DE19747177C2 - Gehäustes Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein gehäustes Bauelement, insbesondere auf ein stapelbares, gehäustes elektronisches Bauelement, und auf ein Verfahren zur Her­ stellung desselben.

Im Stand der Technik sind eine Vielzahl von kunststoffver­ kapselten Gehäusen für Einzelchips bekannt. Diese bekannten kunststoffverkapselten Gehäuse schließen beispielsweise DIP-Gehäuse (DIP = Dual-In-Line Package = Doppelreihenan­ schluß-Gehäuse), PLCC-Gehäuse (PLCC = Plastic Leaded Chip Carrier = mit Anschlußleitungen versehener Chipträger aus Kunststoff), sowie QFP-Gehäuse (QFP = Quad Flat Package = quadratisches, flaches Gehäuse) ein. Für den Aufbau von Mehrfach-Chip-Modulen (MCM = Multi-Chip-Modul) und von Ein­ zelchips mit einer hohen Anzahl von Eingängen und Ausgängen (hohe I/O-Zahl; I/O = Input/Output = Eingang/Ausgang) ist die BGA-Gehäusegeometrie (BGA = Ball Grid Array) bekannt. Verschiedene CSP-Bausteine (CSP = Chip Size Package = Ge­ häuse mit Chip-Größe) sind im Stand der Technik bekannt und sind für die dreidimensionale Montage geeignet. Ein CSP-Bau­ stein basiert auf Anschlußleitungsrahmen (Leadframes) und ermöglicht eine dreidimensionale Montage. Dieser auf An­ schlußleitungsrahmen basierende CSP-Baustein ist jedoch le­ diglich für eine geringe Anzahl von Eingängen/Ausgängen (niedrige I/O-Zahl) geeignet. Ein weiterer CSP-Baustein, der für eine dreidimensionale Montage geeignet ist, ermöglicht diese mittels peripher angebrachter Lotkugeln. Wiederum ein weiterer CSP-Baustein wird bereits bei der Waferherstellung so gefertigt, daß Umverdrahtungen von innerhalb des Bau­ steins verlaufenden Leitungen auf die Rückseite des Gehäuses erfolgen.

Die Nachteile der oben beschriebenen Gehäusungen für Einzel­ chips oder MehrChipModule bestehen zum einen in dem großen Flächenbedarf der Standard-Kunststoffgehäuse und der BGA-Ge­ häuse, was aus dem ebenen (zweidimensionalen) Aufbau der Schaltungen resultiert. Ein Nachteil der CSP-Bausteine be­ steht darin, daß diese ausschließlich für Einzelchiplösungen verwendbar sind. Wiederum ein weiterer Nachteil besteht dar­ in, daß die oben beschriebene Umverdrahtung auf die Rücksei­ te eines Bauteils insbesondere für Multi-Chip-Module nur mit einem sehr hohen technischen Aufwand erreichbar ist. Nach­ teilhaft ist ferner, daß bei der Verwendung von zueinander nicht vollständig kompatiblen Bauteilen, wie beispielsweise Bausteine zur Montage in Durchgangslöchern und SMD-Bau­ steinen (SMD = Surface Mounted Device = oberflächenbefe­ stigtes Bauelement), verschiedene Verbindungsarten für den Aufbau von Schaltungen erforderlich sind, was den Aufbau kompliziert und die damit verbundenen Kosten in die Höhe treibt.

Die US 5,646,446 betrifft eine dreidimensionale flexible Anordnung von integrierten Schaltungen unter Verwendung eines flexiblen Substrats. Das Substrat weist eine Mehrzahl von Bereichen zur Aufnahme der integrierten Schaltungen auf, und ferner sind diese einzelnen Bereiche über Zwischenbe­ reiche verbunden, die bei der Montage entsprechend gebogen werden. Auf den entsprechenden Bereichen zur Aufnahme der integrierten Schaltungen, sind entsprechende Kontaktflächen vorgesehen, die mittels leitfähiger Spuren mit entsprechen­ den Anschlußflächen verbunden sind, die ihrerseits dazu die­ nen, einen Anschluß des Elements an eine Schaltungsplatine o. ä. zu schaffen.

Die US 5,583,375 betrifft ein Halbleiterbauelement, bei dem kein Substrat verwendet wird, das mit entsprechenden Kontaktflächen und Leiterbahnen versehen ist. Vielmehr handelt es sich hier um die Kombination eines herkömmlichen Halbleiterbauelements mit einem herkömmlichen Anschlußleitungsrahmen (Lead-Frame), bei dem die einzelnen Anschlußlei­ tungen des Lead-Frames mittels einer Klebeschicht an dem Grundkörper des Halbleiterbauelements befestigt sind und mit den entsprechenden Anschlußstellen des Halbleiters verbunden sind.

Die GB 2126793 A und das IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 30, Nr. 7, Dez. 19987, Seiten 165-166 betreffen allge­ mein die Gehäusung von integrierten Schaltungen unter Verwendung von Substraten mit einem flexiblen Bereich. Durch Verbiegen des flexiblen Bereichs können die integrierten Schaltungen übereinander geklappt und gestüpelt werden.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegen­ den Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein vereinfachtes gehäu­ stes Bauelement und ein vereinfachtes Verfahren zu dessen Herstellung zu schaffen, welches einen geringen Flächenbe­ darf aufweist, die Integration von nicht vollständig kompa­ tiblen Bauelementen sowie die Umverdrahtung einer vorgege­ benen Anschlußgeometrie eines Bauelements auf eine beliebige äußere Anschlußgeometrie ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch ein gehäustes Bauelement gemäß An­ spruch 1 sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 5 gelöst.

Ein Vorteil der vorliegenden Verbindung besteht darin, daß beispielsweise integrierte Schaltungen (IC = Integrated Cir­ cuit) mit beliebig gestalteter Anschlußgeometrie gehäust werden können, und daß die IC-Anschlußgeometrie auf eine be­ liebige äußere Anschlußgeometrie, wie beispielsweise eine BGA-Geometrie, umverdrahtet werden kann.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch die vorliegen­ de Erfindung auf einfache Art und Weise Multichipmodule auf­ gebaut werden können, und gleichzeitig auch diskrete Bauele­ mente bzw. Bausteine integriert werden können.

Wiederum ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung be­ steht in der vollständigen SMD-Kompatibilität des resultie­ renden Bauelements.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die vorliegende Er­ findung ein gehäustes Bauelement schafft, welches stapelbar ist, so daß durch den vertikalen Aufbau von vorbestimmten Systemkomponenten die auf einem Substrate benötigte Grund­ fläche erheblich reduziert werden kann.

Wiederum ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch die vorliegende Erfindung ein Standard-Bauelement geschaffen wird, welches eine definierte Gehäusegeometrie bezüglich der Bauelementdimensionen und der Geometrie der äußeren Kontakt­ flächen aufweist, die auch bei Änderungen des internen Auf­ baus des Bauteils beibehalten bleiben. Solche Änderungen schließen beispielsweise das Schrumpfen (Flächenminimierung) eines Chips sowie die Integration mehrerer Funktionen in einer integrierten Schaltung ein.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht dar­ in, daß die Signalwege in dem gehäusten Bauelement sehr kurz sind, so daß dieses auch für den Einsatz im Hochfrequenzbe­ reich geeignet ist.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Prozeß- bzw. Herstellungskosten im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren durch Vermeiden von überflüssigen Pro­ zeßschritten, durch Verwendung von kostengünstigem Trägerma­ terial und durch die Verringerung des Bauraums, erheblich abgesenkt werden.

Wiederum ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung be­ steht darin, daß durch die freie Gestaltung der Anschlußgeo­ metrie diese auch so gestaltet werden kann, daß sie für den Einsatz eines Bussystems, wie z. B. eines CAN-Busses (CAN = Controlled Area Network = gesteuertes Bereichsnetzwerk) ge­ eignet ist.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist das substrat vollständig flexibel.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird das auf einem Substrat angeord­ nete Bauelement verkapselt, oder zusätzlich zu dem Bauele­ ment ist ein Versteifungselement vorgesehen. Die Verkapse­ lung des Bauelements erfolgt bevorzugterweise durch ein Spritzpreßverfahren (Transfer-Mold-Technologie).

Der Vorteil der Verkapselung mittels der Transfer-Mold-Tech­ nologie bzw. der Verwendung des Versteifungselements besteht darin, daß dadurch eine hohe mechanische Stabilität des ge­ häusten Bauelements erreicht wird. Ein weiterer Vorteil be­ steht darin, daß durch die Verwendung der Standardverkap­ selungsprozesse der Aufbau von kostengünstigen Multi-Chip- Modulen ermöglicht wird.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1A-1F ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines stapelbaren, gehäusten elektronischen Bauelements;

Fig. 2 die Stapelung von zwei erfindungsgemäßen ge­ häusten Bauelementen; und

Fig. 3 die Anordnung eines Stapels von erfindungsge­ mäßen gehäusten Bauelementen auf einer Leiter­ platte.

Anhand der Fig. 1 erfolgt nachfolgend eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das erfindungsgemäße Verfahren stellt in einem ersten Schritt zunächst ein Substrat 100 bereit, wie es in Fig. 1A dargestellt ist. Das Substrat 100 umfaßt einen ersten Be­ reich 102, einen zweiten Bereich 104 und einen dritten Be­ reich 106.

Der erste Bereich 102 weist eine erste Hauptfläche 108 auf, auf der eine Mehrzahl von inneren Kontaktflächen 110 gebil­ det sind. Bei dem in Fig. 1A dargestellten Beispiel des Sub­ strats 100 sind die Kontaktflächen 110 des ersten Bereichs 102 in einem gleichmäßigen Raster angeordnet. Der erste Be­ reich 102 weist eine Mehrzahl von nicht dargestellten Durch­ gängen auf, welche sich von der ersten Hauptoberfläche 108, welche im folgenden auch als innere Hauptoberfläche bezeich­ net wird, zu einer zweiten Hauptoberfläche 112, welche nach­ folgend auch als äußere Hauptoberfläche bezeichnet wird, er­ strecken. Mittels der nicht dargestellten Durchgänge sind die inneren Kontaktflächen 110 des ersten Bereichs 102 auf äußere Kontaktflächen 114 auf der zweiten Hauptoberfläche 112 des ersten Bereichs 102 herausgeführt, wie dies in Fig. 1A durch die umgeschlagene linke, untere Ecke des Substrats 100 schematisch dargestellt ist.

Ähnlich wie der erste Bereich 102 weist auch der zweite Be­ reich 104 auf seiner inneren Hauptoberfläche 116 eine Mehr­ zahl von inneren Kontaktflächen 118 auf, die, ebenso wie im ersten Bereich 102, mittels Durchgängen (nicht dargestellt) auf äußere Kontaktflächen (in Fig. 1A nicht dargestellt) auf eine äußeren Hauptoberfläche 120 des zweiten Bereichs 104 herausgeführt sind.

Der dritte Bereich 106, welcher zwischen dem ersten Bereich 102 und dem zweiten Bereich 104 angeordnet ist, weist zwei halbrunde Ausnehmungen 122 auf, deren Funktion später be­ schrieben wird.

Das Substrat 100 umfaßt ferner eine Mehrzahl von Leiter­ bahnen 124, welche sich von dem ersten Bereich 102 über den dritten Bereich 106 zu dem zweiten Bereich 104 erstrecken, und dazu dienen, ausgewählte innere Kontaktflächen 110 des ersten Bereichs 102 mit ausgewählten inneren Kontaktflächen 118 des zweiten Bereichs 104 zu verbinden.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann das Sub­ strat 100 ein flexibles Substrat oder ein sogenanntes Flex­ substrat sein.

Wie nachfolgend noch detaillierter beschrieben wird, dient der erste Bereich 102 der Kontaktierung von aufzubringenden Bauelementen, wie beispielsweise integrierten Schaltungen (ICs) oder von SMD-Bauelementen, und zusätzlich zur Umver­ drahtung der inneren Kontaktflächen 110 auf äußere Kontakt­ flächen 114 unterhalb der aufzubringenden integrierten Schaltungen bzw. SMD-Bauelemente.

Der Bereich 106 dient zur Umverdrahtung dar inneren Kontakt­ flächen 110 des zu bestückenden ersten Bereichs 102 auf die inneren Kontaktflächen 118 des zweiten Bereichs, welcher ge­ mäß des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels nicht zu bestücken ist. Ferner hat der dritte Bereich 106 bei der Fertigung des erfindungsgemäßen Bauelements die Funktion eines Scharniers, das ein Umlegen der nicht zu bestückenden Seite (zweiter Abschnitt 104) ermöglicht.

Der zweite Bereich 104 dient der Umverdrahtung der inneren Kontaktflächen 118 auf die äußeren Kontaktflächen (nicht dargestellt) im zweiten Bereich (nicht zu bestücken) 104 des Substrats 100. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird in einem ersten Schritt das Substrat bzw. der flexible Schaltungsträger (Flexsubstrat) 100 mit der Umverdrahtung der Bauelement-Kontaktflächen 110 auf die äußeren Kontakt­ flächen 114 des sich ergebenden Gehäuses bereitgestellt, wo­ bei das sich ergebende Gehäuse auch als StackPack bezeichnet wird.

In Fig. 1B und 10 sind zwei Beispiele für eine mögliche Bestückung des Substrats 100 dargestellt.

In Fig. 1B ist auf der inneren Hauptoberfläche 108 des er­ sten Bereichs 102 eine integrierte Schaltung 126 in der Form eines Chips angeordnet, welche mit vorbestimmten der Kon­ taktflächen 110 verbunden ist.

In Fig. 1C ist ein weiteres Beispiel für eine mögliche Be­ stückung des Substrats 100 dargestellt, wobei anders als in Fig. 1B auf der inneren Hauptoberfläche 108 des ersten Be­ reichs 102 zwei integrierte Schaltungen 128, 130 in der Form von Chips sowie von SMD-Bauelementen 132 angeordnet sind.

Die anhand der Fig. 1B und 10 dargestellte Kontaktierung der Bauelemente auf dem Flexsubstrat 100 kann mittels beliebiger Kontaktierungsverfahren erfolgen. Mögliche Kontaktierungs­ verfahren schließen z. B. das Drahtbonden, das Flip-Chip- Bonden, das Laserlöten oder das Kleben mittels leitfähigem oder nicht-leitfähigem Kleber ein.

In Figur iß ist ein weiterer Verfahrensschritt gemäß dem be­ vorzugten Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die auf dem ersten Bereich 102 angeordneten und kontaktierten Bau­ elemente mit einer Verkapselung 134 umgeben werden. Die Ver­ kapselung 134 wird gemäß einem bevorzugten Ausführungsbei­ spiel mittels eines Transfer-Mold-Prozesses durchgeführt.

In einem nächsten Verfahrensschritt wird unter Verwendung des Scharnierbereichs 106 der zweite Bereich 104, welcher nicht bestückt ist, umgelegt, und fixiert. Durch das Umlegen sind der erste Bereich 102 und der zweite Bereich 104 im we­ sentlichen gegenüberliegend zueinander angeordnet und schließen die verkapselten Bauelemente zwischen sich ein. Die sich ergebende Struktur ist in Fig. 1E dargestellt, in welcher nun auch die äußeren Kontaktflächen 136 der äußeren Hauptoberfläche 120 des zweiten Bereichs zu erkennen sind. Wie weiter zu erkennen ist, dienen die im dritten Bereich bzw. Scharnierbereich 106 vorgesehenen Ausnehmungen 122 da­ zu, das Zusammenklappen des ersten Bereichs 102 und des zweiten Bereichs 104 zu vereinfachen.

In einem abschließenden Schritt werden auf den in Fig. 1E dargestellten äußeren Kontaktflächen 136 des zweiten Be­ reichs 104 Lotdepots 138 aufgebracht, wie dies in Fig. 1F dargestellt ist. Bevorzugterweise handelt es sich bei den aufgebrachten Lotdepots 138 um SMD-kompatible Lotdepots, welche mittels eines herkömmlichen und beliebig auswählbaren Verfahrens aufgebracht werden.

Bei einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden zusätzlich zur Aufbringung der Lotdepots 138 auf der äußeren Hauptoberfläche 120 des zweiten Bereichs 104 ebenfalls Lotdepots auf den Kontaktflä­ chen 114 auf der äußeren Hauptoberfläche 112 des ersten Be­ reichs 102 aufgebracht, so daß das sich ergebende gehäuste Bauelement, welches in Fig. 1F in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 140 versehen ist, auf beiden Seiten, bevor­ zugterweise in gleicher Anordnung mit Lotdepots versehen ist, so daß mehrere der gehäusten Bauelemente 140 auf ein­ fache Art und Weise z. B. übereinander gestapelt angeordnet werden können.

Es wird darauf hingewiesen, daß das erfindungsgemäße ge­ häuste Bauelement auch dann stapelbar ist, wenn nur eine La­ ge von Lotdepots und/oder nur einseitig Lotdepots vorgesehen sind.

Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen gehäusten Bauele­ ments, wie es anhand der Fig. 1 beispielhaft beschrieben wurde, werden Materialien und Prozesse verwendet, wie sie auch bei der herkömmlichen Verkapselung von mikroelektro­ nischen Bauteilen bzw. Bauelementen zur Anwendung kommen. Bevorzugt wird ein flexibles Trägermaterial verwendet, wel­ ches die Anwendung eines Reel-To-Reel-Fertigungsverfahren (Reel-To-Reel = Zweispulen) ermöglicht, welches eine preis­ günstige und schnelle Bauelementherstellung erlaubt.

Zum Kontaktieren der Baulemente auf dem Substrat können na­ hezu alle bekannten Verfahren zur Kontaktierung von mikro­ elektronischen Bauelementen verwendet werden. Hierzu gehört das Drahtbonden, das Thermokompressionsbonden, das Laserlö­ ten und verschiedene Klebetechnologien für Flip-Chips. Diese umfassen das Kleben mit isotrop leitfähigen Klebstoffen, das Kleben mit anisotrop leitfähigen Klebstoffen, und das Kleben mit nicht leitfähigen Klebstoffen. Dies Klebungen können so­ wohl mit Paste als auch mit Folien durchgeführt werden.

Die Verwendung eines Transfer-Mold-Prozesses zur Verkapse­ lung bietet den Vorteil, daß die auf dem flexiblen Schal­ tungsträger kontaktierten integrierten Schaltungen und/oder SMD-Bauelemente von der Gußmasse vor einer mechanischen Be­ schädigung geschützt werden.

Gegenüber den im Stand der Technik bekannten Verfahren be­ steht der Vorteil des erfindungsgemäßen gehäusten Bauele­ ments darin, daß auf einfache Art und Weise ein dreidimen­ sionaler Schaltungsaufbau herbeigeführt werden kann, welcher mittels eines kostengünstigen Bauelements erfolgt.

Mittels des erfindungsgemäßen Bauelements wird die Herstel­ lung eines in z-Achse stapelbaren Bauelements ermöglicht, eines sogenannten StackPack's. Die Verwendung eines flex­ iblen Schaltungsträgers ermöglicht eine einfache Umverdrah­ tung der Kontaktflächen für die zu kontaktierenden Bauelemente auf äußere Kontaktflächen auf beiden Seiten des Flex­ substrates.

Gemäß einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbei­ spiel kann zur Erleichterung des Aufbaus von Schaltungen mit dem gehäusten Bauelement 140 eine oder mehrere Justierhilfen auf dem gehäusten Bauelement angebracht werden, um so das Zusammenfügen von mehreren gehäusten Bauelementen 140 zu vereinfachen. Beispielsweise kann hier an der Bauelement­ oberseite, welche in Fig. 1F die äußere Hauptoberfläche 120 des Bereichs 104 ist, ein Konus vorgesehen sein, und auf der Unterseite des Bauelements 140, welche die äußere Hauptober­ fläche 112 des ersten Bereichs 102 ist, sind entsprechende Ausnehmungen vorgesehen. Beim Zusammenbau greifen diese in­ einander, so daß das Stapeln der gehäusten Bauelemente 140 vereinfacht wird.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das Substrat 100 sowohl im ersten Bereich 102 als auch im zweiten Bereich 104 mit Bauteilen bestückt und kontaktiert werden, wobei auch die auf dem zweiten Bereich angeordneten Bauteile in einem nachfolgenden Prozeßschritt beispielsweise durch die Transfer-Mold-Technologie verkapselt werden. Anschließend werden die beiden verkapselten Seiten aufeinandergelegt und fixiert und abschließend ein- oder zweiseitig mit Lotdepots versehen.

Anstelle der oben beschriebenen Verkapselung der aufgebrach­ ten Bauelemente mittels der Transfer-Mold-Technologie ist es auch möglich, auf dem Substrat 100 ein Versteifungselement einseitig oder beidseitig, d. h. auf dem ersten Bereich 102 oder dem zweiten Bereich 104, aufzubringen. Dieses Verstei­ fungselement kann beispielsweise in der Form von mehreren quadratischen Abstandhaltern oder in der Form eines Ringes ausgestaltet sein, wobei in dem Bereich, welcher durch die Versteifungselemente festgelegt ist, dann die integrierten Schaltungen und/oder SMD-Bauelemente angeordnet und kontak­ tiert werden. Die so angeordneten und kontaktierten Bauelemente können danach wiederum verkapselt werden und die Her­ stellung wird durch Umlegen des Substrats und durch die Be­ stückung mit Lotdepots abgeschlossen.

Wie bereits oben ausgeführt wurde, eröffnet das erfindungs­ gemäße Herstellungverfahren die Verwendung eines Reel-To- Reel-Fertigungsverfahrens, wobei in diesem Fall das in Fig. 1E dargestellte Bauteil nach dem Umlegen und Fixieren der nichtbestückten Seite 104 eventuell aus einem Trägersystem frei zu schneiden ist (Trimming).

Nachfolgend werden zwei Beispiele für die Herstellung eines Einzelchipmoduls und eines Multichipmoduls beschrieben.

Bei der Herstellung eines Einzelchipmoduls (siehe Fig. 1B), bei welchem ein Prozessorchip mittels Laserlöten kontaktiert wird, wird zunächst das Flexsubstrat mit einer Umverdrahtung zur Gehäuse-Ober- und Unterseite hergestellt, wie dies an­ hand der Fig. 1A beschrieben wurde. Anschließend wird ein Klebstoff auf eine vorbestimmte Bondfläche aufgebracht und der Flip-Chip wird auf die Kontaktflächen des Substrats auf­ gebracht, und durch Laserlöten kontaktiert. Anschließend wird der Chip mittels eines Transfer Mold Prozesses verkap­ selt und der zweite Bereich des Substrats wird umgelegt und befestigt. Anschließend werden Lotkugeln mittels eines Sol­ der Ball Bumpers aufgebracht.

Ein Multi-Chip-Modul (siehe Fig. 1C) mit einem Speicher, Controller und Prozessor wird in Drahtbondtechnik ausgeführt und umfaßt zusätzlich 3 bis 4 Kondensatoren und Widerstände. Zunächst wird, wie bereits oben, ein flexibles Substrat mit einer Umverdrahtung zur Gehäuse-Ober- und Unterseite herge­ stellt und anschließend wird ein Chipbefestigungsklebemittel für die Speicher-Prozessor- und Controllerchips abgeschie­ den. Ferner wird ein SMD-Kleber für die Kondensatoren und Widerstände abgeschieden. Anschließend werden die Chips und SMD-Bausteine auf dem Substrat angeordnet und der Chipbefe­ stigungs- und SMD-Kleber wird ausgehärtet. Die integrierten Schaltungen (Chips) werden nachfolgend durch Drahtbonden kontaktiert und die Chips und die SMD-Bausteine werden mit­ tels eines Transfer Mold Prozesses verkapselt. Anschließend wird der zweite, nicht bestückte Bereich (104) umgelegt und befestigt, und auf einer oder auf beiden außenliegenden Hauptoberflächen des sich so ergebenden gehäusten Bauele­ ments werden Lotkugeln mittels eines Solder Ball Bumpers aufgebracht.

Anhand der Fig. 2 wird nachfolgend die Stapelung von zwei erfindungsgemäßen gehäusten Bauelementen näher beschrieben.

In Fig. 2 ist ein erstes gehäustes Bauelement 140a sowie ein zweites gehäustes Bauelement 140b dargestellt, welche je­ weils auf den äußeren Hauptflächen des ersten Bereichs 102 mit Lotkugeln 142 versehen sind, wobei die jeweiligen äuße­ ren Hauptoberflächen 120 der zweiten Bereiche 104 keine Lot­ kugeln aufweisen, die Kontaktflächen 118 also frei liegen. Die gekapselten Bauelemente 140a und 140b sind in ihrem In­ neren mit integrierten Schaltungen und/oder SMD-Bauelementen versehen, welche mit einer Verkapselung 134 umgeben sind. Die in der Verkapselung 134 enthaltenen Bauelemente können entweder identisch oder unterschiedlich sein. Die Stapelung der Bauelemente 140a und 140b erfolgt derart, daß die auf der äußeren Hauptfläche 112 des ersten Bereichs 102 angeord­ neten Lotkugeln 142 mit den Kontaktflächen 118 auf der äuße­ ren Hauptoberfläche 120 des zweiten Bereichs 104 des ersten gehäusten Bauelements 140a in Kontakt gebracht werden, wie dies durch den Pfeil 144 angedeutet ist.

In Fig. 3 ist die Anordnung eines Stapels von erfindungsge­ mäßen gehäusten Bauelementen auf einer Leiterplatte 146 dar­ gestellt. Die Leiterplatte 146 umfaßt eine Mehrzahl von Lei­ terbahnen 148, welche auf einer ersten Hauptoberfläche 150 der Leiterplatte 146 angeordnet sind und sich von einem er­ sten Rand 152 der Leiterplatte 146 und von einem zweiten Rand 154 der Leiterplatte 146 zu auf der ersten Hauptober­ fläche 150 der Leiterplatte 146 angeordneten Kontaktflächen 156 erstrecken.

Auf der Leiterplatte 146 sind drei Bauelemente 140a, 140b, 140c angeordnet, die auf die in Fig. 2 beschriebene Art und Weise miteinander verbunden sind. Das unterste Bauelement 140a kontaktiert mit seinen Lotkugeln 142 die Kontaktbe­ reiche 156 auf der Leiterplatte 146. Das unterste gehäuste Bauelement 140a ist somit über seine Lotkugel 142 und die Kontaktflächen 156 mit den Leiterbahnen 148 der Leiterplatte 146 verbunden.

Claims (10)

1. Gehäustes Bauelement, insbesondere stapelbares, gehäu­ stes elektronisches Bauelement, mit
einem Substrat (100) mit einem ersten Bereich (102), einem zweiten Bereich (104) und einem flexiblen Bereich (106), wobei das Substrat (100) eine erste und eine zweite Hauptoberfläche (108, 112, 116, 120) umfaßt, die im ersten Bereich (102) und im zweiten Bereich (104) je­ weils miteinander verbundene Kontaktflächen (110, 112, 116, 136) aufweisen;
einer Mehrzahl von Leiterbahnen (124), die ausgewählte Kontaktflächen (110) im ersten Bereich (102) mit ausge­ wählten Kontaktflächen (118) im zweiten Bereich (104) verbinden; und
zumindest einem Bauelement (126; 128, 130, 132), welches auf dem ersten Bereich (102) des Substrats (100) ange­ ordnet und mit den Kontaktflächen (110, 112, 116, 136) kontaktiert ist;
wobei der flexible Bereich (106) des Substrats (100) derart verbogen ist, daß der erste Bereich (102) und der zweite Bereich (104) des Substrats geklappt sind, so daß der erste Bereich (102) und der zweite Bereich (104) im wesentlichen einander gegenüber liegend angeordnet sind und das zumindest eine Bauelement (126; 128, 130, 132) einschließen, wodurch sich ein Gehäuse ergibt;
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mehrzahl von Leiterbahnen (124) ausschließlich auf der im geklappten Zustand des Substrats innenliegen­ den Hauptoberfläche angeordnet ist;
daß die im geklappten Zustand des Substrats außenliegen­ den Kontaktflächen (114, 136) im ersten und im zweiten Bereich (102, 104) des Substrats (100) eine überein­ stimmende Anordnung aufweisen; und
daß Anschlußleitungen des zumindest einen Bauelements (126; 128, 130, 132) über ausgewählte Leiterbahnen (124) und ausgewählte, im geklappten Zustand des Substrats innenliegende Kontaktflächen (110, 120) zu ausgewählten, im geklappten Zustand des Substrats außenliegenden Kon­ taktflächen (114, 136) im ersten und im zweiten Bereich (102, 104) geführt sind.

2. Gehäustes Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zumindest eine Bauelement (126; 128, 130, 132) verkapselt ist.

3. Gehäustes Bauelement nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Lotdepots (138, 142), die auf den im geklappten Zustand des Substrats außenliegenden Kontakt­ flächen (114, 136) angeordnet sind.

4. Gehäustes Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat ein flexibles Substrat ist.

5. Verfahren zur Herstellung eines gehäusten Bauelements, insbesondere eines stapelbaren, gehäusten elektroni­ schen Bauelements, mit folgenden Schritten:

• a) Bereitstellen eines Substrats (100) mit einem ersten Bereich (102), einem zweiten Bereich (104) und einem flexiblen Bereich (106) zwischen dem ersten Bereich (102) und dem zweiten Bereich (104), wobei das Sub­ strat (100) eine erste und eine zweite Hauptoberflä­ che (108, 112, 116, 120) umfaßt, die im ersten Bereich (102) und im zweiten Bereich (104) jeweils miteinan­ der verbundene Kontaktflächen (110, 112, 116, 136) aufweisen;
• b) Bilden einer Mehrzahl von Leiterbahnen (124), die ausgewählte Kontaktflächen (110) im ersten Bereich (102) mit ausgewählten Kontaktflächen (118) im zwei­ ten Bereich (104) verbinden;
• c) Bestücken zumindest des ersten Bereichs (102) des Substrats (100) mit zumindest einem Bauelement (126; 128, 130, 132); und
• d) Klappen des Substrats (100) durch Verbiegen des fle­ xiblen Bereichs (106) derart, daß der erste Bereich (102) und der zweite Bereich (104) des Substrats (100) im wesentlichen einander gegenüberliegend ange­ ordnet sind, wodurch sich ein Gehäuse ergibt,

dadurch gekennzeichnet,
daß die Mehrzahl von Leiterbahnen (124) ausschließlich auf der im geklappten Zustand des Substrats innenliegen­ den Hauptoberfläche angeordnet ist;
daß die im geklappten Zustand des Substrats außenliegen­ den Kontaktflächen (114, 136) im ersten und im zweiten Bereich (102, 104) des Substrats (100) eine überein­ stimmende Anordnung aufweisen; und
daß Anschlußleitungen des zumindest einen Bauelements (126; 128, 130, 132) über ausgewählte Leiterbahnen (124) und ausgewählte, im geklappten Zustand des Substrats innenliegende Kontaktflächen (110, 120) zu ausgewählten, im geklappten Zustand des Substrats außenliegenden Kontaktflächen (114, 136) im ersten und im zweiten Bereich (102, 104) geführt sind.

6. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch folgen­ den Schritt nach dem Schritt c):
Verkapseln (134) des zumindest einen Bauelements (126; 128, 130, 132).

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schritt c) das Anordnen eines Versteifungsele­ ments zumindest auf dem ersten Bereich des Substrats (100) umfaßt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, gekennzeich­ net durch folgenden Schritt:

• a) Anordnen einer Mehrzahl von Lotdepots (138, 142) auf den im geklappten Zustand des Substrats außenliegenden Kontaktflächen (114, 136).

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schritt c) ferner das Bestücken des zweiten Be­ reichs (104) des Substrats mit zumindest einem Bauele­ ment umfaßt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schritt d) das Fixieren vom ersten Bereich (102) und zweiten Bereich (104) umfaßt.