DE19856331A1 - Verfahren zur Eingehäusung elektronischer Bauelemente - Google Patents
Verfahren zur Eingehäusung elektronischer BauelementeInfo
- Publication number
- DE19856331A1 DE19856331A1 DE1998156331 DE19856331A DE19856331A1 DE 19856331 A1 DE19856331 A1 DE 19856331A1 DE 1998156331 DE1998156331 DE 1998156331 DE 19856331 A DE19856331 A DE 19856331A DE 19856331 A1 DE19856331 A1 DE 19856331A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- substrate
- cavities
- housing
- layer
- electronic components
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 67
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 title description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 78
- 238000005304 joining Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 12
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 12
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 11
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 9
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 7
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims description 6
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011796 hollow space material Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 239000006089 photosensitive glass Substances 0.000 description 2
- 239000006090 Foturan Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000006112 glass ceramic composition Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000012811 non-conductive material Substances 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Micromachines (AREA)
- Manufacture Of Switches (AREA)
Abstract
Ein Verfahren zur Eingehäusung von elektronischen Bauelementen weist die Schritte Ausbildung einer Mehrzahl von Hohlräumen (6) in einem Gehäusesubstrat (2; 20), Bestückung der Hohlräume (6) mit den elektronischen Bauelementen (8), Verschließen der Hohlräume (6) mit einer Deckschicht oder einem Deckelsubstrat (4) und Vereinzeln der so verpackten Bauelemente (8) auf. Dadurch wird eine kostengünstige gleichzeitige Herstellung einer Vielzahl von Bauelementgehäusen ermöglicht. Bei einer Variante des Verfahrens sind auch die Bauelemente auf einer Bauelementträgerschicht (16) angeordnet, wobei die Bestückung der Hohlräume (6) durch Aneinanderfügen von Gehäusesubstrat (2; 20) und Bauelementträgerschicht (16) erfolgt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Eingehäu
sung elektronischer Bauelemente wie etwa Gunn-
Dioden.
Für ein Abstandsradar bei Kraftfahrzeugen (ACC =
Adaptive Cruise Control) werden Radarwellen mit
Frequenzen oberhalb 50 Gigaherz eingesetzt. Zur Er
zeugung dieser Radarwellen kommen Gunn-Dioden zum
Einsatz, die aus III-V-Halbleitermaterial wie GaAs
oder InP bestehen und bei Anlegen einer Gleichspan
nung eine hochfrequente elektromagnetische Welle
erzeugen. Das Gunn-Dioden-Element hat beispielswei
se einen Durchmesser von 70 µm und eine Dicke von
10 µm und wird auf seiner Ober- und Unterseite kon
taktiert.
Solche bekannten Gunn-Dioden sind gewöhnlich von
einem Gehäuse bestehend aus einem Bodenteil, einem
Keramikring und einem Deckelteil vollständig um
schlossen und hermetisch abgedichtet. Der Keramik
ring dient einerseits als Isolator zwischen den
beiden Polen der Diode und andererseits zur Aufnah
me von mechanischen Kontakt- und Einbaukräften im
Einsatzfall. Zur Kontaktierung der Diode wird eine
gebondete Goldfolie ("Malteserkreuz") eingesetzt.
Ein derartiges Gehäuse muß in sequenziellen Prozeß
schritten hergestellt werden und ist daher teuer.
Aufgrund von Toleranzen der Herstellungsprozesse
und Komponenten ist außerdem eine relativ starke
Streuung der Hochfrequenzeigenschaften des einge
häusten Bauelementes nicht zu vermeiden.
Das durch Anspruch 1 definierte erfindungsgemäße
Verfahren zur Eingehäusung von elektronischen Bau
elementen weist die Schritte Ausbildung einer Mehr
zahl von Hohlräumen auf einem Gehäusesubstrat, Be
stückung der Hohlräume mit den elektronischen Bau
elementen, Verschließen der Hohlräume mit einer
Deckschicht oder einem Deckelsubstrat und Verein
zeln der so verpackten Bauelemente auf. Mit dem er
findungsgemäßen Verfahren kann eine große Anzahl
von Bauelementgehäusen in einem Verfahren gleich
zeitig hergestellt werden, was die Herstellungsko
sten erheblich verringert.
Dabei kann das Gehäusesubstrat aus Halbleitermate
rial, etwa Silicium, oder aus photostrukturierbarem
Glas bestehen. Dies hat den Vorteil, daß die Pro
zessierung von Silicium oder photostrukturierbarem
Glas technologisch sehr gut beherrscht wird und da
her sehr geringe Fertigungstoleranzen darstellbar
sind. Dadurch kann eine gute Reproduzierbarkeit der
Hochfrequenzeigenschaften erreicht werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht außerdem
Gehäuse mit sehr kleinen Abmessungen, die eine ge
ringe Belastung durch unterschiedliche thermische
Ausdehnung verschiedener Materialien aufweisen.
Silicium-, Glas- beziehungsweise Glaskeramikmate
rial ist außerdem in der Lage, die bei der Verwen
dung auftretenden mechanischen Kontakt- und Einbau
kräfte sicher aufzunehmen.
Das Gehäusesubstrat kann auf seiner dem Deckel
substrat oder der Deckschicht abgewandten Seite mit
einer Metallschicht versehen sein, die der Kontak
tierung des verpackten elektronischen Bauelementes
dient. Besteht das Gehäusesubstrat aus Halbleiter
material, so wird die dem Deckelsubstrat oder der
Deckschicht zugewandte Seite des Gehäusesubstrats
vorteilhaft mit einer Isolierschicht zur Isolierung
der beiden Pole des elektronischen Bauelementes
versehen.
Die Hohlräume können in dem Gehäusesubstrats als
Durchbrüche oder nur als flache Hohlräume in der
Gehäusesubstratoberfläche ausgebildet werden.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des erfin
dungsgemäßen Verfahrens sind die zu verpackenden
elektronischen Bauelemente auf einer Bauelementträ
gerschicht in einer der Anzahl der in dem Gehäuse
substrat ausgebildeten Hohlräume entsprechenden An
zahl angeordnet, wobei der Schritt der Bestückung
der Hohlräume mit den elektronischen Bauelementen
durch Zusammenfügen des Gehäusesubstrats und der
Bauelementträgerschicht erfolgt. Letztere kann als
Metall, insbesondere als Silberschicht ausgebildet
sein.
Das Deckelsubstrat kann aus Halbleitermaterial wie
Silicium bestehen. Die alternativ verwendbare Deck
schicht kann aus einem organischen Dielektrikum ge
bildet werden, in das Kontaktlöcher eingebracht
werden. Besteht das Deckelsubstrat aus einem lei
tendem Material, so kann die Kontaktierung des Bau
elementes vorteilhaft mittels einer mikrostruktu
rierten Kontaktfeder erfolgen, die an der dem Hohl
raum zugewandten Seite des Deckelsubstrats ange
bracht wird. Dadurch wird eine dauerhafte und zu
verlässige Kontaktierung des Bauelements sicherge
stellt.
Besteht die Deckschicht aus einem organischen Die
lektrikum, so kann eine Kontaktierung der nach oben
weisenden Seite des Bauelementes vorteilhaft mit
tels einer Metallschicht erfolgen, die in ein Kon
taktloch in dem organischen Dielektrikum aufge
dampft oder aufgesputtert ist. Als organisches Die
lektrikum eignet sich daher besonders ein photosen
sitiver Lack, z. B. Polyimid oder BCB
(BenzoCycloßuten).
Die verpackten elektronischen Bauelemente können
dann beispielsweise durch einen Sägeprozeß verein
zelt werden und stehen beispielsweise auf einer
"Blue-Tape" genannten Folie zur weiteren Verarbei
tung zur Verfügung.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Verfahrensvari
ante werden als Seitenwände des Gehäuses dienende
Isolatorstrukturen aus dem Gehäusesubstrat, bei
spielsweise aus photosensitivem Glas, freigelegt,
die dem bekannten Keramikring entsprechen. Diese
Isolatorstrukturen können jedoch auch in großer
Zahl entsprechend der Anzahl der zu verpackenden
Bauelemente parallel und somit kostengünstig bei
spielsweise durch selektives Ätzen des photostruk
turierbaren Glases hergestellt werden.
Zur Fertigstellung des Bauelementgehäuses kann zu
erst das Deckelsubstrat mit dem Gehäusesubstrat zu
sammengefügt werden und anschließend die Bauele
mentträgerschicht mit den Bauelementen aufgesetzt
werden oder umgekehrt zunächst die Bauelementträ
gerschicht mit dem Gehäusesubstrat zusammengefügt
werden und am Schluß das Deckelsubstrat aufgesetzt
werden.
Weitere Vorteile der Erfindung werden anhand der
Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen deutlich, in denen
Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Illustra
tion des erfindungsgemäßen Verfahrens ist;
Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Illustra
tion einer Variante des erfindungsgemäßen Verfah
rens ist;
Fig. 3 ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestelltes Bauelementgehäuse mit tiefem Hohlraum
und mikrostrukturierter Kontaktfeder zeigt;
Fig. 4 ein mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestelltes Bauelementgehäuse mit tiefem Hohlraum
und einer aus organischem Dielektrikum gebildeten
Deckschicht zeigt;
Fig. 5 ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestelltes Bauelementgehäuse mit flachem Hohl
raum und organischem Dielektrikum als Deckschicht
zeigt;
Fig. 6 ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestelltes Bauelementgehäuse mit flachem Hohl
raum und Deckschicht aus organischem Dielektrikum
und zusätzlicher Rückkontaktierung zeigt,
Fig. 7 die wesentlichen Verfahrensschritte eines
Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Verfah
rens zeigt;
Fig. 8 die wesentlichen Verfahrensschritte eines
weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen
Verfahrens zeigt.
Fig. 1 zeigt zur Erläuterung des erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Eingehäusung oder Verpackung eines
elektronischen Bauelementes das Gehäusesubstrat 2,
das schon mit Hohlräumen 6 zur Aufnahme der elek
tronischen Bauelemente 8, beispielsweise Gunn-
Dioden versehen ist, sowie ein Deckelsubstrat 4.
Das Gehäusesubstrat 2 kann beispielsweise durch ei
nen Si-Wafer gebildet sein; andere Materialien wie
etwa photostrukturierbares Glas sind jedoch eben
falls möglich. Mittels eines photolithographischen
Verfahrens und nachfolgenden Ätzschritten oder an
sich bekannten mikromechanischen Strukturierverfah
ren wird eine regelmäßige zweidimensionale Anord
nung von Hohlräumen 6 in die Siliciumoberfläche
eingebracht. Die Größe der Hohlräume richtet sich
nach der Größe des zu verpackenden Bauelements be
ziehungsweise etwaiger Kontaktfedern oder derglei
chen. In dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel beträgt
die Tiefe der Hohlräume ungefähr ein Drittel der
Dicke des Gehäusesubstrates 2. Die Hohlraumtiefe
kann jedoch auch geringer sein. Andererseits ist es
auch möglich, den Hohlraum als durchgängige Öffnung
in dem Gehäusesubstrat auszubilden, wie beispiels
weise in den Fig. 2 bis 4 oder 7 dargestellt
ist.
Zur Kontaktierung eines auf der Unterseite des Bau
elementes 8, das im Hohlraum links bereits vorhan
den ist, angeordneten Kontaktes kann das Gehäuse
substrat 2 an seiner Unterseite mit einer leitfähi
gen Schicht 3 versehen sein, wobei der Strom von
der leitfähigen Schicht 3 zur Unterseite des elek
tronischen Bauelements 8 durch das Silicium-
Gehäusesubstrat fließt. Zur Isolierung gegenüber
dem Deckelsubstrat 4, über die vorteilhaft die Kon
taktierung eines an der Oberseite des Bauelementes
befindlichen Kontaktes erfolgt, ist auf der Ober
seite dem Gehäusesubstrat 2 eine isolierende
Schicht 5, beispielsweise aus Siliciumoxid oder Si
liciumnitrid vorgesehen. Diese wird vorzugsweise
vor dem Ätzen der Hohlräume 6 aufgebracht.
Nach Präparierung der Hohlräume 6 werden diese mit
den Bauelementen 8 bestückt, woraufhin das Gehäuse
durch Aufbringen des Deckelsubstrats 4, das eben
falls aus Silicium bestehen kann, geschlossen wird.
Zur Kontaktierung eines auf der Oberseite des Bau
elementes beziehungsweise der Diode 8 angeordneten
Kontaktes wird vorzugsweise eine durch galvanische
Abscheidung auf dem Deckelsubstrat 4 hergestellte
Kontaktfeder verwendet, die beispielsweise in Fig.
3 gezeigt und mit Bezugszeichen 9 bezeichnet ist.
Nach Aufsetzen und Verkleben des Deckelsubstrats 4
auf das Gehäusesubstrat 2 können die einzelnen ver
packten Dioden beispielsweise durch Sägen verein
zelt werden und stehen dann einer weiteren Verar
beitung zur Verfügung. Gegenüber dem herkömmlichen
Verfahren, bei dem jedes Gehäuse einzeln mit fein
mechanischen Methoden hergestellt wird, ergibt sich
aufgrund der gleichzeitigen Herstellung einer gro
ßen Anzahl von Gehäusen eine erhebliche Kostenein
sparung. Da die Silicium-Ätztechnik hohe Genauig
keiten erlaubt, können die einzelnen Bauelementge
häuse mit großer Präzision gefertigt werden, so daß
sich eine gute Reproduzierbarkeit der von den Ab
messungen abhängigen Hochfrequenzeigenschaften er
gibt. Die geringen Fertigungstoleranzen erlauben
auch sehr kleine Abmessungen des Gehäuses insge
samt, wodurch die mechanische Belastung durch un
terschiedliche thermische Ausdehnung verschiedener
bei dem Gehäuse verwendeter Materialien während des
Betriebes gering bleibt.
Es sei erwähnt, daß die in Fig. 1 gezeigte Iso
lierschicht 5 entfallen kann, wenn das Gehäuse
substrat 2 aus einem isolierenden Material wie etwa
photosensitivem Glas ausgebildet ist. Eine Kontak
tierung der Diode mittels des Substratmaterials ist
dann natürlich nicht möglich.
Fig. 2 illustriert eine Variante des erfindungsge
mäßen Verfahrens zur Eingehäusung elektronischer
Bauelemente. Das Gehäusesubstrat 2, ein Si- oder
Glaswafer, wird im mittleren Bereich abgedünnt und
dort mit Durchbrüchen versehen. Der verbleibende
dicke Substratrand stabilisiert das Substrat und
dient Handhabungszwecken. Die Durchbrüche 6 bilden
die Hohlräume zur Aufnahme der elektronischen Bau
elemente. An den Wänden der Durchbrüche ist Iso
liermaterial 7, beispielsweise SiN oder SiO2 aufge
bracht, wie auch Fig. 7 zu entnehmen ist. Im Ge
gensatz zu der oben anhand Fig. 1 erläuterten Ver
fahrensvariante sind die Bauelemente 8 bei dem in
Fig. 2 illustrierten Verfahren auf einer Bauele
mentträgerschicht 16, beispielsweise einem GaAs-
Wafer angeordnet. Der die Bauelementträgerschicht
bildende Wafer 16 hat vorzugsweise einen kleineren
Durchmesser als der das Gehäusesubstrat bildende
Si-Wafer 2, damit er in dem mittleren dünn geätzten
Bereich des Wafers Platz findet. Vorzugsweise wer
den die Bauelemente 8 in einem gemeinsamen Prozeß
auf der Bauelementträgerschicht 16 hergestellt. Der
Bestückungsvorgang der Hohlräume 6 mit den Bauele
menten 8 erfolgt dann durch Aneinanderfügen des
Bauelementräger-Wafers 16 mit dem Substrat-Wafer 2.
Durch diese Verfahrensvariante wird der Bestüc
kungsvorgang vereinfacht, wodurch ein insgesamt
noch kostengünstigeres Herstellungsverfahren ermög
licht wird.
Fig. 3 zeigt in Querschnittsansicht ein erstes
Ausführungsbeispiel eines mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellten Bauelementgehäuses. In das
Gehäusesubstrat 2 aus Silicium ist ein Hohlraum 6
durch mikromechanisches Ätzen ausgebildet. In dem
Hohlraum 6 ist ein Bauelement 8 wie eine Gunn-Diode
angeordnet, deren oberer Kontakt mittels einer
durch galvanische Metallabscheidung mikromechanisch
hergestellten Kontaktfeder 9 kontaktiert ist. Das
Deckelsubstrat 4 ist ebenfalls aus Halbleitermate
rial wie etwa Silicium und dient der Stromversor
gung des oberen Diodenkontaktes. Der untere Dioden
kontakt wird mittels einer an der Substratuntersei
te durch Aufdampfen oder Sputtern aufgebrachten
leitfähigen Schicht 3, beispielsweise aus Metall,
kontaktiert. Zur Isolation beider Pole ist eine
isolierende Schicht 5 vorgesehen.
Figut 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel ei
nes mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens herge
stellten Bauelementgehäuses vor der Vereinzelung.
Wie bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbei
spiel ist in dem Gehäusesubstrat 2 ein tiefer Hohl
raum 6 herausgeätzt, der mit dem Bauelement 8 be
stückt wird. Bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausfüh
rungsbeispiel wird die Deckschicht 4 durch ein or
ganisches Dielektrikum wie beispielsweise einen
photosensitiven Lack gebildet. In diesem ist eine
Ätzgrube ausgeformt, mittels welcher eine Kontakt
schicht 11 aus aufgedampftem oder aufgesputtertem
Metall einen Kontakt zur Diodenoberseite herstellt.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines mittels des
erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Bauele
mentgehäuses vor dem Vereinzeln ist in Fig. 5 ge
zeigt. Im Gegensatz zu den in Fig. 3 und 4 ge
zeigten Ausführungsbeispiel ist der Hohlraum nur
als flacher Hohlraum ausgebildet. Das Bauelement 8
wird von unten über das leitfähige Substrat selbst
kontaktiert, während die elektrische Verbindung zur
Oberseite des Bauelementes über eine Kontaktschicht
13 erfolgt, die, ähnlich dem in Fig. 4 gezeigten
Ausführungsbeispiel, in einer Ausnehmung in einem
als Deckschicht 4 dienenden organischen Dielektri
kum ausgebildet ist.
Bei dem in Fig. 6 gezeigten weiteren Ausführungs
beispiel eines mittels des erfindungsgemäßen Ver
fahrens hergestellten Bauelementgehäuses besteht
das Gehäusesubstrat 2 beispielsweise aus schlecht
leitendem oder nichtleitendem Material wie etwa
photostrukturierbarem Glas, so daß eine Kontakt
schicht 15 zur Kontaktierung der nach unten weisen
den Diodenvorderseite notwendig ist. Diese wird
nach Atzen eines Kontaktloches in das Gehäuse
substrat 2 aufgedampft oder aufgesputtert.
Fig. 7 zeigt schematisch die Verfahrensschritte
eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen
Verfahrens. Fig. 7a zeigt ein sich auf einer Bau
elementträgerschicht 16 befindliches Bauelement 8
repräsentativ für die Vielzahl auf der Bauelement
trägerschicht 16 befindlichen Bauelemente. Bei dem
hier illustrierten erfindungsgemäßen Ausführungs
beispiel besteht die Bauelementträgerschicht 16
beispielsweise aus Silber. Darüber ist das Gehäuse
substrat 2 gezeigt, in die durch Ätzen bereits
Hohlräume 6, die als Durchbrüche ausgebildet sind,
präpariert wurden, wobei an den Rändern der Durch
brüche Isoliermaterial 7, beispielsweise bestehend
aus SiN, SiO2 aufgebracht wurde.
Fig. 7b zeigt den Zustand im Herstellungsprozeß
nach dem Fügen des Gehäusesubstrats auf die Bauele
mentträgerschicht 16. Dann wird die Deckschicht 4,
bestehend aus einem organischen, photosensitiven
Dielektrikum, beispielsweise BCB aufgebracht (Fig.
7c), bevor die Bauelementträgerschicht 16 durch ei
nen Ätzprozeß oder dergleichen entfernt wird und
die verbleibende Anordnung beispielsweise durch Er
hitzen ausgehärtet wird (Fig. 7d).
Daraufhin werden in dem organischen Dielektrikum an
der Position der jeweiligen Bauelemente Kontaktlö
cher ausgeformt (Fig. 7e), beispielsweise durch
ein Photostrukturierungsverfahren oder mittels La
serbearbeitungsverfahren, und gegebenenfalls das
Dielektrikum zwischen den Gehäusen entfernt.
Fig. 7f zeigt den Zustand, wenn eine Kontakt
schicht 11 zur Kontaktierung des Bauelements 8
durch das Kontaktloch aufgesputtert wurde. Darauf
hin werden die einzelnen eingehäusten Bauelemente
durch Sägen oder dergleichen vereinzelt (Fig. 7g).
Fig. 8 zeigt schematisch ein weiteres Ausführungs
beispiel des erfindungsgemäßen Eingehäusungsverfah
rens. Im Gegensatz zu den unter Bezugnahme auf die
Fig. 1 bis 7 beschriebenen Verfahren ist das Ge
häusesubstrat 20 als eine Trägerschicht ausgebil
det, aus der Isolatorstrukturen 21 gebildet werden,
die den Keramikringen im Stand der Technik entspre
chen. Die Trägerschicht 20 besteht aus einem photo
strukturierbaren Glas, das beispielsweise unter dem
Markennamen Foturan© erhältlich ist. In Fig. 8a
bis 8d links ist diese Trägerschicht 20 im Quer
schnitt und auf der rechten Seite die Photomaske 18
in Aufsicht gezeigt. Wie in Fig. 8a gezeigt ist,
wird die Trägerschicht 20 zunächst durch die Maske
18 an den gestrichelt dargestellten Bereichen be
lichtet und getempert. Damit werden die später zu
ätzenden Glasbereiche festgelegt. Daraufhin wird
eine beidseitige Metallisierung aufgebracht und die
Metallisierung 22 auf der Vorderseite strukturiert
(Fig. 8b). Es verbleiben somit kreisförmige nicht
metallisierte Bereiche auf der Oberseite des Glas
wafers 20, durch welche kreisförmige Löcher 23 in
den Glaswafer 20 geätzt werden, wie in Fig. 8c
schematisch gezeigt ist. Anschließend wird die
Rückseitenmetallisierung entfernt (Fig. 8d). Dar
aufhin wird die so strukturierte Trägerschicht 20
an eine mit einer Opferschicht 4a versehenen Trä
gerschicht 4 angefügt. An der Innenseite der Trä
gerschicht 4 sind jeweils mikrostrukturierte Kon
taktfedern 9 angebracht. Bei dem in Fig. 8f ge
zeigten Verfahrensschritt sind die in Verfahrens
schritt 8a belichteten Glasbereiche weggeätzt, so
daß von der Trägerschicht nur noch ringförmige Iso
latorstrukturen 21 aus Glas übrigbleiben, die den
Keramikringen 32 beim Stand der Technik entspre
chen. Daraufhin wird eine Bauelementträgerschicht
16 mit den Bauelementen 8 ähnlich wie in Fig. 2
gezeigt angefügt, so daß abgeschlossene Hohlräume 6
mit den darin befindlichen Bauelementen 8 und Kon
taktfedern 9 gebildet werden. Anschließend wird die
Opferschicht 4a weggeätzt (Fig. 8g). Schließlich
werden die so gebildeten mit Gehäuse versehenen
Bauelemente etwa durch Sägen vereinzelt und stehen
zur Weiterverarbeitung zur Verfügung. Eine vergrö
ßerte Ansicht eines fertigen gepackten Bauelementes
ist in Fig. 8i gezeigt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die
gleichzeitige Herstellung einer großen Zahl von Ge
häusen für elektronische Bauelemente einschließlich
Kontaktierung mit hoher Präzision und geringen Her
stellungskosten.
Claims (23)
1. Verfahren zur Eingehäusung von elektronischen
Bauelementen, aufweisend die Schritte:
- - Ausbildung einer Mehrzahl von Hohlräumen (6) in einem Gehäusesubstrat (2; 20)
- - Bestückung der Hohlräume (6) mit den elektroni schen Bauelementen (8),
- - Verschließen der Hohlräume (6) mit einem Deckel substrat oder einer Deckschicht (4), und
- - Vereinzeln der so verpackten Bauelemente (8).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß das Gehäusesubstrat (2) aus Halbleiterma
terial, insbesondere Silicium besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Gehäusesubstrat (2) auf sei
ner dem Deckelsubstrat oder der Deckschicht (4) ab
gewandten Seite mit einer Metallschicht (3) verse
hen wird, die zur Kontaktierung der elektronischen
Bauelemente (8) dient.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß das Gehäusesubstrat (2)
auf seiner dem Deckelsubstrat oder der Deckschicht
(4) zugewandten Seite mit einer Isolierschicht (5)
versehen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß das Gehäusesubstrat (2) aus photostruktu
rierbarem Glas besteht.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß die Hohlräume (6) durch
Ätzen mittels Photostrukturierung hergestellt wer
den.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß die Hohlräume (6) als
Durchbrüche durch das Gehäusesubstrat (2) ausgebil
det werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß in dem Gehäusesubstrat
(2) flache Hohlräume (6) zur Aufnahme der elektro
nischen Bauelemente (8) ausgebildet werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß auf einer Bauelement-
Trägerschicht (16) eine der Anzahl der auf dem Ge
häusesubstrat (2) ausgebildeten Hohlräume (6) ent
sprechende Anzahl von Bauelementen (8) aufgebracht
wird und der Schritt der Bestückung der Hohlräume
(6) mit den elektronischen Bauelementen (8) durch
Zusammenfügen des Gehäusesubstrats (2) mit der Bau
elementträgerschicht (16) ausgeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich
net, daß die Bauelementträgerschicht (16) eine Me
tallschicht, insbesondere eine Silberschicht ist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Bau
element (8) eine Diode, insbesondere eine Gunn-
Diode ist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß das Deckelsubstrat (4)
aus Halbleitermaterial, insbesondere Silicium be
steht, das der Kontaktierung eines Anschlusses der
elektronischen Bauelemente (8) dient.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Kontaktierung der
elektronischen Bauelemente (8) Kontaktfedern (9) an
dem Deckelsubstrat (4) angebracht werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Kontaktfedern (9) durch galvani
sche Metallabscheidung hergestellt werden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht (4) aus
einem organischen Dielektrikum gebildet wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekenn
zeichnet, daß das organische Dielektrikum ein pho
tosensitiver Lack ist und jeweils ein Kontakt (11)
zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit
einem Anschluß des jeweiligen Bauelementes (8)
durch Ätzen von Kontaktlöchern durch den photosen
sitiven Lack und Aufbringen einer Metallschicht an
gebracht wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß die verpackten Bauele
mente (8) durch Sägen vereinzelt werden.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäusesubstrat
(20) als isolierende Trägerschicht ausgebildet ist,
wobei die Hohlräume (6) von aus dem Gehäusesubstrat
(20) freigelegten Isolatorstrukturen (21) umschlos
sen werden, daß auf einer Bauelementträgerschicht
(16) die Bauelemente (8) aufgebracht werden, und
die Bestückung der Hohlräume mit den Bauelementen
(8) durch Aneinanderfügen von Bauelementträger
schicht (16), Isolatorstrukturen (21) und Deckel
substrat(4) erfolgt.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekenn
zeichnet, daß zunächst das Deckelsubstrat (4) und
das Gehäusesubstrat (20) zusammengefügt werden,
dann die separaten Isolatorstrukturen (21) ausge
bildet werden und anschließend die Bauelementträ
gerschicht (16) mit den elektronischen Bauelementen
(8) angefügt wird.
20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekenn
zeichnet, daß zunächst die Bauelementträgerschicht
(16) und das Gehäusesubstrat (20) zusammengefügt,
dann die separaten Isolatorstrukturen (21) ausge
bildet werden und anschließend das Deckelsubstrat
(4) angefügt wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäusesubstrat
(20) als Trägerschicht aus photostrukturierbarem
Glas besteht und die separaten Isolatorstrukturen
(21) mittels selektiven Ätzens des Glases freige
legt werden.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Deckelsubstrat (4) mit Kontaktfe
dern (9) zur Kontaktierung von elektrischen An
schlüssen der elektronischen Bauelemente (8) verse
hen ist.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Kontaktfedern (9) durch galvani
sche Metallabscheidung hergestellt werden.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19856331A DE19856331B4 (de) | 1998-12-07 | 1998-12-07 | Verfahren zur Eingehäusung elektronischer Bauelemente |
EP99957956A EP1147553A1 (de) | 1998-12-07 | 1999-10-30 | Verfahren zur eingehäusung elektronischer bauelemente |
PCT/DE1999/003469 WO2000035001A1 (de) | 1998-12-07 | 1999-10-30 | Verfahren zur eingehäusung elektronischer bauelemente |
JP2000587368A JP2002532876A (ja) | 1998-12-07 | 1999-10-30 | 電子的な構成素子をケーシング封入する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19856331A DE19856331B4 (de) | 1998-12-07 | 1998-12-07 | Verfahren zur Eingehäusung elektronischer Bauelemente |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19856331A1 true DE19856331A1 (de) | 2000-06-08 |
DE19856331B4 DE19856331B4 (de) | 2009-01-02 |
Family
ID=7890209
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19856331A Expired - Fee Related DE19856331B4 (de) | 1998-12-07 | 1998-12-07 | Verfahren zur Eingehäusung elektronischer Bauelemente |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1147553A1 (de) |
JP (1) | JP2002532876A (de) |
DE (1) | DE19856331B4 (de) |
WO (1) | WO2000035001A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1179846A2 (de) * | 2000-08-10 | 2002-02-13 | Robert Bosch Gmbh | Gehäuse für ein elektronisches Bauelement |
US10748787B2 (en) | 2014-02-26 | 2020-08-18 | Infineon Technologies Ag | Semiconductor device with plated lead frame |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4021839A (en) * | 1975-10-16 | 1977-05-03 | Rca Corporation | Diode package |
US4040078A (en) * | 1976-05-11 | 1977-08-02 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Opto-isolators and method of manufacture |
JPS5595338A (en) * | 1979-01-12 | 1980-07-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Integrated circuit |
GB2042802A (en) * | 1979-02-14 | 1980-09-24 | Ferranti Ltd | Encapsulation of semiconductor devices |
FR2520931B1 (fr) * | 1982-02-02 | 1986-12-12 | Thomson Csf | Procede collectif de fabrication de diodes hyperfrequences avec encapsulation incorporee et diodes obtenues par ce procede |
FR2589629B1 (fr) * | 1985-11-05 | 1987-12-18 | Radiotechnique Compelec | Composant opto-electronique pour montage en surface et son procede de fabrication |
JPH01134956A (ja) * | 1987-11-20 | 1989-05-26 | Hitachi Ltd | 半導体装置の組立方法 |
US4907065A (en) * | 1988-03-01 | 1990-03-06 | Lsi Logic Corporation | Integrated circuit chip sealing assembly |
JPH01258458A (ja) * | 1988-04-08 | 1989-10-16 | Nec Corp | ウェーハ集積型集積回路 |
JPH02303147A (ja) * | 1989-05-18 | 1990-12-17 | Hitachi Chem Co Ltd | 半導体素子搭載用配線板及びその製造法並びに該配線板を用いた半導体装置 |
US5545291A (en) * | 1993-12-17 | 1996-08-13 | The Regents Of The University Of California | Method for fabricating self-assembling microstructures |
JP3447025B2 (ja) * | 1995-07-31 | 2003-09-16 | 日本インター株式会社 | 表面実装型電子部品及びその製造方法 |
DE19620940A1 (de) * | 1995-11-17 | 1997-05-22 | Werner Prof Dr Buff | Elektronisches Bauelement und Verfahren zu seiner Herstellung |
-
1998
- 1998-12-07 DE DE19856331A patent/DE19856331B4/de not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-10-30 JP JP2000587368A patent/JP2002532876A/ja active Pending
- 1999-10-30 WO PCT/DE1999/003469 patent/WO2000035001A1/de active Application Filing
- 1999-10-30 EP EP99957956A patent/EP1147553A1/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1179846A2 (de) * | 2000-08-10 | 2002-02-13 | Robert Bosch Gmbh | Gehäuse für ein elektronisches Bauelement |
US10748787B2 (en) | 2014-02-26 | 2020-08-18 | Infineon Technologies Ag | Semiconductor device with plated lead frame |
DE102015102718B4 (de) * | 2014-02-26 | 2021-02-11 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zum Herstellen von Halbleitervorrichtung mit plattiertem Leiterrahmen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2000035001A1 (de) | 2000-06-15 |
JP2002532876A (ja) | 2002-10-02 |
DE19856331B4 (de) | 2009-01-02 |
EP1147553A1 (de) | 2001-10-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102007038169B4 (de) | Verfahren zum Verpacken auf Waferebene unter Verwendung von Waferdurchgangslöchern mit Seitenwänden mit geringem Aspektverhältnis | |
DE102006046820B4 (de) | Verfahren zum Packen im Chipmassstab für integrierte Schaltungen | |
DE69624973T2 (de) | Versiegelte Hohlraumanordnung | |
DE69417781T2 (de) | Massenherstellungsverfahren zur gleichzeitigen Abdichtung und elektrischen Verbindung von elektronischen Anordnungen | |
DE3879109T2 (de) | Signalprozessor mit zwei durch rillen umgebene halbleiterscheiben. | |
DE102005026243B4 (de) | Elektrisches Bauelement und Herstellungsverfahren | |
WO2007054070A1 (de) | Mems-package und verfahren zur herstellung | |
DE19509868A1 (de) | Mikromechanisches Halbleiterbauelement | |
DE102004001892B4 (de) | Verfahren zur Herstellung einer FBAR-Vorrichtung vom Wafer-Level-Package-Typ | |
WO2002036484A1 (de) | Mikromechanisches bauelement und entsprechendes herstellungsverfahren | |
WO2001033621A3 (en) | Methods for forming openings in a substrate and methods for creating assemblies | |
DE102006058010A1 (de) | Halbleiterbauelement mit Hohlraumstruktur und Herstellungsverfahren | |
DE69602794T2 (de) | In Kunststoff verkapselte SAW-Anordnung und -Verfahren | |
DE102007030121A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Bauteils und Bauteil | |
DE102004013770A1 (de) | Wafer level package for micro device and manufacturing method thereof | |
DE19962231A1 (de) | Verfahren zur Herstellung mikromechanischer Strukturen | |
DE19720300A1 (de) | Elektronisches Hybrid-Bauelement und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE102017214558B4 (de) | Verfahren zur erzeugung eines mems-sensors | |
DE112020005737T5 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Funktionschips, der geeignet ist, mit Drahtelementen zusammengebaut zu werden | |
DE19507547C2 (de) | Verfahren zur Montage von Chips | |
DE102004022178B4 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Leiterbahn auf einem Substrat und Bauelement mit einer derart hergestellten Leiterbahn | |
EP2868625A1 (de) | Mikroelektromechanische Sensoranordnung mit Dämpfungsschicht und Verfahren zum Herstellen dieser mikroelektromechanischen Sensoranordnung | |
DE102019112940A1 (de) | Halbleitervorrichtungen mit Aussparungen in einem Verkapselungsmaterial und zugehörige Herstellungsverfahren | |
DE19856331A1 (de) | Verfahren zur Eingehäusung elektronischer Bauelemente | |
DE102004028927A1 (de) | Beschleunigungssensor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20140701 |