DE10332827A1

DE10332827A1 - Bauelement mit sicherer Lötstelle

Info

Publication number: DE10332827A1
Application number: DE2003132827
Authority: DE
Inventors: Philipp Dr. Oleinek; Wolfgang Dipl.-Phys. Ritter; Gabriele Preu
Original assignee: Epcos AG
Current assignee: TDK Electronics AG
Priority date: 2003-07-18
Filing date: 2003-07-18
Publication date: 2005-02-10

Abstract

Bei einem elektrischen Bauelement, bei dem auf einer Substratoberfläche eine empfindliche Bauelementstruktur (BS) und ein Lötpad (L) angeordnet sind, wird zur Vermeidung der Benetzung der empfindlichen Bauelementstruktur mit Flußmittel beim Verlöten eine Ableitstruktur (AS) für das Flußmittel angeordnet. Für die Ableitstruktur werden Gräben, Stege, dreidimensionale Strukturen mit Kapillarwirkung und Materialien vorgeschlagen, die gegenüber dem zum Löten verwendeten Flußmittel eine verbesserte Benetzbarkeit als die Substratoberfläche aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches, mechanisches, elektromechanisches, elektrooptisches oder elektroakustisches Bauelement mit einer Lötstelle.
Zum elektrischen, mechanischen oder elektrisch und mechanischen Verbinden zweier metallischer Oberflächen kann ein Lötprozeß eingesetzt werden. Elektrische Bauelemente werden über Lötstellen mit äußeren Anschlüssen, mit Trägersubstraten oder mit anderen Bauelementen verbunden oder verschaltet. Die Verbindung wird über Lötpads vorgenommen, die auf der Oberfläche der Bauelemente angeordnet und beispielsweise als SMD-Kontakte, Bondpads oder Bumps für die Flip-Chip-Montage ausgebildet sind.
Die Lötverbindung wird mit einem Lot vorgenommen, welches üblicherweise eine niedrigschmelzende Metallegierung darstellt. Wegen der höheren Oxidationsempfindlichkeit metallischer Oberflächen bei der Löttemperatur und zur besseren Benetzbarkeit der metallischen Oberflächen mit dem Lot müssen oberflächliche Oxidschichten entfernt bzw. das Entstehen solcher Oxidschichten bei der Löttemperatur verhindert werden. Dazu wird üblicherweise ein Flußmittel verwendet.
Das Flußmittel wird als pasteuse oder zumindest viskose Masse auf zumindest eine der zu verlötenden Oberflächen aufgebracht, wobei es bei der Löttemperatur verfließt und die zu lötende Oberfläche vollständig benetzt. Je nach Dosierung kann das Flußmittel dabei auch in benachbarte Bauelementregionen abfließen und diese benetzen. Insbesondere bei miniaturisierten Bauelementen mit kleinen Abmessungen und daher auch kleinen Abständen zwischen Bauelementstrukturen und Lötpads tritt dieses Problem verstärkt auf. Handelt es sich bei dem Bauelement um ein solches, welches eine empfindliche Oberfläche aufweist, so besteht die Gefahr einer Störung der Bauelementfunktion oder gar einer Beschädigung. Empfindliche Oberflächen sind z.B. transparente Oberflächen bei optoelektronischen Bauelementen, bei denen das Flußmittel den Strahlengang unzulässig beeinflussen kann oder die Transparenz der Lichtaus- oder -eintrittsfläche vermindern kann. Ist die empfindliche Oberfläche eine Sensoroberfläche, so kann sie durch das Flußmittel unzulässig chemisch oder mechanisch beeinträchtigt werden. Mikromechanische Bauelemente können durch das Flußmittel verklebt und in ihrer Funktion gestört werden. Mit akustischen Wellen arbeitende Bauelemente sind empfindlich gegen zusätzliche Massenbelastungen, die zu einer Veränderung der Resonanzfrequenz und damit zu einem unzulässig spezifizierten Bauelement führen können.
Um die Probleme mit zu stark verfließendem Flußmittel an Lötstellen elektrischer Bauelemente zu vermeiden, muß das Flußmittel exakt dosiert werden, die Abstände zwischen Lötpads und empfindlichen Bauelementstrukturen müssen maximal eingestellt werden und der Lötvorgang zeitlich minimiert werden. Alternativ ist ein zusätzlicher Reinigungsprozeß der Oberflächen nach dem Verlöten erforderlich, um das restliche Flußmittel zu entfernen. Alle diese Maßnahmen sind jedoch mit einem hohen Verfahrensaufwand verbunden oder führen zu Bauelementen, die aufgrund der größeren Sicherheitsabstände größer als unbedingt erforderlich sind.
Weitere Probleme können entstehen, wenn das Lot beim Lötprozeß ähnlich wie das Flußmittel unerwünscht verfließt und dabei Schaden am Bauelement anrichtet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein elektrisches oder elektronisches Bauelement mit einer Lötstelle anzugeben, bei dem die Gefahr durch Verfließen von Flußmittel oder Lot durch Maßnahmen am Bauelement selbst reduziert wird, ohne gleichzeitig die mit den bisherigen Lösungen verbundenen Nachteile in Kauf zu nehmen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein elektrisches Bauelement mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind weiteren Ansprüchen zu entnehmen.

Um bei einem Bauelement das Benetzen von empfindlichen Bauelementstrukturen zu vermeiden, die in der Nähe eines Lötpads auf einem Substrat angeordnet sind, werden auf der Oberfläche Ableitstrukturen für das Flußmittel angeordnet. Diese Ableitstrukturen sind so ausgebildet, daß sie aktiv das Verfließen von Flußmittel hin zu Bauelementstrukturen vermeiden.

Mit der Erfindung wird gewährleistet, daß ohne zusätzlichen Oberflächenbedarf das Benetzen von Bauelementstrukturen mit dem Flußmittel sicher vermieden wird. Beim erfindungsgemäßen Bauelement ist der Lötprozeß damit weitgehend unabhängig von der Menge des eingesetzten Flußmittels, da eine gewisse Überdosierung und damit ein zu starkes Verfließen mit Hilfe der erfindungsgemäßen Ableitstrukturen vermieden wird. Ein Reinigungsschritt kann vollständig vermieden werden.

Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung sind einander benachbarte Ableitstrukturen dreidimensional und parallel zueinander ausgebildet, wobei der Abstand zwischen den Ableitstrukturen so gewählt ist, daß sie gegenüber dem verfließenden Flußmittel eine Kapillarwirkung entfalten können. Eine solche dreidimensionale Struktur mit Kapillarwirkung ist beispielsweise ein Graben mit einem Kapillarwirkung erzeugenden Grabendurchmesser in der Oberfläche des Substrats. Eine weitere dreidimensionale Struktur mit Kapillarwirkung kann durch zwei benachbarte Stege auf der Oberfläche des Substrats realisiert werden, deren Abstand dem gewünschten Kapillardurchmesser entspricht.

Ableitstrukturen mit Kapillarwirkung führen dazu, daß in die Kapillaren gelangendes Flußmittel von diesen durch die Kapil larkräfte aufgesogen und vorteilhaft gespeichert oder abgeleitet wird. Insbesondere in Form von Stegen auf der Substratoberfläche aufgebaute Ableitstrukturen mit Kapillarwirkung weisen eine auf dem Niveau der Substratoberfläche liegende Öffnung auf, die bevorzugt zum Eintritt des verfließenden Flußmittels vorgesehen ist. Dabei ist es vorteilhaft, diese Öffnungen in der Nähe der Lötstelle vorzusehen. Von Vorteil ist es auch, diese Öffnung zwischen der Lötstelle (dem Lötpad) und der empfindlichen Bauelementstruktur vorzusehen. Auf diese Weise ist es möglich, nur den in Richtung Bauelementstrukturen verfließenden Anteil des Flußmittels über die Ableitstrukturen wirksam abzuhalten und gegebenenfalls abzuleiten.

Die Ableitstrukturen können auch als Barrieren ausgebildet sein, die aufgrund ihrer Erhebung über das Oberflächenniveau der Substratoberfläche einen Wall gegen das Verfließen der Flußmittel ausbilden. Möglich ist es auch, die Barrierefunktion mit einer Kapillarfunktion zu verbinden.

In einer weiteren Ausgestaltung werden die Ableitstrukturen aus einem Material ausgebildet, welches eine höhere Benetzung gegenüber dem Flußmittel aufweist, als die Substratoberfläche. Aufgrund der dadurch höheren Affinität der Ableitstrukturen zum Flußmittel benetzen bevorzugt die Ableitstrukturen, wodurch ein weiteres Verfließen des Flußmittels behindert wird.

Ableitstrukturen mit besserer Benetzung gegenüber dem Flußmittel als die Substratoberfläche werden vorzugsweise so ausgebildet, daß sie langgestreckt ausgebildet sind, wobei das eine Ende der Ableitstruktur zwischen Lötpad und Bauelementstruktur, das andere Ende jedoch von der Bauelementstruktur wegweisend angeordnet ist. Die Längenausdehnung muß dabei nicht einer Gerade folgen, die Ableitstrukturen können vielmehr auch gekrümmt oder abgewinkelt sein.

In einer speziellen Ausbildung der Erfindung weisen die Ableitstrukturen eine spiralförmige Ausgestaltung auf. In dieser Ausgestaltung können die Ableitstrukturen dreidimensional und gegebenenfalls zusätzlich aus einem Material bestehen, welches mit Flußmittel besser benetzt als die Substratoberfläche. Möglich ist es auch, spiralförmige Ableitstrukturen ausschließlich als eher flache aus gut benetzendem Material ausgeführte Materialbahnen auszugestalten, deren Wirksamkeit als Ableitstruktur sich ausschließlich über die verbesserte Benetzung gegenüber dem Flußmittel ergibt. Spiralförmige Ableitstrukturen haben den Vorteil, daß das Flußmittel hin zum Zentrum der Spirale geleitet wird, das im ausreichenden Abstand zu den empfindlichen Bauelementstrukturen angeordnet ist.

Eine verbesserte Ableit- und Speicherfunktion für verfließendes Flußmittel bietet auch eine Mehrzahl zueinander paralleler Stege, wobei zwischen je zwei benachbarten Stegen mit Vorteil eine Kapillarwirkung auftreten kann. Solche parallelen Stege werden vorzugsweise parallel oder äquidistant zu den Bauelementstrukturen angeordnet oder sind mit einem offenen Ende zum Lötpad weisend, mit dem anderen dagegen von dem Lötpad wegführend.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umschließen die Ableitstrukturen das Lötpad ringförmig. Die Ableitstrukturen können auch in Form mehrerer konzentrischer Ringe rund um das Lötpad angeordnet sein, wobei zwischen den einzelnen ringförmig konzentrisch angeordneten Ableitstrukturen, sofern sie als Erhebungen oder Gräben ausgeführt sind, Durchbrechungen vorgesehen sein können, die ein Abfließen des Flußmittels in einen äußeren Ring ermöglichen. Der äußerste konzentrische Ring ist zumindest zur Bauelementstruktur hin ohne Durchbrechung ausgeführt, um zusätzliche Barrierewirkung zu entfalten.

Insbesondere die erhabene und vorteilhaft ringförmige Anordnung der Ableitstrukturen kann zusätzlich auch dazu genutzt werden, beim Lötprozess verlaufendes Lot zurückzuhalten und insbesondere zu verhindern, daß das verlaufende Lot mit einer empfindlichen Bauelementstruktur in Kontakt kommt, diese stört, beschädigt, zerstört oder elektrische Bauelementstrukturen kurz schließt. Dieser Fall kann z.B. bei Interdigitalwandler auftreten, die Bauelementstrukturen von SAW Bauelementen darstellen und bei denen unterschiedliche und elektrisch zu trennende Teile einen nur geringen Abstand zueinander aufweisen.

Für die Anwendung als gegebenenfalls zusätzliche Lotbarriere ist die Ableitstruktur vorzugsweise aus Metall ausgebildet und vorteilhaft zusammen mit der Metallisierung der Bauelementstrukturen hergestellt.

Eine als flache Schicht, flache Schichtbahn oder als Steg ausgebildete Ableitstruktur kann aus einem Metall bestehen. Die Ableitstruktur kann dabei elektrisch mit dem Lötpad und damit auch mit dem elektrischen oder elektronischen Bauelement verbunden sein. In diesem Fall ist es vorteilhaft, die elektrische Auswirkung einer solchen zusätzlichen metallischen Ableitstruktur beim Bauelementdesign zu beachten. Noch vorteilhafter ist es jedoch, wenn die Ableitstrukturen aus Metall bestehen und so ausgebildet sind, daß sie zusätzliche vorzugsweise passive Bauelementfunktion übernehmen können. Beispielsweise ist es möglich, die Ableitstrukturen als kapazitive oder induktive Glieder auszuführen, die parallel zu dem mit dem Lötpad verbundenen elektrischen Anschluß geschaltet sind. Möglich ist es jedoch auch, mit Hilfe der Ableitstrukturen eine Widerstandsleitung aufzubauen, die zwei elektrisch leitende Bauelementstrukturen, deren Lötpads, elektrische Zuleitungen oder auch andere Strukturen, die auf der Oberfläche des Substrats angeordnet sind, miteinander verbindet.

Eine vorzugsweise hochohmige Widerstandsleitung kann beispielsweise mit einem lang gestreckten Leiter realisiert werden, vorzugsweise mit einer Mäanderstruktur, bei der eine maximale Längenausdehnung mit einem minimalen Platzbedarf kombiniert ist. Zusätzlich kann gerade die Mäanderstruktur eine Kapillarwirkung entfalten, die die Funktion als Ableitstruktur unterstützt. Ein als induktives vorzugsweise parallel zum Bauelement geschaltetes mit einer Ableitstruktur realisiertes Glied wird vorzugsweise als spiralförmige Ableitstruktur ausgeführt, die mit zumindest einem Ende mit einer Bauelementstruktur elektrisch leitend verbunden ist.

Eine kapazitive Wirkung können Ableitstrukturen aufgrund ihrer Form und ihrer Flächenausdehnung entfalten, insbesondere wenn sie in Nachbarschaft zu anderen elektrisch leitenden Strukturen angeordnet werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und der dazugehörigen Figuren näher erläutert. Die Figuren dienen ausschließlich zur Veranschaulichung der Erfindung, sind nur schematisch ausgeführt und daher nicht maßstabsgetreu.
1 zeigt eine allgemeine Ausführung der Erfindung in der Draufsicht
2 zeigt eine zweite allgemeine Ausführungsform
3 zeigt eine Ausführungsform mit als Kapillaren wirkenden Ableitstrukturen
4 zeigt ein Bauelement mit ringförmig um das Lötpad angeordneten Ableitstrukturen
5 zeigt eine spiralförmige Ableitstruktur
6 zeigt eine kammförmige Ableitstruktur
7a/7b zeigen eine erhabene Ableitstruktur und eine als Graben ausgebildete Ableitstruktur
8A zeigt ausschnittsweise ein SAW-Bauelement mit einer Ableitstruktur
8B zeigt ausschnittsweise eine in einer Verbindungsleitung verwirklichte Ableitstruktur
9 zeigt Ersatzschaltbilder mit als Parallelelementen genutzten Ableitstrukturen.
1 zeigt eine erste allgemeine Ausführungsform der Erfindung in schematischer Draufsicht auf die Oberfläche eines Substrats S, auf der neben möglichen weiteren Bauelementstrukturen eine empfindliche Bauelementstruktur BS und in der Nähe davon ein Lötpad L angeordnet sind. Zum Schutz der empfindlichen Bauelementstruktur BS vor einem auf das Lötpad L aufgebrachten Flußmittel während des Verlötens ist zwischen dem Lötpad und der Bauelementstruktur eine Ableitstruktur AS vorgesehen. Das Substrat kann ein beliebiger Träger sein, der ausschließlich mechanische Trägerfunktionen erfüllt. Geeignet ist z.B. Keramik, Glas, Kunststoff oder jede Art von Festkörper. Möglich sind auch Substrate, die Bauelementfunktionen gewährleisten, also Teil des Bauelements sind, z.B. ein Halbleiter oder funktionelle Keramiken wie z.B. Piezokeramik, optische Materialien, sowie photovoltaische oder lichterzeugende Materialien. Besondere Vorteile entfaltet die Erfindung bei Substraten mit eher glatten Oberflächen. Das Substrat S kann ein Bauelementsubstrat oder eine gedruckte Schaltung sein und insbesondere auch ein Mehrlagensubstrat mit im Substratinneren enthaltenen zusätzlichen Verdrahtungsebenen oder als passive Bauelemente wirkenden Metallisierungen sein. Das Lötpad weist eine lötbare Oberfläche auf und ist elektrisch mit dem Bauelement (in der Figur nicht dargestellt) verbunden. Das Bauelement selbst ist zumindest teilweise in Form der Bauelementstruktur BS auf der Oberfläche verwirklicht. Möglich sind weitere Bauelementstrukturen innerhalb oder unterhalb des Substrats, die in der Figur der Anschaulichkeit halber nicht dargestellt sind. Die Bauelementstruktur auf der Oberfläche des Substrats S ist eine beliebige empfindliche Struktur, beispielsweise der Interdigitalwandler eines SAW-Bauelements, wobei das Substrat eine piezoelektrische Keramik ist, eine Elektrode eines FBAR-Resonator, eine Sensoroberfläche, eine Lichteintritts- oder -austrittsfläche eines optoelektronischen Bauelements oder Teil eines mikromechanischen Bauelements.
Die Ableitstrukturen AS sind vorzugsweise zwischen dem Lötpad und der Bauelementstruktur angeordnet, können jedoch auch an anderen Stellen auf der Substratoberfläche angeordnet sein, wenn ihre Funktion nicht allein auf der Barrierewirkung beruht. Die Ableitstruktur kann aus einem beliebigen Material bestehen und als erhabene Struktur, als Graben oder als Kombination aus einer erhabenen auf dem Substrat angeordneten Struktur und einem in dieser Struktur oder im Substrat ausgebildeten Graben sein. Vorzugsweise ist sie aus einem mit den Flußmittel gut benetzenden Material ausgebildet und besteht vorzugsweise aus einem Material, welches auch für eine andere, auf der Oberfläche des Substrats ausgebildete, eine Bauelementfunktion aufweisende Struktur verwendet wird. Die Ableitstruktur kann dann zusammen mit anderen Strukturen in einem Schritt aufgebracht werden. Sie kann Teil einer anderen funktionellen Struktur auf dem Substrat sein, beispielsweise Teil einer Verbindungsleitung oder sie kann mit einer solchen verbunden sein. Möglich ist es auch, daß die Ableitstruktur AS aus einem Material ausgebildet ist, das sich vom Material der übrigen Bauelementstrukturen unterscheidet. Ein elektrisch nicht leitendes Material hat z.B. den Vorteil, daß eine daraus gebildete Ableitstruktur keine zusätzliche Kapazitäten zu Bauelementstrukturen ausbildet.
2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der die Ableitstrukturen zumindest teilweise ringförmig um das Lötpad L angeordnet sind und so die Bauelementstrukturen BS gegen das vom Lötpad L aus verlaufende Flußmittel schützen, bzw. das Flußmittel auf den Bereich des Lötpads begrenzen. Auch hier können die Ableitstrukturen AS allein die Barrierewirkung nutzen, vorzugsweise jedoch zusätzlich mit Kapillarwirkung und gut benetzender Oberfläche versehen sein.
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der die Ableitstrukturen AS als Kapillaren ausgebildet sind. Die Ableitstrukturen bestehen daher entweder aus Gräben oder aus jeweils zwei parallel zueinander geführten Stegen auf der Oberfläche des Substrats S. In der Ausführung sind mehrere Ableitstrukturen angeordnet, die eine Längserstreckung aufweisen, wobei ein Ende der Ableitstrukturen in der Nähe des Lötpads L angeordnet ist. Für als Stege mit Kapillarwirkung ausgebildete Ableitstrukturen AS hat dies den Vorteil, daß die Kapillaröffnung in der Nähe des Lötpads das verfließende Flußmittel besser aufnehmen kann. Der Längsverlauf der Ableitstrukturen AS ist so gestaltet, daß er zumindest parallel zur empfindlichen Bauelementstruktur BS verläuft, vorzugsweise jedoch von dieser weg leitet.
4 zeigt in einer weiteren Ausführungsform eine als ringförmige Barriere um das Lötpad L ausgebildete Ableitstruktur AS, die zusätzlich noch als Kapillare ausgebildet ist. In weiterer Ausgestaltung ist die Kapillare beispielsweise in Form von entsprechenden parallelen Stegen mit einer Unterbrechung ausgebildet, die eine Eintrittsöffnung in die kapillar wirkende Ableitstruktur AL ausbildet. Die kapillarförmigen Ableitstrukturen AS weisen innenliegende Öffnungen O_I und außenliegende Öffnungen O_A auf. Die außenliegenden Öffnungen O_A sind dabei vorzugsweise nicht zur empfindlichen Bauelementstruktur BS gerichtet, sondern weisen insbesondere einen Abstand zu dieser auf, der größer ist als der Abstand zwischen Lötpad und Bauelementstruktur B_S.
5 zeigt eine spiralförmig angeordnete Ableitstruktur AS, die aus einem spiralförmigen Graben, einer spiralförmigen flachen Struktur aus gut mit Flußmittel benetzendem Material, aus einem spiralförmig angeordneten Steg oder aus einem spiralförmig angeordneten Doppelsteg besteht. Bei stegförmiger Anordnung ist vorzugsweise wieder eine Öffnung in der Nähe des Lötpads vorgesehen. In der Figur ist auch eine elektrische Verbindungsleitung VL zwischen dem Lötpad L und der Bauelementstruktur BS dargestellt, die auch in allen anderen Ausführungsformen der Erfindung vorhanden sein kann. Die Ableitstruktur AS kann mit der Verbindungsleitung mechanisch verbunden sein. Die Ableitstruktur kann aus Metall bestehen und dementsprechend auch elektrisch mit der Verbindungsleitung VL und damit letztlich mit dem Bauelement elektrisch verbunden sein.
6 zeigt eine Ableitstruktur AS mit kammförmiger Ausgestaltung. Dazu weist die Ableitstruktur mehrere parallel zu einander verlaufende Stege oder Gräben auf, die entweder parallel zur Bauelementstruktur BS verlaufen oder durch eine weitere parallel zur Bauelementstruktur verlaufende Ableitstruktur von dieser abgeschirmt sind. Durch die parallele Anordnung der Strukturen entsteht jeweils wieder Kapillarwirkung, sofern die Ableitstrukturen als Gräben oder Stege ausgebildet sind. Die Ableitstruktur kann elektrisch mit der Verbindungsleitung VL verbunden sein.
7a zeigt anhand eines schematischen Querschnitts durch ein teilweise dargestelltes Bauelement die Ausbildung einer Ableitstruktur AS als Steg, der in der Figur quer zu seiner Längsausdehnung geschnitten ist.
7b zeigt eine als Graben im Substrat S ausgebildete Ableitstruktur AL. Der Graben einen rechteckigen oder einen beliebigen anderen Querschnitt aufweisend. Er kann gerundet oder v-förmig sein oder je nach Strukturierungsverfahren auch einen zum Grabenboden hin zunehmenden Grabenquerschnitt aufweisen.
8A zeigt in schematischer Draufsicht eine konkrete, hier als Interdigitalwandler eines SAW-Bauelements ausgebildete empfindliche Bauelementstruktur BS, die über eine Verbindungsleitung VL mit dem Lötpad L verbunden ist. In dieser Figur ist eine beispielhafte Ausgestaltung der Ableitstrukturen AS dargestellt, wobei ein SAW-Bauelement jedoch nicht auf eine derartige Ausgestaltung der Ableitstrukturen beschränkt ist. Speziell in dieser Ausgestaltung kann die Ableitstruktur AS metallisch ausgebildet sein und dazu aus einem Material bestehen, welches bereits für die Ausbildung der Bauelementstruktur, der Verbindungsleitung VL oder für das Lötpad L Verwendung findet. Das Lötpad L kann aus dem gleichen Material wie die Verbindungsleitung oder die Bauelementstruktur BS bestehen, weist vorzugsweise jedoch eine zusätzliche lötbare Oberfläche auf, die insbesondere als UBM (Under Bump Metallisierung) ausgebildet ist.
8B zeigt in schematischer Draufsicht zwei Bauelementstrukturen BS, die mit einer relativ breiten Verbindungsleitung VL elektrisch verbunden sind. In der Verbindungsleitung, die als erhabene Struktur auf dem Substrat aufgebracht ist, sind in der Nähe einer Lötstelle grabenförmige Ausnehmungen angeordnet, die eine in die Verbindungsleitung integrierte Ableitstruktur verwirklichen.
Für den Fall aus Metall ausgebildeter Ableitstrukturen AS können diese elektrisch leitend mit den empfindlichen Bauelementstrukturen BS oder über das Lötpad L bzw. Verbindungsleitungen VL mit anderen, in den bisherigen Figuren nicht dargestellten anderen Bauelementteilen elektrisch leitend verbunden sein. In diesem Fall wirken die Ableitstrukturen als zusätzliche, passive, parallel geschaltete Elemente, die ohne jede weitere Ausgestaltungen zunächst einen parasitären Charakter aufweisen. Vorzugsweise werden die Ableitstrukturen AS jedoch so ausgestaltet, daß sie aktiv in die Verschaltung des Bauelements integriert werden und beim Schaltungsdesign mit ihren elektrischen Werten berücksichtigt werden.
Außerdem ist es möglich, seriell oder parallel geschaltete Verbindungsleitungen des Bauelements auf der Oberfläche des Substrats geometrisch als Ableitstrukturen auszugestalten, bzw. daß sie zusätzlich die Funktion der Ableitstrukturen übernehmen. Die Ableitstrukturen können auch mit anderen Strukturen auf der Oberfläche des Substrats identisch sein oder nur mit diesen mechanisch oder elektrisch verbunden sein.
9 zeigt in Form verschiedener ausschnittsweise dargestellter Ersatzschaltbilder, wie Ableitstrukturen als passive Parallelelemente PE parallel zu den Lötpads bzw. den mit diesen verbundenen Verbindungsleitungen VL geschaltet sein können. 9a zeigt ein parallel zum Lötpad L geschaltetes kapazitives Parallelelement PE_C. 9b zeigt ein parallel zum Lötpad L bzw. zu einer Verbindungsleitung VL geschaltetes induktives Parallelelement PE_L. 9c zeigt ein als Widerstandselement zwischen zwei Verbindungsleitungen bzw. zwischen zwei Lötpads geschaltetes resistives Parallelelement PE_R.
Obwohl die Erfindung nur anhand einiger Ausführungsbeispiele dargestellt werden konnte, ist sie jedoch nicht auf diese beschränkt. Mögliche Variationen der Erfindung ergeben sich aus Kombination der einzelnen Ausführungen, durch Variation der Bauelementstrukturen oder allgemein durch geometrische Variation des der nur schematisch dargestellten Bauelementstrukturen und Bauelemente.

Claims

Elektrisches, mechanische, elektromechanisches oder elektroakustisches Bauelement, mit einem Substrat (S), auf dessen Oberfläche eine Bauelementstruktur (BS) und ein Lötpad (L) angeordnet sind, bei dem auf der Oberfläche des Substrats zur Vermeidung einer Benetzung der Bauelementstruktur mit Flussmittel Ableitstrukturen (AS) für Flussmittel angeordnet sind.
Bauelement nach Anspruch 1, bei dem die Ableitstrukturen (AS) einander benachbart, annähernd parallel und dreidimensional ausgebildet sind, wobei deren Abstand zueinander so gewählt ist, daß eine sie gegenüber dem Flußmittel eine Kapillarwirkung entfalten können.
Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Ableitstrukturen (AS) aus einem Material ausgebildet sind, dessen Benetzbarkeit mit Flussmittel größer ist als die der Oberfläche des Substrats (S).
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Ableitstrukturen (AS) als die Oberfläche des Substrats (S) überragende Stege ausgebildet sind.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Ableitstrukturen (AS) als Gräben im Substrat (S) ausgebildet sind.
Bauelement nach einem der Ansprüche 2 oder 3, bei dem die Ableitstrukturen (AS) dreidimensional und als Kapillare mit zumindest einer Öffnung (O) ausgebildet sind und bei dem die Öffnung zwischen dem Lötpad (L) und der Bauelementstruktur (BS) angeordnet ist.
Bauelement nach einem der Ansprüche 2 bis 6, bei dem die Ableitstrukturen (AS) ausgehend von ihrer Öffnung (O) eine Längenausdehnung aufweisen, deren anderes Ende von den Bauelementstrukturen (BS) weiter entfernt ist als die Öffnung.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Ableitstrukturen (AS) so angeordnet sind, daß sie eine Barriere zwischen dem Lötpad (L) und der Bauelementstruktur (BS) ausbilden.
Bauelement nach einem der Ansprüche 2 bis 7, bei dem die Ableitstrukturen (AS) spiralförmig angeordnet. sind.
Bauelement nach einem der Ansprüche 2 bis 8, bei dem die Ableitstrukturen (AS) dreidimensionalen Strukturen und eine Mehrzahl zueinander paralleler Stege umfassen.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die Ableitstrukturen (AS) das Lötpad (L) ringförmig umschließen.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem das Bauelement als optisches Bauelement ausgebildet ist und die Bauelementstrukturen (BS) eine lichtdurchlässige Oberfläche umfassen.
Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem das Bauelement als mit akustischen Wellen arbeitendes Bauelement ausgebildet ist und die Bauelementstrukturen (BS) Elektroden oder Interdigitalwandler umfassen.