetischen Störungspfade können elektromagnetische Störsignale oder ein Übersprechen zwischen zwei Bereichen der Vorrichtung 300 gedämpft und verringern werden. Im Vergleich zu herkömmlichen Vorrichtungen, wie z.B. in den 1 und 2 gezeigt, kann die Vorrichtung 300 der 3 daher eine verbesserte Leistung und Zuverlässigkeit bereitstellen.
  • In einem Beispiel kann eine Dämpfung des dielektrischen Materials 30 mehr als 5 dB/cm in einem beliebigen Teilbereich des Frequenzbereichs zwischen etwa 1 GHz und etwa 1 THz (insbesondere zwischen etwa 10 GHz und etwa 300 GHz) betragen. In einem weiteren Beispiel kann eine Dämpfung des dielektrischen Materials 30 über den gesamten Frequenzbereich mehr als 5 dB/cm betragen. Das heißt, wenn ein elektromagnetisches Störsignal 1 cm des dielektrischen Materials 30 durchdringt, kann eine Dämpfung oder ein Verlust des Störsignals einem Wert von 5 dB entsprechen. Insbesondere kann das dielektrische Material 30 eine Dämpfung aufweisen, die größer ist als die Dämpfung der anderen in der Vorrichtung 300 enthaltenen Materialien. Um das elektromagnetische Störsignal zu dämpfen, kann das dielektrische Material 30 dazu ausgelegt sein, zumindest eines von einem Streuen oder Absorbieren des elektromagnetischen Störsignals bereitzustellen. Es ist anzumerken, dass in dieser Beschreibung die Begriffe „Dämpfung“, „Übertragungsdämpfung“, „Übertragungsdämpfungsfaktor“, „Verlust“, „Übertragungsverlust“, „Übertragungsverlustfaktor“ austauschbar verwendet werden können.
  • In einem Beispiel kann das dielektrische Material 30 als Hochpassabsorber ausgelegt sein. Eine Frequenzabhängigkeit einer Dämpfung eines solchen dielektrischen Materials ist beispielhaft in der 17 veranschaulicht. Hierbei ist die Dämpfung des dielektrischen Materials 30 (in dB/Länge) gegen die Frequenz des Störsignals (in Hz) aufgetragen. Das dielektrische Material 30 kann eine Dämpfung von mehr als 5 dB/cm in einem Dämpfungsfrequenzband in einem Hochfrequenzbereich aufweisen. Darüber hinaus kann das dielektrische Material 30 in einem Niederfrequenzbereich eine Dämpfung von zumindest 5 dB/cm weniger als in dem Abschwächungsfrequenzband aufweisen. In diesem Zusammenhang kann eine Dämpfung des dielektrischen Materials 30 kleiner als 0,5 dB/cm für Frequenzen kleiner als 1 GHz sein.
  • In einem Beispiel kann das dielektrische Material 30 als selektiver Absorber oder Bandpassabsorber ausgelegt sein. Eine Frequenzabhängigkeit einer Dämpfung eines solchen dielektrischen Materials ist beispielhaft in der 18 veranschaulicht. Das dielektrische Material 30 kann eine Dämpfung von mehr als 5 dB/cm in einem Abschwächungsfrequenzband aufweisen. Darüber hinaus kann das dielektrische Material 30 in einem Niederfrequenzbereich eine Dämpfung von zumindest 5 dB/cm weniger als in dem Abschwächungsfrequenzband aufweisen. In diesem Zusammenhang kann eine Dämpfung des dielektrischen Materials kleiner als 0,5 dB/cm für Frequenzen niedriger als 1 GHz sein. Ferner kann das dielektrische Material 30 in einem Hochfrequenzbereich eine Dämpfung von zumindest 5 dB/cm weniger als in dem Abschwächungsfrequenzband aufweisen.
  • Das in der Vorrichtung 300 und allen weiteren Vorrichtungen gemäß der Offenbarung verwendete dielektrische Material 30 kann ein oder mehrere Materialien aufweisen, die dazu ausgelegt sind, die beschriebenen Dämpfungseigenschaften des dielektrischen Materials 30 bereitzustellen. Beispielhafte dielektrische Materialien 30 sind im Folgenden spezifiziert.
  • In einem Beispiel kann das dielektrische Material 30 zumindest eines von Kohlenstoff-Nanoröhrchen oder porösem Kohlenstoff aufweisen. In einem weiteren Beispiel kann das dielektrische Material 30 Ferrit-Nanoteilchen mit elektrisch leitfähigen Nanoteilchen enthalten. Die elektrisch leitfähigen Nanoteilchen können zumindest teilweise Metall-Nanoteilchen enthalten.
  • In einem weiteren Beispiel kann das dielektrische Material 30 mehrschichtige dielektrische Blätter mit Fabry-Perot-Eigenschaften aufweisen. Das dielektrische Material 30 kann den Effekt eines Fabry-Perot-Interferometers bereitstellen, das als Filter für elektromagnetische Strahlung verwendet werden kann, wobei ein schmalbandiges Spektrum aus breitbandiger Strahlung herausgefiltert werden kann.
  • In einem weiteren Beispiel kann das dielektrische Material 30 ein radarabsorbierendes Material (oder radarstrahlungsabsorbierendes Material) enthalten. Das radarabsorbierende Material kann ein polymerbasiertes Material sein. Ein radarabsorbierendes Material kann aus ferromagnetischen oder ferroelektrischen Teilchen bestehen, die in einer Polymermatrix mit einer hohen Dielektrizitätskonstante eingebettet sind. Ein spezielles radarabsorbierendes Material ist Eisenkugelfarbe (Iron Ball Paint), die winzige metallbeschichtete Kugeln enthalten kann, die in einer epoxidbasierten Farbe suspendiert sind. Die Kugeln können mit Ferrit oder Carbonyleisen beschichtet sein. Wenn elektromagnetische Strahlung in die Eisenkugelfarbe eindringt, kann sie von den Ferrit- oder Carbonyleisenmolekülen absorbiert werden, wodurch die Moleküle in Schwingung versetzt werden können. Die Molekülschwingungen können dann unter Abgabe von Wärme abklingen, was ein effektiver Mechanismus zur Dämpfung elektromagnetischer Wellen sein kann.
  • In einem weiteren Beispiel kann das dielektrische Material 30 zumindest eines von einem abgestimmten Metamaterial oder einem abgestimmten elektromagnetischen Bandlückenmaterial oder einer elektromagnetischen Bandlückenstruktur aufweisen. Ein Metamaterial kann ein Material sein, das so konstruiert ist, dass es eine Eigenschaft aufweist, die nicht notwendigerweise in natürlich vorkommenden Materialien zu finden ist. Ein Metamaterial kann aus Anordnungen mehrerer Elemente bestehen, die aus Verbundmaterialien wie Metallen und/oder Kunststoffen und/oder Dielektrika hergestellt sind.
  • Im Folgenden sind weitere Möglichkeiten zur Anordnung des dielektrischen Materials 30 beschrieben. In jedem dieser Beispiele kann das dielektrische Material 30 in einem oder mehreren elektromagnetischen Störungspfaden angeordnet sein, wie z.B. in der 2 dargestellt. In einigen dieser Beispiele kann sich das dielektrische Material 30 insbesondere in einer lateralen Richtung des Halbleiterchips 2 zumindest zwischen einem ersten Hochfrequenz-Schaltungselement und einem zweiten Frequenz-Schaltungselement erstrecken. In jedem Fall kann das dielektrische Material 30 unerwünschtes Übersprechen und elektromagnetische Störungen zwischen verschiedenen Bereichen der jeweiligen Vorrichtung verringern, so dass eine Leistung und eine Zuverlässigkeit der Vorrichtung verbessert sein können.
  • Die Vorrichtung 400 der 4 kann einige oder alle Merkmale der zuvor beschriebenen Vorrichtungen gemäß der Offenbarung enthalten. Vergleicht man die 1 und 4, kann das dielektrische Material 30 der 4 zumindest teilweise die Schutzschicht 8 der 1 ersetzen. Das heißt, das dielektrische Material 30 kann auf der Rückseite des Halbleiterchips 2 angeordnet sein, zum Beispiel in Form einer Folie, einer Beschichtung, einer elektrischen Bandlückenstruktur und/oder eines Rückseitenschutzblattes.
  • Die Vorrichtung 500 der 5 kann einige oder alle Merkmale der zuvor beschriebenen Vorrichtungen gemäß der Offenbarung enthalten. In dem Beispiel der 5 kann das dielektrische Material 30 zwischen dem Halbleiterchip 2 und dem Verkapselungsmaterial 6 angeordnet sein. Vergleicht man die 1 und 5, kann das dielektrische Material 30 der 5 zumindest teilweise die Materialschicht 68 der 1 ersetzen. Das dielektrische Material 30 kann die Rückseite und/oder zumindest eine der Seitenflächen des Halbleiterchips 2 bedecken. Beispielsweise kann das dielektrische Material 30 als Rückseiten- oder Seitenflächenbeschichtung auf dem Halbleiterchip 2 ausgebildet sein, bevor der Halbleiterchip 2 in dem Verkapselungsmaterial 6 verkapselt wird. In einem Beispiel kann das dielektrische Material 30 ein Silizium-Die-Isolierblatt ausbilden.
  • Die Vorrichtung 600 der 6 kann einige oder alle Merkmale der zuvor beschriebenen Vorrichtungen gemäß der Offenbarung enthalten. Das dielektrische Material 30 der 6 kann als eine Kombination der dielektrischen Materialien 30 der 3 und 4 angesehen werden. In der 6 kann das dielektrische Material 30 die Rückseite und die Seitenflächen des Halbleiterchips 2 bedecken. Vergleicht man die 1 und 6, kann das dielektrische Material 30 der 6 zumindest teilweise das Verkapselungsmaterial 6 und die Schutzschicht 8 der 1 ersetzen. Das dielektrische Material 30 kann als ein Stück ausgebildet sein oder aus mehreren Teilen bestehen, die mechanisch miteinander verbunden sind.
  • Die Vorrichtung 700 der 7 kann einige oder alle Merkmale der zuvor beschriebenen Vorrichtungen gemäß der Offenbarung enthalten. Die Vorrichtung 700 kann über die externen Verbindungselemente 12 elektrisch und mechanisch mit der Leiterplatte 14 gekoppelt sein. Zwischen der oberen Hauptoberfläche der Vorrichtung 700 und der unteren Hauptoberfläche der Leiterplatte 14 kann ein Zwischenraum 32 ausgebildet sein. Wenn in der vertikalen Richtung gemessen, kann der Zwischenraum 32 eine Breite in einem Bereich von etwa 50 Mikrometer bis etwa 500 Mikrometer, oder von etwa 150 Mikrometer bis etwa 500 Mikrometer, oder von etwa 250 Mikrometer bis etwa 500 Mikrometer, oder von etwa 350 Mikrometer bis etwa 500 Mikrometer haben. Der Zwischenraum 32 kann zumindest teilweise mit Luft gefüllt sein. Das dielektrische Material 30 kann in dem Zwischenraum 32 zwischen der Vorrichtung 700 und der Leiterplatte 14 angeordnet sein. In dem Beispiel der 7 kann das dielektrische Material 30 den Zwischenraum 32 nur teilweise ausfüllen. In diesem Zusammenhang kann das dielektrische Material 30 mehr als etwa 20 Prozent, oder mehr als etwa 40 Prozent, oder mehr als etwa 60 Prozent, oder mehr als etwa 80 Prozent des Zwischenraums 32 ausfüllen. In weiteren Beispielen kann der Zwischenraum 32 vollständig mit dem dielektrischen Material 30 gefüllt sein.
  • Die Vorrichtung 800 der 8 kann einige oder alle Merkmale der zuvor beschriebenen Vorrichtungen gemäß der Offenbarung enthalten. In dem Beispiel der 8 kann das dielektrische Material 30 innerhalb der Leiterplatte 14 angeordnet sein. Insbesondere kann das dielektrische Material 30 in einer oder mehreren der im Zusammenhang mit der 1 beschriebenen Leiterplattenschichten 24 enthalten sein oder diese ersetzen. Im Hinblick auf die 8 ist anzumerken, dass die Randbedingungen für eine unerwünschte Ausbildung von parasitären Wellenleitern durch herkömmliche dielektrische Materialien in der Leiterplatte 14 bereits bei niedrigeren Signalfrequenzen erfüllt sein können. Eine Verwendung des dielektrischen Materials 30 in der Leiterplatte 14, wie in der 8 gezeigt, kann somit ein Übersprechen bei solchen niedrigeren Frequenzen verringern.
  • Die Vorrichtung 900 der 9 kann einige oder alle Merkmale der zuvor beschriebenen Vorrichtungen gemäß der Offenbarung enthalten. In dem Beispiel der 9 kann das dielektrische Material 30 in dem BEOL-Stapel 4 des Halbleiterchips 2 angeordnet sein. Insbesondere kann das dielektrische Material 30 eine oder mehrere der im Zusammenhang mit der 1 beschriebenen dielektrischen Schichten des BEOL-Stapels 4 ersetzen. Im Hinblick auf die 9 ist anzumerken, dass die Randbedingungen für eine unerwünschte Ausbildung von parasitären Wellenleitern durch herkömmliche dielektrische Materialien in dem BEOL-Stapel 4 bereits bei vergleichsweise hohen Frequenzen um mehrere 10 GHz Frequenzen erfüllt sein können. Eine Verwendung des dielektrischen Materials 30 in dem BEOL-Stapel 4, wie in der 9 gezeigt, kann somit ein Übersprechen bei solch hohen Frequenzen verringern.
  • Die Vorrichtung 1000 der 10 kann einige oder alle Merkmale von zuvor beschriebenen Vorrichtungen gemäß der Offenbarung enthalten. In den zuvor beschriebenen Figuren kann das dielektrische Material 30 bei unterschiedlichen Positionen der jeweiligen Vorrichtung angeordnet sein. Es versteht sich, dass in weiteren Beispielen diese Positionen der dielektrischen Materialien 30 beliebig kombiniert werden können. In der beispielhaften Veranschaulichung der 10 kann das dielektrische Material 30 in der Leiterplatte 14, in dem Zwischenraum 32 zwischen der Vorrichtung 1000 und der Leiterplatte 14, in dem Verkapselungsmaterial 6, und über der Rückseite des Halbleiterchips 2 angeordnet sein. Die dielektrischen Materialien 30 der 10 müssen nicht notwendigerweise ganze herkömmliche dielektrische Schichten der Vorrichtung 1000 ersetzen. Beispielsweise können Ausschnitte (z.B. durch Laserschneiden) in konventionellen dielektrischen Schichten der Vorrichtung 1000 ausgebildet werden, und die Ausschnitte können mit dem dielektrischen Material 30 gefüllt werden.
  • 11 veranschaulicht eine weitere Möglichkeit zur Dämpfung elektromagnetischer Störsignale, die in einer Vorrichtung 1100 auftreten können. Die Vorrichtung 1100 kann einen Halbleiterchip 2 aufweisen, der auf einem Träger 34 angeordnet sein kann. Der Halbleiterchip 2 kann zumindest teilweise in einem Verkapselungsmaterial 6 mit Füllstoffteilchen 36 verkapselt sein. In einem Beispiel kann das Verkapselungsmaterial 6 eine Moldverbindung enthalten oder aus dieser hergestellt sein. Der Halbleiterchip 2 kann eine oder mehrere Sendeantennen 38 sowie eine oder mehrere Empfangsantennen 40 enthalten. Die Vorrichtung 1100 kann einige oder alle Merkmale der zuvor beschriebenen Vorrichtungen gemäß der Offenbarung enthalten. Die Vorrichtung 1100 der 11 kann als eine vereinfachte Version der im Zusammenhang mit den vorhergehenden Figuren beschriebenen Vorrichtungen angesehen werden.
  • Die Sendeantenne 38 kann dazu ausgelegt sein, elektromagnetische Signale 42 in einem Hochfrequenzbereich zwischen etwa 1 GHz und etwa 1 THz, genauer zwischen etwa 10 GHz und etwa 300 GHz, zu senden. Die Sendesignale 42 können ein oder mehrere elektromagnetische Störsignale 44 in dem gleichen Frequenzbereich erzeugen, die, unter anderem, das Verkapselungsmaterial 6 durchdringen können. Beim Durchgang durch das Verkapselungsmaterial 6 können die Störsignale 44 zumindest teilweise bei der oberen Oberfläche 46 des Verkapselungsmaterials 6 und bei einer Grenzfläche 48 zwischen dem Verkapselungsmaterial 6 und dem Halbleiterchip 2 reflektiert werden. Insbesondere kann die obere Oberfläche 46 eine Grenzfläche zwischen dem Verkapselungsmaterial 6 und Luft aufweisen. Bei jeder Reflexion können die Störsignale 44 gedämpft werden. Jedoch kann zumindest ein Teil der Sendesignalintensität die Empfangsantenne 40 erreichen. Die Empfangsantenne 40 kann dazu ausgelegt sein, zu detektierende elektromagnetische Signale 50 zu empfangen. Eine Detektion der Empfangssignale 50 kann durch die Störsignale 44 gestört sein. Somit kann die Sendeantenne 38 einen ersten Bereich der Vorrichtung 1100 darstellen, der als Aggressor agiert, und die Empfangsantenne 40 kann einen zweiten Bereich der Vorrichtung 1100 darstellen, der als Opfer agiert.
  • Wenn das Störsignal 44 das Verkapselungsmaterial 6 durchläuft, kann das Störsignal gedämpft werden. Insbesondere können die Füllstoffteilchen 36 dazu ausgelegt sein, das elektromagnetische Störsignal 44, welches das Verkapselungsmaterial 6 durchläuft, zu streuen und dadurch die Intensität des Signals zu verringern. Das Verkapselungsmaterial 6 mit den Füllstoffteilchen 36 kann somit ähnlich zu dem im Zusammenhang mit den vorhergehenden Figuren beschriebenen dielektrischen Material 30 sein. In ähnlicher Weise kann eine Dämpfung des Verkapselungsmaterials 6 mit den Füllstoffteilchen 36 zumindest in einem Teilbereich des Frequenzbereichs zwischen etwa 1 GHz und etwa 1 THz (genauer zwischen etwa 10 GHz und etwa 300 GHz) mehr als 5 dB/cm betragen.
  • Verkapselungsmaterialien, wie hierin beschrieben, können zumindest eines der folgenden Materialien aufweisen: Epoxid, gefülltes Epoxid, glasfasergefülltes Epoxid, Imid, Thermoplast, duroplastisches Polymer, Polymermischung. Insbesondere kann ein Verkapselungsmaterial aus einer Moldverbindung ausgebildet sein. Die Füllstoffteilchen 36 können aus jedem Material bestehen, das dazu ausgelegt ist, elektromagnetische Strahlung in dem Frequenzbereich zwischen etwa 1 GHz und etwa 1 THz (insbesondere zwischen etwa 10 GHz und etwa 300 GHz) zu streuen. Zum Beispiel können die Füllstoffteilchen 36 zumindest eines von einem Metall oder einer Metalllegierung enthalten. Insbesondere können die Füllstoffteilchen 36 zumindest teilweise Nanoteilchen enthalten. Die Form der Füllstoffteilchen 36 kann zumindest eine der folgenden Formen aufweisen: kugelförmig, flockenförmig, kubisch, pyramidenförmig, usw. Eine Konzentration der Füllstoffteilchen 36 in dem Verkapselungsmaterial 6 kann so gewählt werden, dass eine ausreichende Dämpfung des Störsignals erreicht wird. Alternativ oder zusätzlich zu einer Streuung des Störsignals 44 durch die Füllstoffteilchen 36 kann das Verkapselungsmaterial 6 eine Moldverbindung enthalten, die eine Körnung aufweist, die dazu ausgelegt ist, eine erhöhte Anzahl von Reflexionen bereitzustellen, wenn das Störsignal 44 die Moldverbindung durchläuft.
  • Die Vorrichtung 1200 der 12A und 12B kann einige oder alle Merkmale der Vorrichtung 1100 der 11 enthalten. 12 zeigt eine Dämpfung verschiedener Signale, die durch die Füllstoffteilchen 36 in dem Verkapselungsmaterial 6 bereitgestellt werden. Die Empfangsantenne 40 kann dazu ausgelegt sein, ein Empfangssignal 50 (angedeutet durch durchgezogene Wellenfronten) zu empfangen. Darüber hinaus kann die Empfangsantenne 40 auch unerwünschte Störsignale 52 (angedeutet durch gestrichelte Wellenfronten) empfangen, die zu einem verringerten Signal-Rausch-Verhältnis führen können. Die Störsignale 52 können zum Beispiel von einem oder mehreren Aggressoren (nicht dargestellt) empfangen werden. Wie aus der 12 ersichtlich ist, können die Störsignale 52 von den Füllstoffteilchen 36 gestreut und damit gedämpft werden. Die Füllstoffteilchen 36 können jedoch auch eine unerwünschte Dämpfung des Empfangssignals 50 bewirken.
  • Die Vorrichtung 1300 der 13A und 13B kann einige oder alle Merkmale der Vorrichtung 1200 der 12 enthalten. Darüber hinaus kann die Vorrichtung 1300 ein Material 54 enthalten, das die Empfangsantenne 40 bedeckt. Eine Dämpfung des Materials 54 kann kleiner sein als eine Dämpfung des Verkapselungsmaterials 6 mit den Füllstoffteilchen 36. Das Empfangssignal 50 kann somit von der Empfangsantenne 40 empfangen werden, ohne durch die Füllstoffteilchen 36 gedämpft zu werden. Gleichzeitig können die Störsignale 52 immer noch durch die Füllstoffteilchen 36 gedämpft werden, so dass ein gutes Signal-Rausch-Verhältnis erzielt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann das Material 54 die Sendeantenne 38 bedecken, so dass von der Sendeantenne 38 abgestrahlte Signale nicht durch die Füllstoffteilchen 36 gedämpft werden können. Im Allgemeinen kann das Abdeckmaterial 54 jedes geeignete Material aufweisen, das eine geringere Dämpfung aufweist als die Dämpfung des Verkapselungsmaterials 6 mit den Füllstoffteilchen 36. In einem speziellen Beispiel kann das Material 54 dem Verkapselungsmaterial 6 ähnlich sein, ohne die Füllstoffteilchen 36 zu enthalten. Beispielsweise können die Materialien 6 und 54 aus einer ähnlichen Moldverbindung hergestellt sein oder eine solche enthalten.
  • Die Vorrichtung 1400 der 14 kann einige oder alle Merkmale der Vorrichtung 1100 der 11 enthalten. Im Gegensatz zu der 11 kann das Verkapselungsmaterial 6 nicht notwendigerweise Füllstoffteilchen enthalten. Darüber hinaus kann die obere peripheren Oberfläche 46 des Verkapselungsmaterials 6 im Vergleich zu der ähnlichen Oberfläche 46 der 11 rauer sein. Wie bereits im Zusammenhang mit der 11 beschrieben, kann das Störsignal 44 durch die obere Oberfläche 46 in der 11 reflektiert werden. Im Gegensatz hierzu kann die rauere obere Oberfläche 46 der 14 eine Streuung des Störsignals 44 anstelle einer Reflexion bewirken, wobei gestreute Signale 56 erzeugt werden können. Die Streuung kann das Störsignal 44 auf seinem Weg zu der Empfangsantenne 40 dämpfen, so dass eine Detektion der Empfangssignale 50 im Wesentlichen ungestört bleiben kann. Insbesondere kann die Oberflächenrauhigkeit der peripheren Oberfläche 46 des Verkapselungsmaterials 6 eine Dämpfung des elektromagnetischen Störsignals 44 zwischen der Sendeantenne 38 und der Empfangsantenne 40 von mehr als 5 dB/cm bereitstellen.
  • 15 veranschaulicht schematisch ein Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung gemäß der Offenbarung. Beispielsweise kann das Verfahren zur Herstellung einer oder mehrerer Vorrichtungen ähnlich der Vorrichtung 1400 der 14 verwendet werden. In der 15 können ein oder mehrere Halbleiterchips 2 auf einem Substrat 58 angeordnet werden, und ein Moldwerkzeug 60 kann bereitgestellt werden. Eine Folie 62 mit einer rauen Oberfläche kann auf die obere Innenfläche des Moldwerkzeugs 60 platziert werden. Außerdem können das Substrat 58 und die Halbleiterchips 2 bei einer unteren Oberfläche (nicht dargestellt) des Moldwerkzeugs 60 angeordnet werden. Ein Verkapselungsmaterial 6, wie z.B. eine Moldverbindung, kann in der Kavität des Formwerkzeugs 60 angeordnet werden und kann die Halbleiterchips 2 verkapseln. Während einer solchen Moldinghandlung kann das Verkapselungsmaterial 6 gegen die raue Oberfläche der Folie 62 gedrückt werden. Nach einem Aushärten des Verkapselungsmaterials 6 kann die gemoldete Anordnung von dem Moldwerkzeug 60 befreit werden, wobei die obere Oberfläche des Verkapselungsmaterials 6 eine ähnliche Rauheit aufweisen kann wie die Rauheit der Folie 62, gegen die es während der Moldinghandlung gedrückt wurde.
  • 16 veranschaulicht ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung einer Vorrichtung gemäß der Offenbarung. Das Verfahren ist in einer allgemeinen Weise beschrieben, um Aspekte der Offenbarung qualitativ zu spezifizieren. Es versteht sich, dass das Verfahren der 16 weitere Aspekte aufweisen kann. Beispielsweise kann das Verfahren der 16 um jeden der Aspekte erweitert werden, die im Zusammenhang mit anderen Beispielen gemäß der Offenbarung beschrieben sind. Das Verfahren der 16 kann zur Herstellung einer Vorrichtung gemäß der Offenbarung verwendet werden. Dementsprechend kann das Verfahren in Verbindung mit Vorrichtungen gemäß der Offenbarung wie zuvor beschrieben gelesen werden.
  • Bei 64 kann ein Hochfrequenzchip angeordnet werden. Bei 66 kann ein dielektrisches Material zwischen einem ersten Bereich, der ein elektromagnetisches Störsignal in einem ersten Frequenzbereich zwischen etwa 1 GHz und etwa 1 THz (genauer zwischen etwa 10 GHz und etwa 300 GHz) abstrahlt, und einem zweiten Bereich, der das elektromagnetische Störsignal empfängt, angeordnet werden. Eine Dämpfung des dielektrischen Materials kann zumindest in einem Teilbereich des ersten Frequenzbereichs mehr als 5 dB/cm betragen.
  • Beispiele
  • Im Folgenden werden Vorrichtungen gemäß der Offenbarung anhand von Beispielen erläutert.
  • Beispiel 1 ist eine Vorrichtung, umfassend: einen Hochfrequenzchip; und ein dielektrisches Material, das zwischen einem ersten Bereich, der ein elektromagnetisches Störsignal in einem ersten Frequenzbereich zwischen 1 GHz und 1 THz abstrahlt, und einem zweiten Bereich, der das elektromagnetische Störsignal empfängt, angeordnet ist, wobei eine Dämpfung des dielektrischen Materials mehr als 5 dB/cm zumindest in einem Teilbereich des ersten Frequenzbereichs beträgt.
  • Beispiel 2 ist eine Vorrichtung gemäß Beispiel 1, wobei das dielektrische Material dazu ausgelegt ist, zumindest eines von Streuen oder Absorbieren des elektromagnetischen Störsignals bereitzustellen.
  • Beispiel 3 ist eine Vorrichtung gemäß Beispiel 1 oder 2, wobei das dielektrische Material in einem zweiten Frequenzbereich eine Dämpfung von zumindest 5 dB/cm weniger als in dem ersten Frequenzbereich aufweist.
  • Beispiel 4 ist eine Vorrichtung gemäß Beispiel 1 oder 2, wobei das dielektrische Material in einem zweiten Frequenzbereich eine Dämpfung von zumindest 5 dB/cm weniger als in dem ersten Frequenzbereich und in einem dritten Frequenzbereich zumindest 5 dB/cm weniger als in dem ersten Frequenzbereich aufweist.
  • Beispiel 5 ist eine Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Beispiele, wobei eine Dämpfung des dielektrischen Materials kleiner als 0,5 dB/cm für Frequenzen kleiner als 1 GHz ist.
  • Beispiel 6 ist eine Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Beispiele, wobei der erste Bereich zumindest eines von Folgendem umfasst: einen elektrischen Signalführungspfad, einen Leistungs- oder Masseversorgungs-Verteilungspfad, einen Abschnitt einer integrierten Schaltung, ein elektrisches Verbindungselement, eine Antenne.
  • Beispiel 7 ist eine Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Beispiele, wobei das dielektrische Material zumindest eines von Kohlenstoff-Nanoröhrchen oder porösem Kohlenstoff umfasst.
  • Beispiel 8 ist eine Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Beispiele, wobei das dielektrische Material Ferrit-Nanoteilchen mit elektrisch leitfähigen Nanoteilchen umfasst.
  • Beispiel 9 ist eine Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Beispiele, wobei das dielektrische Material mehrschichtige dielektrische Blätter mit Fabry-Perot-Eigenschaften umfasst.
  • Beispiel 10 ist eine Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Beispiele, wobei das dielektrische Material ein radarstrahlungsabsorbierendes Material umfasst.
  • Beispiel 11 ist eine Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Beispiele, wobei das dielektrische Material ferromagnetische oder ferroelektrische Teilchen umfasst, die in einer Polymermatrix eingebettet sind.
  • Beispiel 12 ist eine Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Beispiele, wobei das dielektrische Material zumindest eines von einem abgestimmten Metamaterial oder einem abgestimmten elektromagnetischen Bandlückenmaterial oder einer elektromagnetischen Bandlückenstruktur umfasst.
  • Beispiel 13 ist eine Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Beispiele, ferner umfassend: ein Verkapselungsmaterial, wobei der Hochfrequenzchip zumindest teilweise in dem Verkapselungsmaterial verkapselt ist.
  • Beispiel 14 ist eine Vorrichtung gemäß Beispiel 13, wobei das dielektrische Material Teil des Verkapselungsmaterials ist.
  • Beispiel 15 ist eine Vorrichtung gemäß Beispiel 13 oder 14, wobei das dielektrische Material zwischen dem Hochfrequenzchip und dem Verkapselungsmaterial angeordnet ist.
  • Beispiel 16 ist eine Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Beispiele, wobei sich das dielektrische Material in einer lateralen Richtung des Hochfrequenzchips zumindest zwischen einem ersten Hochfrequenzschaltungselement und einem zweiten Frequenzschaltungselement erstreckt.
  • Beispiel 17 ist eine Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Beispiele, wobei die Vorrichtung dazu ausgelegt ist, elektrisch und mechanisch mit einer Leiterplatte gekoppelt zu sein, wobei das dielektrische Material in einem Zwischenraum zwischen der Vorrichtung und der Leiterplatte angeordnet ist.
  • Beispiel 18 ist eine Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Beispiele, ferner umfassend: eine Leiterplatte, wobei das dielektrische Material innerhalb der Leiterplatte angeordnet ist.
  • Beispiel 19 ist eine Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Beispiele, wobei das dielektrische Material in einem BEOL-Stapel des Hochfrequenzchips angeordnet ist.
  • Beispiel 20 ist eine Vorrichtung, umfassend: einen Hochfrequenzchip; und ein Verkapselungsmaterial, wobei der Hochfrequenzchip zumindest teilweise in dem Verkapselungsmaterial verkapselt ist, wobei das Verkapselungsmaterial zwischen einem ersten Bereich, der ein elektromagnetisches Störsignal in einem ersten Frequenzbereich zwischen 1 GHz und 1 THz abstrahlt, und einem zweiten Bereich, der das elektromagnetische Störsignal empfängt, angeordnet ist, wobei eine Dämpfung des Verkapselungsmaterials mehr als 5 dB/cm zumindest in einem Teilbereich des ersten Frequenzbereichs beträgt.
  • Beispiel 21 ist eine Vorrichtung gemäß Beispiel 20, wobei der erste Bereich eine Sendeantenne der Vorrichtung umfasst und der zweite Bereich eine Empfangsantenne der Vorrichtung umfasst.
  • Beispiel 22 ist eine Vorrichtung gemäß Beispiel 20 oder 21, ferner umfassend: ein Material, das den zweiten Bereich bedeckt, wobei eine Dämpfung des Materials kleiner ist als die Dämpfung des Verkapselungsmaterials.
  • Beispiel 23 ist eine Vorrichtung gemäß einem der Beispiele 20 bis 22, wobei: das Verkapselungsmaterial eine Moldverbindung und in die Moldverbindung eingebettete Füllstoffteilchen umfasst, und die Füllstoffteilchen dazu ausgelegt sind, das elektromagnetische Störsignal, welches das Verkapselungsmaterial durchläuft, zu streuen.
  • Beispiel 24 ist eine Vorrichtung gemäß einem der Beispiele 20 bis 23, wobei die Füllstoffteilchen zumindest eines von einem Metall oder einer Metalllegierung umfassen.
  • Beispiel 25 ist eine Vorrichtung, umfassend: einen Hochfrequenzchip; ein Verkapselungsmaterial, wobei der Hochfrequenzchip zumindest teilweise in dem Verkapselungsmaterial verkapselt ist, wobei das Verkapselungsmaterial zwischen einem ersten Bereich, der ein elektromagnetisches Störsignal in einem ersten Frequenzbereich zwischen 1 GHz und 1 THz abstrahlt, und einem zweiten Bereich, der das elektromagnetische Störsignal empfängt, angeordnet ist, wobei eine Oberflächenrauhigkeit einer peripheren Oberfläche des Verkapselungsmaterials eine Dämpfung des elektromagnetischen Störsignals zwischen dem ersten und dem zweiten Bereich von mehr als 5 dB/cm bereitstellt.
  • Beispiel 26 ist eine Vorrichtung gemäß Beispiel 25, wobei der erste Bereich eine Sendeantenne und der zweite Bereich eine Empfangsantenne umfasst.
  • Beispiel 27 ist eine Vorrichtung gemäß Beispiel 25 oder 26, wobei die periphere Oberfläche eine Grenzfläche zwischen dem Verkapselungsmaterial und Luft umfasst.
  • Wie in dieser Beschreibung verwendet, bedeuten die Begriffe „verbunden“, „gekoppelt“, „elektrisch verbunden“, und/oder „elektrisch gekoppelt“ nicht unbedingt, dass Elemente direkt miteinander verbunden oder gekoppelt sein müssen. Zwischen den „verbundenen“, „gekoppelten“, „elektrisch verbundenen“, oder „elektrisch gekoppelten“ Elementen können Zwischenelemente bereitgestellt sein.
  • Ferner kann das Wort „über“, das in Bezug auf z.B. eine Materialschicht verwendet wird, die „über“ einer Oberfläche eines Objekts ausgebildet oder angeordnet ist, hierin verwendet werden, um zu bedeuten, dass die Materialschicht „direkt auf“, z.B. in direktem Kontakt mit der implizierten Oberfläche, angeordnet sein kann (z.B. ausgebildet, abgeschieden, usw.). Das Wort „über“, das in Bezug auf z.B. eine Materialschicht verwendet wird, die ausgebildet oder „über“ einer Oberfläche angeordnet ist, kann hierin auch verwendet werden, um zu bedeuten, dass die Materialschicht „indirekt“ auf der implizierten Oberfläche angeordnet sein kann (z.B. ausgebildet, abgeschieden, usw.), wobei z.B. eine oder mehrere zusätzliche Schichten zwischen der implizierten Oberfläche und der Materialschicht angeordnet sind.
  • Soweit die Begriffe „haben“, „enthalten“, „aufweisen“, „mit“, oder Varianten davon entweder in der detaillierten Beschreibung oder in den Ansprüchen verwendet werden, sollen diese Begriffe in ähnlicher Weise wie der Begriff „umfassen“ einschließend sein. Das heißt, wie hierin verwendet, sind die Begriffe „haben“, „enthalten“, „aufweisen“, „mit“, „umfassen“ und dergleichen offene Begriffe, die das Vorhandensein angegebener Elemente oder Merkmale anzeigen, aber zusätzliche Elemente oder Merkmale nicht ausschließen. Die Artikel „ein“, „eine“ und „der/die/das“ sollen sowohl den Plural als auch den Singular beinhalten, sofern der Zusammenhang nichts anderes bestimmt.
  • Darüber hinaus wird hierin das Wort „beispielhaft“ verwendet, um als Beispiel, Instanz, oder Veranschaulichung zu dienen. Jeder Aspekt oder jedes Design, das hierin als „beispielhaft“ beschrieben wird, ist nicht unbedingt als vorteilhaft gegenüber anderen Aspekten oder Designs auszulegen. Vielmehr soll die Verwendung des Wortes beispielhaft dazu dienen, Konzepte konkret darzustellen. Wie in dieser Anmeldung verwendet, soll der Begriff „oder“ ein inklusives „oder“ und nicht ein exklusives „oder“ bedeuten. Das heißt, wenn nicht anders angegeben oder aus dem Zusammenhang klar, soll „X verwendet A oder B“ eine der natürlichen inklusiven Permutationen bedeuten. Das heißt, wenn X A verwendet; X B verwendet; oder X sowohl A als auch B verwendet, dann ist „X verwendet A oder B“ unter einem der vorgenannten Fälle erfüllt. Darüber hinaus können die Artikel „ein“ und „eine“, wie sie in dieser Anmeldung und den beigefügten Ansprüchen verwendet werden im Allgemeinen so ausgelegt werden, dass sie „einen oder mehrere“ bedeuten, sofern nicht anders angegeben oder aus dem Zusammenhang klar, um auf eine einzelne Form gerichtet zu werden. Außerdem bedeutet zumindest eines von A und B oder dergleichen im Allgemeinen A oder B oder sowohl A als auch B.
  • Vorrichtungen und Verfahren zur Herstellung von Vorrichtungen sind hierin beschrieben. Kommentare, die im Zusammenhang mit einer beschriebenen Vorrichtung gemacht werden, können auch für ein entsprechendes Verfahren gelten und umgekehrt. Wenn beispielsweise eine bestimmte Komponente einer Vorrichtung beschrieben ist, kann ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung eine Handlung des Bereitstellens der Komponente in einer geeigneten Weise beinhalten, auch wenn diese Handlung nicht ausdrücklich beschrieben oder in den Figuren dargestellt ist.
  • Obwohl die Offenbarung in Bezug auf eine oder mehrere Implementierungen gezeigt und beschrieben wurde, werden anderen Fachleuten gleichwertige Änderungen und Modifikationen einfallen, basierend zumindest teilweise auf dem Lesen und Verstehen dieser Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen. Die Offenbarung beinhaltet alle derartigen Änderungen und Ergänzungen und ist nur durch das Konzept der folgenden Ansprüche beschränkt. Insbesondere in Bezug auf die verschiedenen Funktionen der oben beschriebenen Komponenten (z.B. Elemente, Ressourcen, usw.) sollen die zur Beschreibung dieser Komponenten verwendeten Begriffe, sofern nicht anders angegeben, einer Komponente entsprechen, welche die spezifizierte Funktion der beschriebenen Komponente erfüllt (z.B. funktional äquivalent), auch wenn sie strukturell nicht der offenbarten Struktur entspricht, welche die Funktion in den hierin dargestellten beispielhaften Implementierungen der Offenbarung erfüllt. Darüber hinaus kann ein bestimmtes Merkmal der Offenbarung zwar nur in Bezug auf eine von mehreren Implementierungen offenbart worden sein, aber dieses Merkmal kann mit einem oder mehreren anderen Merkmalen der anderen Implementierungen kombiniert werden, wie es für eine bestimmte oder besondere Anwendung gewünscht und vorteilhaft ist.

Claims (27)

  1. Vorrichtung, umfassend: einen Hochfrequenzchip; und ein dielektrisches Material, das zwischen einem ersten Bereich, der ein elektromagnetisches Störsignal in einem ersten Frequenzbereich zwischen 1 GHz und 1 THz abstrahlt, und einem zweiten Bereich, der das elektromagnetische Störsignal empfängt, angeordnet ist, wobei eine Dämpfung des dielektrischen Materials mehr als 5 dB/cm zumindest in einem Teilbereich des ersten Frequenzbereichs beträgt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das dielektrische Material dazu ausgelegt ist, zumindest eines von Streuen oder Absorbieren des elektromagnetischen Störsignals bereitzustellen.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das dielektrische Material in einem zweiten Frequenzbereich eine Dämpfung von zumindest 5 dB/cm weniger als in dem ersten Frequenzbereich aufweist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das dielektrische Material in einem zweiten Frequenzbereich eine Dämpfung von zumindest 5 dB/cm weniger als in dem ersten Frequenzbereich und in einem dritten Frequenzbereich zumindest 5 dB/cm weniger als in dem ersten Frequenzbereich aufweist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Dämpfung des dielektrischen Materials kleiner als 0,5 dB/cm für Frequenzen niedriger als 1 GHz ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Bereich zumindest eines von Folgendem umfasst: einen elektrischen Signalführungspfad, einen Leistungs- oder Masseversorgungs-Verteilungspfad, einen Abschnitt einer integrierten Schaltung, ein elektrisches Verbindungselement, eine Antenne.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das dielektrische Material zumindest eines von Kohlenstoff-Nanoröhrchen oder porösem Kohlenstoff umfasst.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das dielektrische Material Ferrit-Nanoteilchen mit elektrisch leitenden Nanoteilchen umfasst.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das dielektrische Material mehrschichtige dielektrische Blätter mit Fabry-Perot-Eigenschaften umfasst.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das dielektrische Material ein radarstrahlungsabsorbierendes Material umfasst.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das dielektrische Material ferromagnetische oder ferroelektrische Teilchen umfasst, die in einer Polymermatrix eingebettet sind.
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das dielektrische Material zumindest eines von einem abgestimmten Metamaterial oder einem abgestimmten elektromagnetischen Bandlückenmaterial oder einer elektromagnetischen Bandlückenstruktur umfasst.
  13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: ein Verkapselungsmaterial, wobei der Hochfrequenzchip zumindest teilweise in dem Verkapselungsmaterial verkapselt ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei das dielektrische Material Teil des Verkapselungsmaterials ist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, wobei das dielektrische Material zwischen dem Hochfrequenzchip und dem Verkapselungsmaterial angeordnet ist.
  16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich das dielektrische Material in einer lateralen Richtung des Hochfrequenzchips zumindest zwischen einem ersten Hochfrequenz-Schaltungselement und einem zweiten Frequenz-Schaltungselement erstreckt.
  17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung dazu ausgelegt ist, elektrisch und mechanisch mit einer Leiterplatte gekoppelt zu sein, wobei das dielektrische Material in einem Zwischenraum zwischen der Vorrichtung und der Leiterplatte angeordnet ist.
  18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: eine Leiterplatte, wobei das dielektrische Material innerhalb der Leiterplatte angeordnet ist.
  19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das dielektrische Material in einem BEOL-Stapel des Hochfrequenzchips angeordnet ist.
  20. Vorrichtung, umfassend: einen Hochfrequenzchip; und ein Verkapselungsmaterial, wobei der Hochfrequenzchip zumindest teilweise in dem Verkapselungsmaterial verkapselt ist, wobei das Verkapselungsmaterial zwischen einem ersten Bereich, der ein elektromagnetisches Störsignal in einem ersten Frequenzbereich zwischen 1 GHz und 1 THz abstrahlt, und einem zweiten Bereich, der das elektromagnetische Störsignal empfängt, angeordnet ist, wobei eine Dämpfung des Verkapselungsmaterials mehr als 5 dB/cm zumindest in einem Teilbereich des ersten Frequenzbereichs beträgt.
  21. Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei der erste Bereich eine Sendeantenne der Vorrichtung umfasst und der zweite Bereich eine Empfangsantenne der Vorrichtung umfasst.
  22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, ferner umfassend: ein Material, das den zweiten Bereich bedeckt, wobei eine Dämpfung des Materials kleiner ist als die Dämpfung des Verkapselungsmaterials.
  23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, wobei: das Verkapselungsmaterial eine Moldverbindung und in die Moldverbindung eingebettete Füllstoffteilchen umfasst, und die Füllstoffteilchen dazu ausgelegt sind, das elektromagnetische Störsignal, welches das Verkapselungsmaterial durchläuft, zu streuen.
  24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 23, wobei die Füllstoffteilchen zumindest eines von einem Metall oder einer Metalllegierung umfassen.
  25. Vorrichtung, umfassend: einen Hochfrequenzchip; ein Verkapselungsmaterial, wobei der Hochfrequenzchip zumindest teilweise in dem Verkapselungsmaterial verkapselt ist, wobei das Verkapselungsmaterial zwischen einem ersten Bereich, der ein elektromagnetisches Störsignal in einem ersten Frequenzbereich zwischen 1 GHz und 1 THz abstrahlt, und einem zweiten Bereich, der das elektromagnetische Störsignal empfängt, angeordnet ist, wobei eine Oberflächenrauhigkeit einer peripheren Oberfläche des Verkapselungsmaterials eine Dämpfung des elektromagnetischen Störsignals zwischen dem ersten und zweiten Bereich von mehr als 5 dB/cm bereitstellt.
  26. Vorrichtung nach Anspruch 25, wobei der erste Bereich eine Sendeantenne umfasst und der zweite Bereich eine Empfangsantenne umfasst.
  27. Vorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, wobei die periphere Oberfläche eine Grenzfläche zwischen dem Verkapselungsmaterial und Luft umfasst.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070166520A1 (en) 2002-05-23 2007-07-19 Schott Ag Glass material for use at high frequencies
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WO2019089769A1 (en) 2017-10-31 2019-05-09 Texas Instruments Incorporated Electromagnetic interference shield within integrated circuit encapsulation using photonic bandgap structure

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070166520A1 (en) 2002-05-23 2007-07-19 Schott Ag Glass material for use at high frequencies
WO2016053391A1 (en) 2014-05-28 2016-04-07 Cree, Inc. Over-mold plastic packaged wide band-gap power transistors and mmics
WO2019089769A1 (en) 2017-10-31 2019-05-09 Texas Instruments Incorporated Electromagnetic interference shield within integrated circuit encapsulation using photonic bandgap structure

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