EP0868744A1 - Verfahren zur herstellung von für eine flip- chip-montage geeigneten kontakten von elektrischen bauelementen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von für eine flip- chip-montage geeigneten kontakten von elektrischen bauelementen

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EP0868744A1
EP0868744A1 EP96946147A EP96946147A EP0868744A1 EP 0868744 A1 EP0868744 A1 EP 0868744A1 EP 96946147 A EP96946147 A EP 96946147A EP 96946147 A EP96946147 A EP 96946147A EP 0868744 A1 EP0868744 A1 EP 0868744A1
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electrically conductive
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Wolfgang Pahl
Alois Stelzl
Hans Krüger
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TDK Electronics AG
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Siemens Matsushita Components GmbH and Co KG
Epcos AG
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    • H01L2924/301—Electrical effects
    • H01L2924/3025—Electromagnetic shielding

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing contacts of electrical components suitable for flip-chip mounting according to the preamble of patent claim 1.
  • Component system selectively solderable layers with bumps - are provided, so that a number of process steps are required, which are particularly problematic for SAW components, because the likelihood of short circuits is greater because of overlapping flat finger structures.
  • the present invention is based on the object of specifying a method in which the production of solderable layers suitable for flip-chip assembly is possible without impairing component structures.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of an SAW component produced by the method according to the invention.
  • Figure 2 is a schematic partial representation of the component of Figure 1 in supervision.
  • an SAW component generally consists of a piezoelectric substrate 1 and conductive structures 3 provided thereon, which can be, for example, electrode fingers of interdigital transducers, resonators or reflectors.
  • the electrically conductive structures 3 are covered by a cap 2, which protects the structures against environmental influences, and the component can be used directly with the cover 2 and the substrate 1 as a "housing".
  • suitable contacts for the electrical contacting of the conductive structures 3 are now provided for a flip-chip assembly. As can be seen schematically from FIG.
  • a window 6 is provided in the cover 2, through which a solderable layer 4 is applied, which is in contact with a pad (not shown) of the electrically conductive structures 3.
  • the solderable layer 4 also lies on parts of the cover 2, as can be seen from FIG. 2.
  • the solderable layer 4 can be, for example, a chromium / chromium copper / copper / gold layer.
  • solderable layers a layer of solderable material can first be used over the entire surface, ie. H. are also vapor-deposited onto the entire cover 2, which is then structured so that individual solderable layers 4 result, each of which is in contact with pads of the electrically conductive structures 3.
  • the electrically solderable layers 4 can also be vapor-deposited by means of masks which define the layer dimensions.
  • bumps 7 which come into contact with the solderable layers 4 are introduced into the windows 6 and are soldered to the layers 4.
  • the component can be mounted in an electrical circuit via these bumps 7.
  • the method according to the invention has the advantage that the solderable layers 4 and the bumbs 7 are produced only after the cover 2, which protects the component structures against environmental influences, is produced. Therefore, the device structures can inherently result from the process steps in the manufacture of the solderable layers and the bumps resulting influences are no longer impaired. Another advantage can be seen in the fact that the solderable layers can be produced over a large area and their dimensions can therefore be large compared to that of the pads (not shown).
  • the windows 6 in the cover 2 can be designed in such a way that they act as masks for the conductive layers 4 and at the same time are not steamed on their edges.

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung von für eine Flip- Chip-Montage geeigneten Kontakten von OFW-Bauelementen, bei denen auf einem Substrat (1) vorgesehene elektrisch leitende Strukturen (3) durch eine Abdeckung (2) verkapselt sind, werden nach Herstellung der Abdeckung (2) mit Pads der elektrisch leitenden Strukturen (3) in Kontakt stehende lötfähige Schichten (4) aufgebracht.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Herstellung von für eine Flip- Chip-Montage ge¬ eigneten Kontakten von elektrischen Bauelementen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel¬ lung von für eine Flip- Chip-Montage geeigneten Kontakten von elektrischen Bauelementen nach dem Oberbegriff des Patentan¬ spruches 1.
In der älteren deutschen Patentanmeldung P 444 15 411.9 ist eine Verkapselung für elektronische Bauelemente mit einer Bauelemente-Strukturen auf einem Substrat verschließenden Kappe beschrieben, bei der die Kappe durch eine auf dem Substrat vorgesehene Abdeckung gebildet ist, welche in Berei¬ chen der Bauelemente-Strukturen diese aufnehmende Ausnehmun¬ gen besitzt. Eine derartige Verkapselung schützt die Bauele¬ mente-Strukturen gegen Umwelteinflüsse, so daß derartig ver¬ kapselte elektronische Bauelemente ohne ein weiteres Gehäuse direkt weiterverwendbar sind.
Mit zunehmender Miniaturisierung werden Bauelemente ange¬ strebt, die ein minimales Gehäusevolumen beanspruchen und eine niedrige Bauhöhe besitzen. Derartige Anforderungen stel- len sich beispielsweise bei der Anwendung von elektronischen
Bauelementen in Chipkarten, wie beispielsweise Telefonkarten oder Kreditkarten. Bauelemente mit einer Verkapselung nach der oben genannten älteren deutschen Patentanmeldung erfüllen diese Anforderungen optimal. Dies gilt insbesondere dann, wenn sie in einer für eine Flip- Chip-Montage geeigneten Aus¬ gestaltung realisiert sind.
Bisher werden für eine Flip- Chip-Montage geeignete Bauele¬ mente in einem Gehäuse, insbesondere einem Keramikgehäuse, montiert. Dabei müssen an den Anschlußflächen - Pads - des
Bauelementesystems selektiv lötfähige Schichten mit Höckern - Bumps - vorgesehen werden, so daß dazu eine Reihe von Prozeß- schritten erforderlich sind, die insbesondere für OFW-Bauele- mente sehr problematisch sind, weil wegen sich überlappender flächiger Fingerstrukturen die Wahrscheinlichkeit von Kurz¬ schlüssen größer wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, bei dem die Herstellung von lötfähigen Schichten für eine Flip- Chip-Montage geeignete Kontakte ohne Beeinträchtigung von Bauelemente-Strukturen möglich ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 1 gelöst.
Weiterbildungen der Erfindungen sind Gegenstand von Unteran¬ sprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei¬ spiels gemäß den Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines nach dem erfin¬ dungsgemäßen Verfahren hergestellten OFW-Bauelementes; und
Figur 2 eine schematische Teildarstellung des Bauelementes nach Figur 1 in Aufsicht.
Gemäß Figur 1 besteht ein OFW-Bauelement generell aus einem piezoelektrischen Substrat 1 und darauf vorgesehenen leiten- den Strukturen 3, bei es sich beispielsweise um Elektroden¬ finger von Interdigitalwandlern, Resonatoren oder Reflektoren handeln kann. Wie in der eingangs genannten älteren deutschen Patentanmeldung beschrieben, sind die elektrisch leitenden Strukturen 3 durch eine Kappe 2 abgedeckt, welche die Strukturen gegen Umwelteinflüsse schützt und das Bauelement ist mit der Abdeckung 2 und dem Substrat 1 als "Gehäuse" di¬ rekt weiterverwendbar. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen für eine Flip-Chip-Montage geeignete Kontakte für die elektrische Kontaktierung der lei¬ tenden Strukturen 3 herzustellen. Wie aus Figur 1 schematisch ersichtlich, ist in der Abdeckung 2 ein Fenster 6 vorgesehen, durch das hindurch eine lötfähige Schicht 4 aufgebracht wird, welche mit einer (nicht dargestellten) Anschlußfläche - Pad - der elektrisch leitenden Strukturen 3 in Kontakt steht. Die lötfähige Schicht 4 liegt dabei auch auf Teilen der Abdeckung 2 auf, wie dies aus Figur 2 ersichtlich ist. Bei der lötfähi¬ gen Schicht 4 kann es sich beispielsweise um eine Chrom/Chromkupfer/Kupfer/Gold-Schicht handeln.
Zur Herstellung von lötfähigen Schichten kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zunächst eine Schicht aus löt- fähigem Material ganzflächig, d. h. auch auf die die gesamte Abdeckung 2 aufgedampft werden, die sodann so strukturiert wird, daß sich einzelne lötfähige Schichten 4 ergeben, die jeweils mit Pads der elektrisch leitenden Strukturen 3 in Kontakt stehen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform können die elektrisch lötfähigen Schichten 4 auch durch Masken aufgedampft werden, welche die Schichtabmessungen festlegen.
Nach der Herstellung der lötfähigen Schichten werden in die Fenster 6 mit den lötfähigen Schichten 4 in Kontakt tretende Bumps 7 eingebracht und mit den Schichten 4 verlötet. Über diese Bumps 7 kann das Bauelement in einer elektrischen Schaltung montiert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, daß die lötfähigen Schichten 4 und die Bumbs 7 erst nach der Aufbrin¬ gung der die Bauelementestrukturen gegen Umwelteinflüsse schützenden Abdeckung 2 hergestellt werden. Daher können die Bauelementestrukturen durch sich aus den Vefahrensschritten bei der Herstellung der lötfähigen Schichten und der Bumps ergebenden Einflüsse nicht mehr beeinträchtigt werden. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß die lötfähigen Schichten großflächig hergestellt werden können und ihre Ab¬ messungen daher groß gegen die der (nicht dargestellten) Pads sein können.
Um die Strukturierung einer ganzflächig aufgedampften Schicht 4 zu vermeiden, können die Fenster 6 in der Abdeckung 2 so gestaltet sein, daß sie als Masken für die leitfähige Schich- ten 4 wirken und gleichzeitig an ihren Rändern nicht bedampft werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von für eine Flip- Chip-Montage geeigneten Kontakten von elektrischen Bauelementen, insbeson- dere von mit akustischen Oberflächenwellen arbeitenden Bau¬ elementen - OFW-Bauelemente - , bei denen auf einem Substrat
(1) vorgesehene elektrisch leitende Strukturen (3) durch eine kappenförmige Abdeckung (2) dicht gegen Umwelteinflüsse ver¬ kapselt sind, dadurch gekennzeichnet , daß nach der Herstellung der Abdeckung (2) lötfähige Schichten (4) aufgebracht werden, die durch Fenster (6) in der Abdeckung
(2) hindurch mit Anschlußflächen - Pads - der elektrisch lei¬ tenden Strukturen (3) in Kontakt stehen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net , daß zunächst eine Schicht aus lötfähigem Material ganzflächig aufgedampft wird und daß die ganzflächige Schicht so strukturiert wird, daß sich einzelne lötfähige Schichten (4) ergeben, die jeweils mit Pads der elektrisch leitenden Strukturen (3) in Kontakt stehen.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net , daß elektrisch leitfähige Schichten (4) durch Masken aufgedampft werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Abmessungen der leitfähigen Schichten (4) groß gegen die Abmessungen der Pads der leiten¬ den Strukturen (3) sind.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß in die Fenster in der Abdeckung (2) mit den lötfähigen Schichten (4) in Kontakt tretende Bumps (7) eingebracht werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß leitfähige Schichten (4) ganzflächig aufgedampft wird, wobei die Abdeckung (2) derart als Maske verwendet wird, daß die aufgedampfte Schicht auf den leitfähigen Schichten (4) mit jener auf der Abdeckung (2) nicht leitend verbunden ist.
EP96946147A 1995-12-21 1996-12-16 Verfahren zur herstellung von für eine flip- chip-montage geeigneten kontakten von elektrischen bauelementen Ceased EP0868744A1 (de)

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