WO2001088975A2 - Method for producing a component - Google Patents

Method for producing a component Download PDF

Info

Publication number
WO2001088975A2
WO2001088975A2 PCT/EP2001/005040 EP0105040W WO0188975A2 WO 2001088975 A2 WO2001088975 A2 WO 2001088975A2 EP 0105040 W EP0105040 W EP 0105040W WO 0188975 A2 WO0188975 A2 WO 0188975A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
encapsulation material
projection
solidified
semiconductor chip
electrically
Prior art date
Application number
PCT/EP2001/005040
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
WO2001088975A3 (en
Inventor
Günter Igel
Original Assignee
Micronas Gmbh
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Micronas Gmbh filed Critical Micronas Gmbh
Publication of WO2001088975A2 publication Critical patent/WO2001088975A2/en
Publication of WO2001088975A3 publication Critical patent/WO2001088975A3/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3107—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape the device being completely enclosed
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4251—Sealed packages
    • G02B6/4253—Sealed packages by embedding housing components in an adhesive or a polymer material
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4255—Moulded or casted packages
    • 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. 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
    • H01L21/56—Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L24/10, H01L24/18, H01L24/26, H01L24/34, H01L24/42, H01L24/50, H01L24/63, H01L24/71
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/43—Arrangements comprising a plurality of opto-electronic elements and associated optical interconnections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/05599—Material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484—Connecting portions
    • H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
    • H01L2224/48464—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area also being a ball bond, i.e. ball-to-ball
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/8538—Bonding interfaces outside the semiconductor or solid-state body
    • H01L2224/85399—Material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01049—Indium [In]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01068—Erbium [Er]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01082—Lead [Pb]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/1901—Structure
    • H01L2924/1904—Component type
    • H01L2924/19041—Component type being a capacitor

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a component, wherein at least one projection projecting beyond the outer envelope surface of the body is applied to a body having a microstructure, and a flowable encapsulation material which laterally delimits and covers the projection or the projections is applied to the body and then is solidified.
  • the body having the microstructure is a substrate, on one flat side of which several protrusions made of a solder material are produced, so-called bumps.
  • a semiconductor chip is arranged on these projections in such a way that its chip plane runs parallel to the surface plane of the substrate.
  • the semiconductor chip On its flat side facing the substrate, the semiconductor chip has electrical connection points which contact the bumps and thus establish the electrical connection to the substrate.
  • an underfiller is filled into the space formed between the semiconductor chip and the substrate, a comparatively low-viscosity, flowable encapsulation material which penetrates into the space formed between the semiconductor chip and the substrate and then completely fills it. Thereafter, further encapsulation material is applied until the entire semiconductor chip is cast in the encapsulation material. The flowable encapsulation material then solidifies, resulting in a solid encapsulation which increases the mechanical stability of the connection between the substrate and the semiconductor chip.
  • the method has the disadvantage that it can only be integrated into a semiconductor manufacturing process with a certain outlay, since special manufacturing systems are required for the application of the underfiller.
  • the method can therefore be integrated into a semiconductor manufacturing process or a micromechanical manufacturing process with correspondingly little effort.
  • the encapsulation material is removed by etching after the solidification, in particular by plasma etching.
  • the method can then be integrated even better into a semiconductor manufacturing process.
  • the encapsulation material is removed mechanically after solidification, in particular by grinding. As a result, an etching attack on surface areas of the component that are not to be removed can be avoided.
  • the body having the microstructure is an electrical and / or optical assembly, in particular a semiconductor chip or a multi-chip printed circuit board, and that the at least one projection is made of an electrically and / or optically conductive Material, in particular in the form of a bump and / or bonding wire, is applied to an electrically conductive and / or optically active area of the assembly.
  • the projection penetrating the encapsulation material then enables an electrical and / or optical connection of the electrically and / or optically conductive or active regions of the assembly to external electrical and / or optical devices.
  • the encapsulation material is chosen so that it differs from the material of the projection in its electrical and / or optical conductivity.
  • Electrode layer and / or an optical waveguide layer that can be optically coupled to the projection.
  • the body having the microstructure can then be designed as a semiconductor chip with an electronic evaluation circuit for an electrical signal to be detected by means of the electrode layer and / or for applying an electrical voltage to the electrode layer.
  • the electrode layer can be designed as an interdigital capacitor with interdigitated electrode pairs with which, for example, biological material attached to the electrode, such as living biological cells, can be examined and / or stimulated.
  • an optical transmitter and / or receiver can also be arranged on the semiconductor chip, said optical transmitter being optically coupled via the optically conductive projection to the waveguide layer arranged on the surface of the encapsulation material.
  • the component can then be designed, for example, as a brightness sensor.
  • At least one further electrical and / or having a microstructure optical assembly is arranged in a sandwich-like manner, such that the at least one electrically and / or optically conductive projection facing one another electrically connects or optically couples electrically conductive and / or optically active regions of the microstructures of the sandwich-like assemblies.
  • At least one of the components arranged in the manner of a sandwich can be one manufactured using gallium arsenide or indium phosphite technology Be sensor chip, which can have, for example, a sensor layer for the detection of optical radiation and / or magnetic fields, while at least one other of the sandwich-like components is manufactured using inexpensive silicon technology and can, for example, have an evaluation circuit for a signal to be detected by means of the sensor chip.
  • At least one of the sandwich-like assemblies is a semiconductor chip with an active sensor layer which, after the at least one electrically and / or optically conductive projection has been exposed in regions, is arranged on the other assembly in such a way that its sensor layer faces away from this assembly is.
  • the sensor layer is then easily accessible on the flat side of the sensor semiconductor chip facing away from the encapsulation material for a medium to be detected, while the electrical and / or optical connections for the connection to the assembly are arranged on the other flat side of the sensor semiconductor chip.
  • At least one of the assemblies to be sandwiched is a semiconductor chip with an active sensor layer, and that this semiconductor chip is arranged on the other assembly in such a manner after the at least one electrically and / or optically conductive projection has been exposed, that it faces this assembly with its sensor layer.
  • the sensor layer then faces the encapsulation material and optionally bears against it, so that it is well protected against mechanical damage.
  • this arrangement of the sensor layer also has the advantage that there is a defined minimum distance between the magnet and the sensor layer, which is the distance between the sensor layer and that facing away from the sensor layer Back of the semiconductor chip corresponds. This distance can be set very precisely using methods of semiconductor manufacturing technology in the production of the semiconductor chip.
  • an opening is made in the solidified encapsulation material by removing the partially exposed projection until the sub-area of the body having the microstructure underneath is exposed.
  • the protrusion is preferably removed by means of a chemical reaction, in particular by means of an etchant. This is preferably chosen so that it does not attack the encapsulation material or the body beneath it, which has the microstructure.
  • the method can be used to introduce inlet and outlet openings for a fluid to be delivered in a housing for a micromechanical pump in a housing wall adjacent to the pump chamber. The inlet and outlet openings can then optionally be provided with valves in a further process step.
  • the method can also be used in any other micromechanical
  • a flowable additional material that differs from the encapsulation material can be filled into the opening made in the solidified encapsulation material and then solidified.
  • the additional material can be, for example, an optical filter material for an optical sensor located behind the opening and for a light source located there.
  • the flowable Umkapselungs ⁇ material is sprayed in an injection molding tool on which the microstructure bearing body and if, after the introduction of the opening in the solidified encapsulating material in the same injection mold the additive material to the encapsulating material is sprayed on.
  • the volumes in which the solidified encapsulation material was previously removed in order to expose the projection or the projections and in which the projection or the projections for introducing the opening (s) were removed are filled with the additional material so that the component then has the same external dimensions as before the encapsulation material was removed. In this way, an additional injection mold for applying the additional material can advantageously be saved.
  • the layer thickness of the additional material is reduced by preferably removing additional material over the entire surface of the side of the additional material facing away from the encapsulation material, in particular by means of an etchant.
  • the body designed as a semiconductor chip is arranged on a frame when the flowable encapsulation material and optionally the additional material are applied, if openings are provided in the inner cavity of the injection mold for receiving and / or the passage of partial areas of the frame, and if the frame is arranged in the injection molding tool in such a way that the boundary edges of the openings lie sealingly against these subregions in the use position.
  • These partial areas of the frame then remain free of the flowable material and, if appropriate, the additional material and can be provided with an electrical or electronic circuit, for example, with external electrical connection contacts for connecting the body having the microstructure and embodied as a semiconductor chip.
  • the connection contacts can be connected to electrically active regions of the semiconductor chip via bond wires which act on the frame on the one hand and on the other hand on the body.
  • FIG. 1 shows a cross section through a semiconductor chip, on one flat side of which a bond forming a projection
  • FIG. 2 shows a cross section through the semiconductor chip shown in FIG. 1 after the encapsulation with a flowable encapsulation material
  • FIG. 3 shows the arrangement shown in FIG. 2 after the application of an electrode layer
  • FIG. 4 shows a representation similar to FIG. 3, a further layer having been applied to the electrode layer
  • FIG. 12 shows a cross section through an electronic component that has two semiconductor chips arranged one above the other in a sandwich-like manner.
  • a projection 4 is formed.
  • the Bond wire forming projection 4 is arranged approximately at right angles to the plane of extent of the body 3 and projects with its free end beyond the envelope surface or the highest point of the body 3. With its end region facing the body 3, the bond wire contacts an electrical connection contact 5 of the body 3.
  • Further connection contacts 6 of the body 3, of which only one is shown in the drawing, are also known in a manner known per se via bond wires 7 external electrical connections serving first sub-areas 8 of a frame connected. Only one of the first partial areas 8 can be seen in the drawing.
  • Another portion 9 of the frame is arranged below the body 3 and supports it. The frame is formed in one piece and the partial areas 8 and 9 are connected to one another by bridges which are not visible in the drawing.
  • the in Fig. The arrangement shown in FIG. 1 is introduced into an injection molding tool consisting of at least two molded parts which in the closed position delimit an internal cavity and which has openings for receiving and / or the passage of the partial regions 8 of the frame. Then the injection mold is closed. The boundary edges of the openings lie sealingly on the partial areas 8 of the frame.
  • a flowable encapsulation material 10, which surrounds the body 3 (FIG. 2), is introduced into the inner cavity of the injection mold via supply channels provided in the injection mold.
  • the cross-sectional dimensions of the bond wire forming the projection 4 are selected such that the bond wire does not blow away when encapsulated with the encapsulation material 10.
  • the flowable encapsulation material 1 0 is solidified, for example by
  • 10 of the encapsulation material becomes 0 on the surface of the encapsulation material facing away from the body 3 Material removed over the entire area until the projection 4 is exposed in some areas (FIG. 3).
  • the encapsulation material 10 can be removed, for example, by bringing the encapsulation material 10 into contact with an etchant. After the region-by-region exposure of the projection 4, an electrode layer 11 that electrically contacts the projection 4 is applied to the solidified encapsulation material 10.
  • the component 1 is then reinserted into the injection mold and the partial volume in which the encapsulation material 10 was previously removed is filled up by injecting an additional material 12 into the interior cavity of the injection mold (FIG. 4).
  • the additional material 12 can be identical to the encapsulation material 10 or an additional material 12 different from the encapsulation material 10 can be used.
  • the component 1 is removed from the injection mold for further processing.
  • the webs connecting the individual partial regions 8 of the frame at their ends facing away from the encapsulation material 10 are separated in a manner known per se, and the free end regions of the partial regions 8 serving for the electrical connections become transverse by approximately 90 ° to the plane of extent of the body 3 angled.
  • the projections 4 are produced by applying bumps to electrical connection contacts 5 of a body 3 designed as a semiconductor chip with a microstructure for a sensor signal evaluation circuit.
  • the bumps are applied to the body 3 from an electrically conductive material, for example from a solder or a polymer plastic containing electrically conductive particles.
  • further connection contacts 6 of the body 3 are connected via bond wires to partial regions 9 of a frame arranged laterally on the body 3.
  • the bond wires 7 can be omitted or in which, instead of the bond wires 7, further projections 4 in the form of bumps are provided.
  • the body having the projections 4 is surrounded with a flowable encapsulation material 10 which delimits the body 3 with the projections 4 on all sides.
  • the encapsulation material 10 is applied to the body such that it covers the free ends of the projections 4 facing away from the body 3.
  • the encapsulation material 10 After the encapsulation material 10 has solidified, it is removed on its side facing away from the body 3 until the free ends of the projections 4 facing away from the body 3 are exposed.
  • the free end regions of the projections 4 can also be removed, such that the surface of the free ends of the projections 4 together with the adjacent surface of the encapsulation material 10 form a continuously flat surface.
  • an assembly 13 designed as a semiconductor chip is arranged on the solidified encapsulation material 10 such that electrical connection contacts 14 of the assembly 13 contact the projections 4 of the body 3.
  • the mechanical connection between the contacts 14 of the assembly 13 and the projections 4 of the body 3 is made using methods of flip chip technology, for example by soldering or gluing.
  • connection contacts 14 are connected to a sensor layer 15 of the assembly 13 which is designed as a magnetic field sensor and is not visible in the drawing.
  • the sensor layer 15 can be provided, for example, for a Hall sensor or a magnetoresistive sensor.
  • the substrate 16 of the Assembly 13 is preferably made of gallium arsenide or indium phosphite in a Hall sensor and made of an electrically insulating material in the case of a magnetoresistive sensor, while a different material is used for the substrate 17 of the body 3, for example silicon.
  • the sensor layer 15 is arranged adjacent to one of the two flat surfaces of the assembly 13.
  • the assembly 13 is positioned on the body 3 such that the sensor layer 15 faces the body 3 so that it is protected from mechanical damage on the one hand by the body 3 and on the other hand by the substrate 16 of the assembly 13.
  • the sensor layer 15 is arranged through the substrate 16 at a defined distance from the flat-side surface of the assembly 13 facing away from the body 3, which surface can be set very precisely in the manufacture of the assembly 13 using methods of semiconductor manufacturing technology.
  • the assembly 13 can also be positioned on the body 3 such that its sensor layer 15 is arranged on the side of the assembly 13 facing away from the body 3.
  • the assembly 13 has plated-through holes 19, each of which has one end connected to the sensor layer 15 and the other end connected to the projection 4 of the body 3.
  • a plurality of projections 4 in the form of bumps are applied to a body 3 designed as a semiconductor chip, which can be part of a multi-chip circuit board, for example, not shown in the drawing.
  • the body 3 is then encased in an injection mold with a flowable encapsulation material 10, as has already been described in the exemplary embodiment according to FIG. 2.
  • the encapsulation material 1 0 the projections 4 laterally and covers them at their free ends.
  • the encapsulation material 10 After the encapsulation material 10 has solidified, it is removed over the entire surface until the end regions of the projections 4 facing away from the body 3 are exposed (FIG. 8).
  • the side of the encapsulation material 1 0 that has the exposed projection areas is brought into contact with an etching agent for introducing openings 1 8 into the encapsulation material 1 0, which has a larger etching rate for the material of the projections 4 than for the encapsulation material 1 0.
  • the etchant is preferably chosen so that it reacts chemically only with the material of the projections 4, but not with the encapsulation material 10. Material is removed from the projections 4 by means of the etchant until the subareas of the body 3 located underneath are exposed.
  • an anisotropic etching method which has a larger etching rate in a direction running normal to the plane of extent of the body 3 than at right angles to it.
  • an isotropic etching process can also be used, for example if undercutting of the encapsulation material 10 is desired.
  • the encapsulation material 1 0 is in the same injection mold by the body
  • the additional material 1 2 can for example be optically transparent and / or electrically conductive, while the encapsulation material can be optically opaque and / or electrically insulating.
  • the body can 3 have an optical transmitter and / or receiver. Overall, this results in a component that has optical and / or electrical access to the encapsulated body 3.
  • an additional material layer located on the side of the additional material 12 facing away from the body 3 can be removed after the additional material 12 has solidified until the additional material 12 is only arranged in the opening 18. It is even possible to remove the additional material 12 in regions in the opening 18 until additional material 12 is still present in a region of the opening 18 near the ground.
  • At least one projection 4 protruding from the body 3 is thus applied to a body 3 having a microstructure 2.
  • a flowable encapsulation material 10 is then arranged and solidified on the body 3, which encapsulates the at least one projection
  • the solidified encapsulation material 10 is removed on its surface facing away from the body 3 until the at least one projection 4 is exposed in some areas.

Abstract

The invention relates to a method for producing a component (1). According to said method, at least one protuberance (4) is formed on a body (3) which has a microstructure (2), said protuberance projecting from the body. A free-flowing potting compound (10), which laterally borders and covers the protuberance(s) (4), is then applied to the body (3) and hardened. The hardened potting compound (10) is then removed on the opposite surface to the body (3), until sections of the protuberance(s) (4) are exposed.

Description

Verfahren zum Herstellen eines Bauteils Method of manufacturing a component
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, wobei auf einen eine Mikrostruktur aufweisenden Körper wenigstens ein über die äußere Hüllfläche des Körpers vorstehender Vorsprung aufgebracht wird, und wobei auf den Körpers ein den Vorsprung oder die Vorsprünge seitlich umgrenzendes und überdeckendes fließfähiges Umkapselungsmaterial aufgebracht und anschließend verfestigt wird.The invention relates to a method for producing a component, wherein at least one projection projecting beyond the outer envelope surface of the body is applied to a body having a microstructure, and a flowable encapsulation material which laterally delimits and covers the projection or the projections is applied to the body and then is solidified.
Aus dem Buch "Flip chip technologies" von John H. Lau, McGraw-Hill (1996), Seite 123 und 124 kennt man bereits ein Verfahren der eingangs genannten Art, bei dem der die Mikrostruktur aufweisende Körper ein Substrat ist, an dessen einer Flachseite mehrere aus einem Lötmaterial bestehende Vorsprünge erzeugt werden, sogenannte Bumps. Auf diesen Vorsprüngen wird ein Halbleiterchip derart angeordnet, daß dessen Chipebene parallel zur Oberflächenebene des Substrats verläuft. Der Halbleiterchip weist an seiner dem Substrat zugewandten Flachseite elektrische Anschlußstellen auf, welche die Bumps kontaktieren und somit die elektrische Verbindung zu dem Substrat herstellen. Nach dem Aufbringen des Halbleiterchips auf das Substrat wird in den zwischen dem Halbleiterchip und dem Substrat gebildeten Zwischenraum ein Underfiller eingefüllt, ein vergleichsweise dünnflüssiges, fließfähiges Umkapselungsmaterial, das durch Kapillarwirkung in den zwischen dem Halbleiterchip und dem Substrat gebildeten Zwischenraum eindringt und diesen dann vollständig ausfüllt. Danach wird weiteres Umkapselungsmaterial aufgetragen, bis der gesamte Halbleiterchip in dem Umkapselungsmaterial eingegossen ist. Das fließfähige Umkapselungsmaterial verfestigt sich dann, wodurch eine feste Umkapselung entsteht, welche die mechanische Stabilität der Verbindung zwischen dem Substrat und dem Halbleiterchip erhöht . Das Verfahren hat j edoch den Nachteil , daß es in einen Halbleiterfertigungsprozeß nur mit einem gewissen Aufwand integrierbar ist , da für das Auftragen des Underfillers spezielle Fertigungsanlagen erforderlich sind . Auch ist man bei der Wahl eines geeigneten Underf illermaterials eingeschränkt , da dieses eine vergleichsweise geringe Viskosität aufweisen muß , um in dem zwischen dem Halbleiterchip und dem Substrat gebildeten Zwischenraum eine Kapillarwirkung zu entfalten . Ungünstig ist auch , daß in dem Zwischenraum Hohlräume oder Gasblasen verbleiben können , wenn die den Zwischenraum begrenzenden Oberflächen des Halbleiterchips und/oder des Substrats eine Oberflächenstruktur aufweisen, die für ein gleichmäßiges Eindringen des Underfillers in den Zwischenraum nicht oder nur schlecht geeignet ist .From the book "Flip chip technologies" by John H. Lau, McGraw-Hill (1996), pages 123 and 124, a method of the type mentioned at the outset is already known, in which the body having the microstructure is a substrate, on one flat side of which several protrusions made of a solder material are produced, so-called bumps. A semiconductor chip is arranged on these projections in such a way that its chip plane runs parallel to the surface plane of the substrate. On its flat side facing the substrate, the semiconductor chip has electrical connection points which contact the bumps and thus establish the electrical connection to the substrate. After the semiconductor chip has been applied to the substrate, an underfiller is filled into the space formed between the semiconductor chip and the substrate, a comparatively low-viscosity, flowable encapsulation material which penetrates into the space formed between the semiconductor chip and the substrate and then completely fills it. Thereafter, further encapsulation material is applied until the entire semiconductor chip is cast in the encapsulation material. The flowable encapsulation material then solidifies, resulting in a solid encapsulation which increases the mechanical stability of the connection between the substrate and the semiconductor chip. However, the method has the disadvantage that it can only be integrated into a semiconductor manufacturing process with a certain outlay, since special manufacturing systems are required for the application of the underfiller. One is also limited in the choice of a suitable underfill material, since this must have a comparatively low viscosity in order to develop a capillary effect in the intermediate space formed between the semiconductor chip and the substrate. It is also unfavorable that cavities or gas bubbles can remain in the interspace if the surfaces of the semiconductor chip and / or the substrate delimiting the interspace have a surface structure which is not or only poorly suited for uniform penetration of the underfiller into the interspace.
Es besteht deshalb die Aufgabe , ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das auf einfache Weise die Herstellung eines von einem Umkapselungsmaterial überdeckten Bauteils ermöglicht , wobei das Umkapselungsmaterial einen elektrischen und/oder optischen Zugang beziehungsweise einen Zugang für ein Fluid zu dem Körper aufweisen soll .It is therefore an object of the invention to provide a method of the type mentioned at the outset which enables the production of a component covered by an encapsulation material in a simple manner, the encapsulation material having an electrical and / or optical access or an access for a fluid to the body ,
Die Lösung dieser Aufgabe besteht bei einem Verfahren der eingangs genannten Art darin , daß das Umkapselungsmaterial nach seinem Verfestigen an seiner dem Körper abgewandten Oberfläche abgetragen wird , bis der Vorsprung oder die Vorsprünge bereichsweise freigelegt ist ( sind) .The solution to this problem in a method of the type mentioned at the outset is that after its solidification, the encapsulation material is removed from its surface facing away from the body until the projection or the projections is (are) exposed in some areas.
In vorteilhafter Weise ist es dadurch möglich, das Umkapselungsmaterial in einem Spritzgießprozeß aufzubringen , so daß die bei der Herstellung von elektronischen , optischen oder mikromechanischen Bauteilen ohnehin vorhandenen Spritzgießvorrichtungen für das Aufbringen des Umkapselungsmaterials genutzt werden können und somit die für das Auftragen eines Underf illermaterials erforderlichen Fertigungsanlagen eingespart werden können . Das Verfahren läßt sich deshalb mit entsprechend geringem Aufwand in einen Halbleiterfertigungsprozeß oder einen mikromechanischen Fertigungsprozeß integrieren.This advantageously makes it possible to apply the encapsulation material in an injection molding process, so that the injection molding devices which are present in any case in the production of electronic, optical or micromechanical components can be used for the application of the encapsulation material, and thus the production facilities required for the application of an underfill material can be saved. The The method can therefore be integrated into a semiconductor manufacturing process or a micromechanical manufacturing process with correspondingly little effort.
Vorteilhaft ist, wenn das Umkapselungsmaterial nach dem Verfestigen durch Ätzen abgetragen wird, insbesondere durch Plasmaätzen. Das Verfahren kann dann noch besser in einen Halbleiterfertigungsprozeß integriert werden.It is advantageous if the encapsulation material is removed by etching after the solidification, in particular by plasma etching. The method can then be integrated even better into a semiconductor manufacturing process.
Bei einer andere Ausführungsform der Erfindung wird das Umkapselungsmaterial nach dem Verfestigen mechanisch abgetragen, insbesondere durch Schleifen. Dadurch kann ein Ätzangriff auf nicht abzutragende Oberflächenbereiche des Bauteils vermieden werden.In another embodiment of the invention, the encapsulation material is removed mechanically after solidification, in particular by grinding. As a result, an etching attack on surface areas of the component that are not to be removed can be avoided.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der die Mikrostruktur aufweisende Körper eine elektrische und/oder optische Baugruppe ist, insbesondere ein Halbleiterchip oder eine Multi-Chip-Leiterplatte, und daß der wenigstens eine Vorsprung aus einem elektrisch und/oder optisch leitfähigen Material, insbesondere in Form eines Bumps und/oder Bonddrahts, auf einen elektrisch leitfähigen und/oder optisch aktiven Bereich der Baugruppe aufgebracht wird. Der das Umkapselungsmaterial durchsetzende Vorsprung ermöglicht dann eine elektrische und/oder optische Verbindung der elektrisch und/oder optisch leitfähigen oder aktiven Bereiche der Baugruppe mit externen elektrischen und/oder optischen Einrichtungen. Das Umkapselungsmaterial wird so gewählt, daß es sich von dem Material des Vorsprungs in seiner elektrischen und/oder optischen Leitfähigkeit unterscheidet.In a particularly advantageous embodiment of the invention it is provided that the body having the microstructure is an electrical and / or optical assembly, in particular a semiconductor chip or a multi-chip printed circuit board, and that the at least one projection is made of an electrically and / or optically conductive Material, in particular in the form of a bump and / or bonding wire, is applied to an electrically conductive and / or optically active area of the assembly. The projection penetrating the encapsulation material then enables an electrical and / or optical connection of the electrically and / or optically conductive or active regions of the assembly to external electrical and / or optical devices. The encapsulation material is chosen so that it differs from the material of the projection in its electrical and / or optical conductivity.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird nach dem bereichsweisen Freilegen des Vorsprungs auf das verfestigte fließfähige Umkapselungsmaterial eine den Vorsprung kontaktierende Elektrodenschicht und/oder eine mit dem Vorsprung optisch koppelbare, optische Wellenleiterschicht aufgebracht. Der die Mikrostruktur aufweisende Körper kann dann als Halbleiterchip mit einer elektronischen Auswerteschaltung für ein mittels der Elektrodenschicht zu detektierendes elektrisches Signal und/oder zum Anlegen einer elektrischen Spannung an die Elektrodenschicht ausgebildet sein. Die Elektrodenschicht kann als Interdigital- Kondensator mit kammartig ineinandergreifenden Elektrodenpaaren ausgebildet sein, mit denen beispielsweise an der Elektrode angelagertes biologisches Material, wie zum Beispiel lebende biologische Zellen, untersucht und/oder stimuliert werden können. Auf dem Halbleiterchip kann aber auch ein optischer Sender und/oder Empfänger angeordnet sein, der über den optisch leitenden Vorsprung mit der an der Oberfläche des Umkapselungsmaterials angeordneten Wellenleiterschicht optisch gekoppelt ist. Das Bauteil kann dann beispielsweise als Helligkeitssensor ausgebildet sein.In an advantageous embodiment of the invention, after the projection of the projection on the solidified flowable encapsulation material is exposed in regions, a contact is made with the projection Electrode layer and / or an optical waveguide layer that can be optically coupled to the projection. The body having the microstructure can then be designed as a semiconductor chip with an electronic evaluation circuit for an electrical signal to be detected by means of the electrode layer and / or for applying an electrical voltage to the electrode layer. The electrode layer can be designed as an interdigital capacitor with interdigitated electrode pairs with which, for example, biological material attached to the electrode, such as living biological cells, can be examined and / or stimulated. However, an optical transmitter and / or receiver can also be arranged on the semiconductor chip, said optical transmitter being optically coupled via the optically conductive projection to the waveguide layer arranged on the surface of the encapsulation material. The component can then be designed, for example, as a brightness sensor.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß nach dem bereichsweisen Freilegen des wenigstens einen elektrisch und/oder optisch leitfähigen Vorsprungs auf dem auf der elektrischen und/oder optischen Baugruppe befindlichen, verfestigten Umkapselungsmaterial wenigstens eine weitere, eine Mikrostruktur aufweisende elektrische und/oder optische Baugruppe sandwichartig angeordnet wird, derart daß der wenigstens eine elektrisch und/oder optisch leitfähige Vorsprung einander zugewandte elektrisch leitfähige und/oder optisch aktive Bereiche der MikroStrukturen der sandwichartig angeordneten Baugruppen miteinander elektrisch verbindet oder optisch koppelt. Dadurch ist es möglich, in unterschiedlichen Technologien hergestellte Baugruppen auf einfache Weise zu einem Bauteil miteinander zu verbinden. Dabei kann beispielsweise wenigstens eines der sandwichartig angeordneten Bauteile ein in Galliumarsenid- oder Indiumphosphit-Technik hergestellter Sensorchip sein, der beispielsweise eine Sensorschicht zur Detektion von optischer Strahlung und/oder magnetischen Feldern aufweisen kann, während wenigstens ein weiteres der sandwichartig angeordneten Bauteile in kostengünstiger Silizium-Technik hergestellt ist und beispielsweise eine Auswerteschaltung für ein mittels des Sensorchips zu detektierendes Signal aufweisen kann.In a particularly advantageous embodiment of the invention, it is provided that after the at least one regionally exposed at least one electrically and / or optically conductive projection on the solidified encapsulation material located on the electrical and / or optical assembly, at least one further electrical and / or having a microstructure optical assembly is arranged in a sandwich-like manner, such that the at least one electrically and / or optically conductive projection facing one another electrically connects or optically couples electrically conductive and / or optically active regions of the microstructures of the sandwich-like assemblies. This makes it possible to easily connect assemblies manufactured using different technologies to form a component. In this case, for example, at least one of the components arranged in the manner of a sandwich can be one manufactured using gallium arsenide or indium phosphite technology Be sensor chip, which can have, for example, a sensor layer for the detection of optical radiation and / or magnetic fields, while at least one other of the sandwich-like components is manufactured using inexpensive silicon technology and can, for example, have an evaluation circuit for a signal to be detected by means of the sensor chip.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens eine der sandwichartig angeordneten Baugruppen ein Halbleiterchip mit einer aktiven Sensorschicht, der nach dem bereichsweisen Freilegen des wenigstens einen elektrisch und/oder optisch leitfähigen Vorsprungs derart an der anderen Baugruppe angeordnet wird, daß er mit seiner Sensorschicht dieser Baugruppe abgewandt ist. Die Sensorschicht ist dann ander demUmkapselungsmaterial abgewandten Flachseite des Sensor-Halbleiterchips für ein zu detektierendes Medium gut zugänglich, während an der anderen Flachseite des Sensor-Halbleiterchip die elektrischen und/oder optischen Anschlüsse für die Verbindung mit der Baugruppe angeordnet sind.In one embodiment of the invention, at least one of the sandwich-like assemblies is a semiconductor chip with an active sensor layer which, after the at least one electrically and / or optically conductive projection has been exposed in regions, is arranged on the other assembly in such a way that its sensor layer faces away from this assembly is. The sensor layer is then easily accessible on the flat side of the sensor semiconductor chip facing away from the encapsulation material for a medium to be detected, while the electrical and / or optical connections for the connection to the assembly are arranged on the other flat side of the sensor semiconductor chip.
Bei einer besonders vorteihaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß wenigstens eine der sandwichartig anzuordnenen Baugruppen ein Halbleiterchip mit einer aktiven Sensorschicht ist und daß dieser Halbleiterchip nach dem bereichsweisen Freilegen des wenigstens einen elektrisch und/oder optisch leitfähigen Vorsprungs derart an der anderen Baugruppe angeordnet wird, daß er mit seiner SensorSchicht dieser Baugruppe zugewandt ist. Die Sensorschicht ist dann dem Umkapselungsmaterial zugewandt und liegt gegebenenfalls an diesem an, so daß sie vor mechanischer Beschädigung gut geschützt ist. Bei einer Sensorschicht zur Detektion eines Magnetfeldes hat diese Anordnung der Sensorschicht außerdem den Vorteil, daß sich ein definierter Mindestabstand zwischen dem Magneten und der Sensorschicht ergibt, die dem Abstand der Sensorschicht von der der Sensorschicht abgewandten Rückseite des Halbleiterchips entspricht . Dabei kann dieser Abstand mit Methoden der Halbleiterfertigungstechnik bei der Herstellung des Halbleiterchips sehr genau eingestellt werden .In a particularly advantageous embodiment of the invention, it is provided that at least one of the assemblies to be sandwiched is a semiconductor chip with an active sensor layer, and that this semiconductor chip is arranged on the other assembly in such a manner after the at least one electrically and / or optically conductive projection has been exposed, that it faces this assembly with its sensor layer. The sensor layer then faces the encapsulation material and optionally bears against it, so that it is well protected against mechanical damage. In the case of a sensor layer for detecting a magnetic field, this arrangement of the sensor layer also has the advantage that there is a defined minimum distance between the magnet and the sensor layer, which is the distance between the sensor layer and that facing away from the sensor layer Back of the semiconductor chip corresponds. This distance can be set very precisely using methods of semiconductor manufacturing technology in the production of the semiconductor chip.
Bei einer anderen Aus führungs form der Erfindung wird in das verfestigte Umkapselungsmaterial eine Öffnung eingebracht , indem der bereichsweise freigelegte Vorsprung abgetragen wird, bis der darunter befindliche Teilbereich des die Mikrostruktur aufweisenden Körpers freigelegt ist . Das Abtragen des Vorsprunges erfolgt vorzugsweise mittels einer chemischen Reaktion , insbesondere mittels eines Ätzmittels . Dieses wird vorzugsweise so gewählt , daß es weder das Umkapselungsmaterial noch den darunter befindlichen , die Mikrostruktur aufweisenden Körper angreift . Das Verfahren kann dazu verwendet werden , um bei einem Gehäuse für eine mikromechanische Pumpe in eine an die Pumpenkammer angrenzende Gehäusewand Ein- und Auslaßöffnungen für ein zu förderndes Fluid einzubringen. Die Ein- und Auslaßöffnungen können dann gegebenenfalls in einem weiteren Verfahrensschritt mit Ventilen versehen werden . Selbstverständlich kann mit dem Verfahren aber auch in ein beliebiges anderers mikromechanischesIn another embodiment of the invention, an opening is made in the solidified encapsulation material by removing the partially exposed projection until the sub-area of the body having the microstructure underneath is exposed. The protrusion is preferably removed by means of a chemical reaction, in particular by means of an etchant. This is preferably chosen so that it does not attack the encapsulation material or the body beneath it, which has the microstructure. The method can be used to introduce inlet and outlet openings for a fluid to be delivered in a housing for a micromechanical pump in a housing wall adjacent to the pump chamber. The inlet and outlet openings can then optionally be provided with valves in a further process step. Of course, the method can also be used in any other micromechanical
Bauteil eine Öffnung eingebracht werden .Component an opening are introduced.
In die in das verfestigte Umkapselungsmaterial eingebrachte Öffnung kann ein sich von dem Umkapselungsmaterial unter- scheidendes fließfähiges Zusatzmaterial eingefüllt und danach verfestigt werden . Das Zusatzmaterial kann beispielsweise ein optisches Filtermaterial für einen hinter der Öffnung befindlichen optischen Sensor und für eine dort befindliche Lichtquelle sein .A flowable additional material that differs from the encapsulation material can be filled into the opening made in the solidified encapsulation material and then solidified. The additional material can be, for example, an optical filter material for an optical sensor located behind the opening and for a light source located there.
Besonders vorteilhaft ist , wenn das fließfähige Umkapselungs¬ material in einem Spritzgießwerkzeug auf den die Mikrostruktur aufweisenden Körper aufgespritzt wird und wenn nach dem Einbringen der Öffnung in das verfestigte Umkapselungsmaterial in demselben Spritzgießwerkzeug das Zusatzmaterial auf das Umkapselungsmaterial aufgespritzt wird. Dabei werden die Volumina, in denen das verfestigte Umkapselungsmaterial zuvor abgetragen wurde, um den Vorsprung oder die VorSprünge freizulegen, und in denen der Vorsprung oder die Vorsprünge zum Einbringen der Öffnung (en) entfernt wurde (n) , mit dem Zusatzmaterial aufgefüllt, so daß das Bauteil dann die gleichen Außenabmessungen aufweist , wie vor dem Abtragen des Umkapselungsmaterials. In vorteilhafter Weise kann dadurch eine zusätzliche Spritzgußform für das Aufbringen des Zusatzmaterials eingespart werden. Dabei ist es gegebenenfalls sogar möglich, daß nach dem Aufspritzen des Zusatzmaterials auf das Umkapselungsmaterial die Schichtdicke des Zusatzmaterials vermindert wird, indem an der dem Umkapselungsmaterial abgewandten Seite des Zusatzmaterials vorzugsweise ganzflächig Zusatzmaterial abgetragen wird, insbesondere mittels eines Ätzmittels.It is particularly advantageous if the flowable Umkapselungs ¬ material is sprayed in an injection molding tool on which the microstructure bearing body and if, after the introduction of the opening in the solidified encapsulating material in the same injection mold the additive material to the encapsulating material is sprayed on. The volumes in which the solidified encapsulation material was previously removed in order to expose the projection or the projections and in which the projection or the projections for introducing the opening (s) were removed are filled with the additional material so that the component then has the same external dimensions as before the encapsulation material was removed. In this way, an additional injection mold for applying the additional material can advantageously be saved. It may even be possible that, after the additional material has been sprayed onto the encapsulation material, the layer thickness of the additional material is reduced by preferably removing additional material over the entire surface of the side of the additional material facing away from the encapsulation material, in particular by means of an etchant.
Vorteilhaft ist, wenn der als Halbleiterchip ausgebildete Körper beim Aufbringen des fließfähigen Umkapselungsmaterials und gegebenenfalls des Zusatzmaterials auf einem Frame angeordnet ist, wenn in der Innenhöhlung des Spritzgießwerkzeugs Öffnungen für die Aufnahme und/oder den Durchtritt von Teilbereichen des Frames vorgesehen sind, und wenn der Frame so in dem Spritzgießwerkzeug angeordnet wird, daß die Umgrenzungsränder der Öffnungen in Gebrauchsstellung dichtend an diesen Teilbereichen anliegen. Diese Teilbereiche des Frames bleiben dann frei von dem fließfähigen Material und gegebenenfalls dem Zusatzmaterial und können beispielsweise mit externen elektrischen Anschlußkontakten zum Verbinden des die Mikrostruktur aufweisenden, als Halbleiterchip ausgebildeten Körpers mit einer elektrischen oder elektronischen Schaltung versehen sein. Die Anschlußkontakte können über einerseits an dem Frame und andererseits an dem Körper angreifenden Bond-Drähten mit elektrisch aktiven Bereichen des Halbleiterchips verbunden sein.It is advantageous if the body designed as a semiconductor chip is arranged on a frame when the flowable encapsulation material and optionally the additional material are applied, if openings are provided in the inner cavity of the injection mold for receiving and / or the passage of partial areas of the frame, and if the frame is arranged in the injection molding tool in such a way that the boundary edges of the openings lie sealingly against these subregions in the use position. These partial areas of the frame then remain free of the flowable material and, if appropriate, the additional material and can be provided with an electrical or electronic circuit, for example, with external electrical connection contacts for connecting the body having the microstructure and embodied as a semiconductor chip. The connection contacts can be connected to electrically active regions of the semiconductor chip via bond wires which act on the frame on the one hand and on the other hand on the body.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen zum Teil stärker schematisiert :Below are exemplary embodiments of the invention based on the Drawing explained in more detail. Some show more schematically:
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Halbleiterchip, an dessen einer Flachseite ein einen Vorsprung bildender Bond-1 shows a cross section through a semiconductor chip, on one flat side of which a bond forming a projection
Draht aufgebracht wurde,Wire was applied
Fig. 2 einen Querschnitt durch den in Fig.1 gezeigten Halbleiterchip nach dem Umspritzen mit einem fließ- fähigen Umkapselungsmaterial,2 shows a cross section through the semiconductor chip shown in FIG. 1 after the encapsulation with a flowable encapsulation material,
Fig. 3 die in Fig.2 gezeigte Anordnung nach dem Aufbringen einer Elektrodenschicht,3 shows the arrangement shown in FIG. 2 after the application of an electrode layer,
Fig. 4 eine Darstellung ähnlich Fig.3, wobei auf die Elektrodenschicht eine weitere Schicht aufgebracht wurde,4 shows a representation similar to FIG. 3, a further layer having been applied to the electrode layer,
Fig. 5 einen Querschnitt durch ein elektronisches Sensor- Bauteil,5 shows a cross section through an electronic sensor component,
Fig. 6 bis 11 Querschnitte durch ein elektronisches Bauteil in denunterschiedlichen Verfahrensschritten seiner6 to 11 cross sections through an electronic component in the different process steps of its
Herstellung undManufacture and
Fig.12 einen Querschnitt durch ein elektronisches Bauteil, das zwei sandwichartig übereinander angeordnete Halbleiterchips aufweist.12 shows a cross section through an electronic component that has two semiconductor chips arranged one above the other in a sandwich-like manner.
Bei einem Verfahren zum Herstellen im ganzen mit 1 bezeichneten Bauteils wird auf einem als Halbleiterchip mit einer MikrostrukturIn the case of a method for producing a component as a whole designated by 1, a semiconductor chip having a microstructure is used on a component
2 für eine integrierte Schaltung ausgebildeten Körper 3 durch Anbringen eines Bond-Drahtes an einer der Flachseiten des Körpers2 body 3 for an integrated circuit by attaching a bond wire to one of the flat sides of the body
3 ein Vorsprung 4 gebildet. In Fig.1 ist erkennbar, daß der den Vorsprung 4 bildende Bond-Draht etwa rechtwinklig zur Er- streckungsebene des Körpers 3 angeordnet ist und mit seinem freien Ende über die Hüllfläche beziehungsweise die höchste Stelle des Körpers 3 vorsteht. Der Bond-Draht kontaktiert mit seinem dem Körper 3 zugewandten Endbereich einen elektrischen Anschlußkontakt 5 des Körpers 3. Weitere Anschlußkontakte 6 des Körpers 3, von denen in der Zeichnung nur einer dargestellt ist, sind in an sich bekannter Weise über Bond-Drähte 7 mit als externe elektrische Anschlüsse dienenden ersten Teilbereichen 8 eines Frames verbunden. Von den ersten Teilbereichen 8 ist in der Zeichnung nur einer erkennbar. Ein weiterer Teilbereich 9 des Frames ist unterhalb des Körpers 3 angeordnet und trägt diesen. Der Frame ist einstückig ausgebildet und die Teilbereiche 8 und 9 sind durch in der Zeichnung nicht sichtbare Brücken miteinander verbunden .3 a projection 4 is formed. In Fig.1 it can be seen that the Bond wire forming projection 4 is arranged approximately at right angles to the plane of extent of the body 3 and projects with its free end beyond the envelope surface or the highest point of the body 3. With its end region facing the body 3, the bond wire contacts an electrical connection contact 5 of the body 3. Further connection contacts 6 of the body 3, of which only one is shown in the drawing, are also known in a manner known per se via bond wires 7 external electrical connections serving first sub-areas 8 of a frame connected. Only one of the first partial areas 8 can be seen in the drawing. Another portion 9 of the frame is arranged below the body 3 and supports it. The frame is formed in one piece and the partial areas 8 and 9 are connected to one another by bridges which are not visible in the drawing.
Die in Fig . 1 gezeigte Anordnung wird in ein aus wenigstens zwei , in Schließstellung eine Innenhöhlung umgrenzenden Formteilen bestehendes Spritzgießwerkzeug eingebracht , das Öffnungen für die Aufnahme und/oder den Durchtritt der Teilbereiche 8 des Frames aufweist . Dann wird das Spritzgießwerkzeug geschlossen . Dabei liegen die Umgrenzungsränder der Öffnungen dichtend an den Teilbereichen 8 des Frames an. In die Innenhöhlung des Spritzgießwerkzeuges wird über in dem Spritzgießwerkzeug vorgesehene Zuführkanäle ein fließfähiges Umkapselungsmaterial 1 0 eingebracht , welches den Körper 3 umschließt (Fig . 2 ) . Die Querschnittsabmessungen des den Vorsprung 4 bildenden Bond-Drahts sind so gewählt , daß der Bond-Draht bei Umspritzen mit dem Umkapselungsmaterial 1 0 nicht verweht . Danach wird das fließfähige Umkapselungsmaterial 1 0 verfestigt , beispielsweise durchThe in Fig. The arrangement shown in FIG. 1 is introduced into an injection molding tool consisting of at least two molded parts which in the closed position delimit an internal cavity and which has openings for receiving and / or the passage of the partial regions 8 of the frame. Then the injection mold is closed. The boundary edges of the openings lie sealingly on the partial areas 8 of the frame. A flowable encapsulation material 10, which surrounds the body 3 (FIG. 2), is introduced into the inner cavity of the injection mold via supply channels provided in the injection mold. The cross-sectional dimensions of the bond wire forming the projection 4 are selected such that the bond wire does not blow away when encapsulated with the encapsulation material 10. Then the flowable encapsulation material 1 0 is solidified, for example by
Aushärten, Erstarren und/oder Trocknen .Hardening, solidification and / or drying.
Nachdem das Spritzgießwerkzeug geöffnet wurde , wird an der dem Körper 3 abgewandten Oberfläche des Umkapselungsmaterial 1 0 ganzflächig Material abgetragen, bis der Vorsprung 4 bereichsweise freigelegt ist (Fig. 3) . Das Abtragen des Umkapselungsmaterials 10 kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß das Umkapselungsmaterial 10 mit einem Ätzmittel in Kontakt gebracht wird. Nach dem bereichsweisen Freilegen des Vorsprungs 4 wird auf das verfestigte Umkapselungsmaterial 10 eine den Vorsprung 4 elektrisch kontaktierende Elektrodenschicht 11 aufgebracht . Danach wird das Bauteil 1 erneut in das Spritzgießwerkzeug eingelegt und das Teilvolumen, in dem zuvor das Umkapselungsmaterial 10 abgetragen wurde, wird durch Einspritzen eines Zusatzmaterials 12 in die Innenhöhlung des Spritzgießwerkzeugs aufgefüllt (Fig. 4). Das Zusatzmaterial 12 kann mit dem Umkapselungsmaterial 10 identisch sein oder es kann ein von dem Umkapselungsmaterial 10 verschiedenes Zusatzmaterial 12 verwendet werden. Nach dem Verfestigen des Zusatzmaterials 12 wird das Bauteil 1 zur weiteren Bearbeitung aus dem Spritzgießwerkzeug entnommen. In weiteren Bearbeitungsschritten werden in an sich bekannter Weise die die einzelnen Teilbereiche 8 des Frames an ihren dem Umkapselungsmaterial 10 abgewandten Enden miteinander verbindenden Stege abgetrennt und die für die elektrischen Anschlüsse dienenden freien Endbereiche der Teilbereiche 8 werden um etwa 90° quer zur Erstreckungsebene des Körpers 3 abgewinkelt.After the injection mold has been opened, 10 of the encapsulation material becomes 0 on the surface of the encapsulation material facing away from the body 3 Material removed over the entire area until the projection 4 is exposed in some areas (FIG. 3). The encapsulation material 10 can be removed, for example, by bringing the encapsulation material 10 into contact with an etchant. After the region-by-region exposure of the projection 4, an electrode layer 11 that electrically contacts the projection 4 is applied to the solidified encapsulation material 10. The component 1 is then reinserted into the injection mold and the partial volume in which the encapsulation material 10 was previously removed is filled up by injecting an additional material 12 into the interior cavity of the injection mold (FIG. 4). The additional material 12 can be identical to the encapsulation material 10 or an additional material 12 different from the encapsulation material 10 can be used. After the additional material 12 has solidified, the component 1 is removed from the injection mold for further processing. In further processing steps, the webs connecting the individual partial regions 8 of the frame at their ends facing away from the encapsulation material 10 are separated in a manner known per se, and the free end regions of the partial regions 8 serving for the electrical connections become transverse by approximately 90 ° to the plane of extent of the body 3 angled.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 werden die Vorsprünge 4 durch Aufbringen von Bumps auf elektrische Anschlußkontakte 5 eines als Halbleiterchip mit einer Mikrostruktur für eine Sensorsignal-Auswerteschaltung ausgebildeten Körpers 3 erzeugt. Die Bumps werden aus einem elektrisch leitfähigen Material auf den Körper 3 aufgebracht, beispielsweise aus einem Lötmittel oder einem elektrisch leitfähige Partikel enthaltenden Polymerkunststoff. Wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 4 werden weitere Anschlußkontakte 6 des Körpers 3 über Bond-Drähte mit seitlich an dem Körper 3 angeordneten Teilbereichen 9 eines Frames verbunden. Es sind aber auch andere Ausführungsbeispiele denkbar, bei denen die Bond-Drähte 7 entfallen können oder bei denen anstelle der Bond-Drähte 7 weitere Vorsprünge 4 in Form von Bumps vorgesehen werden.5, the projections 4 are produced by applying bumps to electrical connection contacts 5 of a body 3 designed as a semiconductor chip with a microstructure for a sensor signal evaluation circuit. The bumps are applied to the body 3 from an electrically conductive material, for example from a solder or a polymer plastic containing electrically conductive particles. As in the exemplary embodiment according to FIGS. 1 to 4, further connection contacts 6 of the body 3 are connected via bond wires to partial regions 9 of a frame arranged laterally on the body 3. However, other exemplary embodiments are also conceivable, in which the bond wires 7 can be omitted or in which, instead of the bond wires 7, further projections 4 in the form of bumps are provided.
Nachdem die Bumps fertiggestellt sind, wird der die Vorsprünge 4 aufweisende Körper mit einem fließfähigen Umkapselungsmaterial 10 umgeben, das den Körper 3 mit den Vorsprüngen 4 allseits umgrenzt. Das Umkapselungsmaterial 10 wird so auf den Körper aufgebracht , daß es die dem Körper 3 abgewandten freien Enden der Vorsprünge 4 überdeckt. Nach dem Verfestigen des Umkapselungsmaterials 10 wird dieses an seiner dem Körper 3 abgewandten Seite abgetragen, bis die dem Körper 3 abgewandten freien Enden der Vorsprünge 4 freigelegt sind. Dabei können zusätzlich zu dem Umkapselungsmaterial 10 gegebenenfalls auch die freien Endbereiche der Vorsprünge 4 abgetragen werden, derart, daß die Oberfläche der freien Enden der Vorsprünge 4 zusammen mit der dazu benachbarten Oberfläche des Umkapselungsmaterials 10 eine durchgehend ebene Fläche bilden.After the bumps have been completed, the body having the projections 4 is surrounded with a flowable encapsulation material 10 which delimits the body 3 with the projections 4 on all sides. The encapsulation material 10 is applied to the body such that it covers the free ends of the projections 4 facing away from the body 3. After the encapsulation material 10 has solidified, it is removed on its side facing away from the body 3 until the free ends of the projections 4 facing away from the body 3 are exposed. In addition to the encapsulation material 10, the free end regions of the projections 4 can also be removed, such that the surface of the free ends of the projections 4 together with the adjacent surface of the encapsulation material 10 form a continuously flat surface.
Nach dem bereichsweisen Freilegen der Vorsprünge 4 wird bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 auf dem verfestigten Umkapselungsmaterial 10 eine als Halbleiterchip ausgebildete Baugruppe 13 derart angeordnet, daß elektrische Anschlußkontakte 14 der Baugruppe 13 die Vorsprünge 4 des Körpers 3 kontaktieren. Die mechanische Verbindung zwischen den Anschlußkontakten 14 der Baugruppe 13 und den Vorsprüngen 4 des Körpers 3 wird mit Methoden der Flip chip-Technik hergestellt, beispielsweise durch Löten oder Kleben.After the projections 4 have been exposed in regions, in the exemplary embodiment according to FIG. 5, an assembly 13 designed as a semiconductor chip is arranged on the solidified encapsulation material 10 such that electrical connection contacts 14 of the assembly 13 contact the projections 4 of the body 3. The mechanical connection between the contacts 14 of the assembly 13 and the projections 4 of the body 3 is made using methods of flip chip technology, for example by soldering or gluing.
Die Anschlußkontakte 14 sind über in der Zeichnung nicht sichtbare Leiterbahnen mit einer als Magnetfeldsensor ausgebildeten Sensorschicht 15 der Baugruppe 13 verbunden. Die Sensorschicht 15 kann beispielsweise für einen Hall-Sensor oder einen magnetoresistiven Sensor vorgesehen sein. Das Substrat 16 der Baugruppe 13 wird bei einem Hall-Sensor vorzugsweise aus Galliumarsenid oder Indiumphosph.it und bei einem magnetoresistiven Sensor aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt, während für das Substrat 17 des Körpers 3 jeweils ein anderes Material verwendet wird, beispielsweise Silizium.The connection contacts 14 are connected to a sensor layer 15 of the assembly 13 which is designed as a magnetic field sensor and is not visible in the drawing. The sensor layer 15 can be provided, for example, for a Hall sensor or a magnetoresistive sensor. The substrate 16 of the Assembly 13 is preferably made of gallium arsenide or indium phosphite in a Hall sensor and made of an electrically insulating material in the case of a magnetoresistive sensor, while a different material is used for the substrate 17 of the body 3, for example silicon.
Wie in Fig. 5 erkennbar ist, ist die Sensorschicht 15 benachbart zu einer der beiden flachseitigen Oberflächen der Baugruppe 13 angeordnet. Die Baugruppe 13 wird so an dem Körper 3 positioniert, daß die Sensorschicht 15 dem Körper 3 zugewandt ist, so daß diese einerseits durch den Körper 3 und andererseits durch das Substrat 16 der Baugruppe 13 vor mechanischer Beschädigung geschützt ist. Die Sensorschicht 15 ist durch das Substrat 16 in einem definierten Abstand von der dem Körper 3 abgewandten flachseitigen Oberfläche der Baugruppe 13 angeordnet, der bei der Herstellung der Baugruppe 13 mit Methoden der Halbleiterfertigungstechnik sehr genau eingestellt werden kann.As can be seen in FIG. 5, the sensor layer 15 is arranged adjacent to one of the two flat surfaces of the assembly 13. The assembly 13 is positioned on the body 3 such that the sensor layer 15 faces the body 3 so that it is protected from mechanical damage on the one hand by the body 3 and on the other hand by the substrate 16 of the assembly 13. The sensor layer 15 is arranged through the substrate 16 at a defined distance from the flat-side surface of the assembly 13 facing away from the body 3, which surface can be set very precisely in the manufacture of the assembly 13 using methods of semiconductor manufacturing technology.
Wie in Fig. 15 erkennbar ist, kann die Baugruppe 13 nach dem bereichsweisen Freilegen der Vorsprünge 4 auch so an dem Körper 3 positioniert werden, daß ihre Sensorschicht 15 an der dem Körper 3 abgewandten Seite der Baugruppe 13 angeordnet ist . Die Baugruppe 13 weist Durchkontaktierungen 19 auf, welche jeweils mit einem ihrer Enden mit der Sensorschicht 15 und mit ihrem anderen Ende mit dem Vorsprung 4 des Körpers 3 verbunden sind.As can be seen in FIG. 15, after the projections 4 have been exposed in regions, the assembly 13 can also be positioned on the body 3 such that its sensor layer 15 is arranged on the side of the assembly 13 facing away from the body 3. The assembly 13 has plated-through holes 19, each of which has one end connected to the sensor layer 15 and the other end connected to the projection 4 of the body 3.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 werden auf einen als Halbleiterchip ausgebildeten Körper 3, der beispielsweise ein Teil einer in der Zeichnung nicht dargestellten Multi-Chip- Leiterplatte sein kann, mehrere VorSprünge 4 in Form von Bumps aufgebracht. Danach wird der Körper 3 in einem Spritzgießwerkzeug mit einem fließfähigen Umkapselungsmaterial 10 ummantelt, wie dies bereits bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 beschrieben wurde. Wie in Fig. 7 erkennbar ist, umgrenzt das Umkapselungs- material 1 0 die Vorsprünge 4 seitlich und überdeckt sie an ihren freien Enden . Nach dem Verfestigen des Umkapselungsmaterials 1 0 wird dieses ganzflächig abgetragen, bis die dem Körper 3 abgewandten Endbereiche der Vorsprünge 4 freigelegt sind (Fig. 8) .In the exemplary embodiment according to FIG. 6, a plurality of projections 4 in the form of bumps are applied to a body 3 designed as a semiconductor chip, which can be part of a multi-chip circuit board, for example, not shown in the drawing. The body 3 is then encased in an injection mold with a flowable encapsulation material 10, as has already been described in the exemplary embodiment according to FIG. 2. As can be seen in FIG. 7, the encapsulation material 1 0 the projections 4 laterally and covers them at their free ends. After the encapsulation material 10 has solidified, it is removed over the entire surface until the end regions of the projections 4 facing away from the body 3 are exposed (FIG. 8).
Danach wird die die freigelegten Vorsprungsbereiche aufweisende Seite des Umkapselungsmaterials 1 0 zum Einbringen von Öffnungen 1 8 in das Umkapselungsmaterial 1 0 mit einem Ätzmittel in Kontakt gebracht , welches für das Material der Vorsprünge 4 eine größere Ätzrate aufweist als für das Umkapselungsmaterial 1 0 . Vorzugsweise wird das Ätzmittel dabei so gewählt , daß es nur mit dem Material der Vorsprünge 4 , nicht j edoch mit dem Umkapselungsmaterial 1 0 chemisch reagiert . Mittels des Ätzmittels wird von den Vorsprüngen 4 solange Material abgetragen, bis die darunter befindlichen Teilbereiche des Körpers 3 freigelegt sind .Thereafter, the side of the encapsulation material 1 0 that has the exposed projection areas is brought into contact with an etching agent for introducing openings 1 8 into the encapsulation material 1 0, which has a larger etching rate for the material of the projections 4 than for the encapsulation material 1 0. The etchant is preferably chosen so that it reacts chemically only with the material of the projections 4, but not with the encapsulation material 10. Material is removed from the projections 4 by means of the etchant until the subareas of the body 3 located underneath are exposed.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig . 9 wird ein anisotropes Ätzverfahren verwendet , das in einer normal zur Erstreckungsebene des Körpers 3 verlaufenden Richtung eine größere Ätzrate aufweist als quer dazu . Anstelle des anisotropen Ätzverfahrens kann aber auch ein isotropes Ätzverfahren verwendet werden, beispielsweise wenn eine Unterätzung des Umkapselungsmaterials 1 0 gewünscht wird.In the embodiment according to Fig. 9, an anisotropic etching method is used, which has a larger etching rate in a direction running normal to the plane of extent of the body 3 than at right angles to it. Instead of the anisotropic etching process, however, an isotropic etching process can also be used, for example if undercutting of the encapsulation material 10 is desired.
Nach dem Einbringen der Öffnungen 1 8 wird das Umkapselungs- material 1 0 in demselben Spritzgießwerkzeug, indem der KörperAfter the openings 1 8 have been introduced, the encapsulation material 1 0 is in the same injection mold by the body
3 mit dem fließfähigen Umkapselungsmaterial 1 0 ummantelt wurde , ein sich von dem Umkapselungsmaterial 1 0 unterscheidendes fließfähiges Zusatzmaterial 1 2 aufgespritzt und danach verfestigt . Wie in Fig. 1 0 erkennbar ist , füllt dieses die Bereiche, in denen zuvor das Umkapselungsmaterial 1 0 und das Material der Vorsprünge3 was coated with the flowable encapsulation material 1 0, a flowable additional material 1 2 different from the encapsulation material 1 0 was sprayed on and then solidified. As can be seen in Fig. 1 0, this fills the areas in which the encapsulation material 1 0 and the material of the projections previously
4 abgetragen wurde, auf . Das Zusatzmaterial 1 2 kann beispielsweise optisch transparent und/oder elektrisch leitfähig sein, während das Umkapselungsmaterial optisch undurchlässig und/oder elektrisch isolierend sein kann . Am Boden der Öffnung 1 8 kann der Körper 3 einen optischen Sender und/oder Empfänger aufweisen. Insgesamt ergibt sich somit ein Bauteil, das einen optischen und/oder elektrischen Zugang zu dem umkapselten Körper 3 aufweist.4 was removed. The additional material 1 2 can for example be optically transparent and / or electrically conductive, while the encapsulation material can be optically opaque and / or electrically insulating. At the bottom of the opening 1 8 the body can 3 have an optical transmitter and / or receiver. Overall, this results in a component that has optical and / or electrical access to the encapsulated body 3.
Wie in Fig. 11 erkennbar ist, kann eine an der dem Körper 3 abgewandten Seite des Zusatzmaterials 12 befindliche Zusatzmaterial-Schicht nach dem Verfestigen des Zusatzmaterials 12 abgetragen werden, bis das Zusatzmaterial 12 nur noch in der Öffnung 18 angeordnet ist. Dabei ist es sogar möglich, das Zusatzmaterial 12 auch in der Öffnung 18 bereichsweise abzutragen, bis zu noch in einem bodennahen Bereich der Öffnung 18 Zusatzmaterial 12 vorhanden ist.As can be seen in FIG. 11, an additional material layer located on the side of the additional material 12 facing away from the body 3 can be removed after the additional material 12 has solidified until the additional material 12 is only arranged in the opening 18. It is even possible to remove the additional material 12 in regions in the opening 18 until additional material 12 is still present in a region of the opening 18 near the ground.
Bei dem Verfahren zum Herstellen eines Bauteils 1 wird also auf einen eine Mikrostruktur 2 aufweisenden Körper 3 wenigstens ein an den Körper 3 vorstehender Vorsprung 4 aufgebracht . Danach wird auf dem Körper 3 ein fließfähiges Umkapselungsmaterial 10 angeordnet und verfestigt, das den wenigstens einen VorsprungIn the method for producing a component 1, at least one projection 4 protruding from the body 3 is thus applied to a body 3 having a microstructure 2. A flowable encapsulation material 10 is then arranged and solidified on the body 3, which encapsulates the at least one projection
4 seitlich umgrenzt und überdeckt. Das verfestigte Umkapselungs- material 10 wird an seiner dem Körper 3 abgewandten Oberfläche abgetragen, bis der wenigstens eine Vorsprung 4 bereichsweise freigelegt ist.4 laterally bounded and covered. The solidified encapsulation material 10 is removed on its surface facing away from the body 3 until the at least one projection 4 is exposed in some areas.
Ansprüche Expectations

Claims

A n s p r ü c h e Expectations
1. Verfahren zum Herstellen eines Bauteils (1), wobei auf einen eine Mikrostruktur (2) aufweisenden Körper (3) wenigstens ein über die äußere Hüllfläche des Körpers (3) vorstehender1. A method for producing a component (1), wherein on a body (3) having a microstructure (2) at least one protruding beyond the outer envelope surface of the body (3)
Vorsprung (4) aufgebracht wird, und wobei auf den KörpersProjection (4) is applied, and being on the body
(3) ein den Vorsprung oder die Vorsprünge (4) seitlich umgrenzendes und überdeckendes fließfähiges Umkapselungs- material (10) aufgebracht und anschließend verfestigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Umkapselungsmaterial (10) nach seinem Verfestigen an seiner dem Körper (3) abgewandten Oberfläche abgetragen wird, bis der Vorsprung oder die Vorsprünge (4) bereichsweise freigelegt ist (sind) .(3) a flowable encapsulation material (10) laterally bordering and covering the projection or the projections (4) is applied and then solidified, characterized in that the encapsulation material (10) after it has solidified on its surface facing away from the body (3) is removed until the projection or the projections (4) is (are) exposed in some areas.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Umkapselungsmaterial (10) nach dem Verfestigen durch Ätzen abgetragen wird, insbesondere durch Plasmaätzen.2. The method according to claim 1, characterized in that the encapsulation material (10) is removed after solidification by etching, in particular by plasma etching.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Umkapselungsmaterial (10) nach dem Verfestigen mechanisch abgetragen wird, insbesondere durch Schleifen.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the encapsulation material (10) is mechanically removed after solidification, in particular by grinding.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der die Mikrostruktur (2) aufweisende4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the microstructure (2) having
Körper (3) eine elektrische und/oder optische Baugruppe ist, insbesondere ein Halbleiterchip oder eine Multi-Chip- Leiterplatte, und daß der wenigstens eine Vorsprung aus einem elektrisch und/oder optisch leitfähigen Material, insbe- sondere in Form eines Bumps und/oder Bonddrahts, auf einen elektrisch leitfähigen und/oder optisch aktiven Bereich der Baugruppe aufgebracht wird.Body (3) is an electrical and / or optical assembly, in particular a semiconductor chip or a multi-chip circuit board, and that the at least one projection is made of an electrically and / or optically conductive material, in particular in the form of a bump and / or Bond wire, is applied to an electrically conductive and / or optically active area of the assembly.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem bereichsweisen Freilegen des Vorsprungs (4) auf das verfestigte Umkapselungsmaterial (10) eine den Vorsprung (4) kontaktierende Elektrodenschicht (11) und/oder eine mit dem Vorsprung (4) optisch koppelbare, optische Wellenleiterschicht aufgebracht wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized characterized in that after the area-by-area exposure of the projection (4) on the solidified encapsulation material (10), an electrode layer (11) contacting the projection (4) and / or an optical waveguide layer which can be optically coupled to the projection (4) is applied.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem bereichsweisen Freilegen des wenigstens einen elektrisch und/oder optisch leitfähigen Vorsprungs (4) auf dem auf der elektrischen und/oder optischen Baugruppe befindlichen, verfestigten Umkapselungsmaterial (10) wenigstens eine weitere, eine Mikrostruktur aufweisende elektrische und/oder optische Baugruppe (13) sandwichartig angeordnet wird, derart daß der wenigstens eine elektrisch und/oder optisch leitfähige Vorsprung (4) einander zugewandte elektrisch leitfähige und/oder optisch aktive Bereiche der Mikrostrukturen der sandwichartig angeordneten Baugruppen (13) miteinander elektrisch verbindet oder optisch koppelt.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that after the partial exposure of the at least one electrically and / or optically conductive projection (4) on the on the electrical and / or optical assembly, solidified encapsulation material (10) at least a further electrical and / or optical assembly (13) having a microstructure is arranged in a sandwich-like manner such that the at least one electrically and / or optically conductive projection (4) faces electrically conductive and / or optically active regions of the microstructures of the sandwich-like assemblies facing one another (13) electrically connects to one another or optically couples.
7 . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens eine der sandwichartig anzuordnenen Baugruppen ( 3 , 1 3) ein Halbleiterchip mit einer aktiven Sensorschicht ( 1 5) ist und daß dieser Halbleiterchip nach dem bereichsweisen Freilegen des wenigstens einen elektrisch und/oder optisch leit fähigen Vorsprungs (4) derart an der anderen Baugruppe ( 1 3 , 3 ) angeordnet wird, daß er mit seiner Sensorschicht ( 1 5 ) dieser Baugruppe ( 1 3 , 3 ) abgewandt ist .7. Method according to one of Claims 1 to 6, characterized in that at least one of the assemblies (3, 1 3) to be arranged in the manner of a sandwich is a semiconductor chip with an active sensor layer (1 5) and that this semiconductor chip after the at least one exposure of the at least one electrically and / or optically conductive projection (4) is arranged on the other module (1 3, 3) in such a way that it with its sensor layer (1 5) faces away from this module (1 3, 3).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens eine der sandwichartig anzuordnenen Baugruppen ( 3 , 1 3 ) ein Halbleiterchip mit einer aktiven Sensorschicht ( 1 5) ist und daß dieser Halbleiterchip nach dem bereichsweisen Freilegen des wenigstens einen elektrisch und/oder optisch leitfähigen Vorsprungs (4) derart an der anderen Baugruppe (13, 3) angeordnet wird, daß er mit seiner Sensorschicht (15) dieser Baugruppe (13, 3) zugewandt ist.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that at least one of the assemblies (3, 1 3) to be arranged in the manner of a sandwich is a semiconductor chip with an active sensor layer (1 5) and that this semiconductor chip after the at least one electrically and / or optically conductive projection (4) has been exposed in regions, it is arranged on the other assembly (13, 3) in such a way that its sensor layer (15) faces this assembly (13, 3).
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in das verfestigte Umkapselungsmaterial (10) eine Öffnung (18) eingebracht wird, indem der bereichsweise freigelegte Vorsprung (4) abgetragen wird, bis der darunter befindliche Teilbereich des die Mikrostruktur (2) aufweisenden Körpers (3) freigelegt ist.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that an opening (18) is made in the solidified encapsulation material (10) by removing the partially exposed projection (4) until the sub-area of the microstructure ( 2) having body (3) is exposed.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in die in das verfestigte Umkapselungsmaterial (10) eingebrachte Öffnung (18) ein sich von dem Umkapselungsmaterial (10) unterscheidendes fließfähiges Zusatzmaterial (12) eingefüllt und das Zusatzmaterial (12) danach verfestigt wird.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that in the solidified encapsulation material (10) introduced opening (18) from the encapsulation material (10) differing flowable additional material (12) and the additional material (12) is then solidified.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das fließfähige Umkapselungsmaterial11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the flowable encapsulation material
(10) in einem Spritzgießwerkzeug auf den die Mikrostruktur(10) in an injection mold on the microstructure
(2) aufweisenden Körper (3) aufgespritzt wird und daß nach dem Einbringen der Öffnung (18) in das verfestigte(2) having body (3) is sprayed and that after the opening of the opening (18) in the solidified
Umkapselungsmaterial (10) in demselben Spritzgießwerkzeug das Zusatzmaterial (12) auf das Umkapselungsmaterial (10) aufgespritzt wird.Encapsulation material (10) in the same injection mold, the additional material (12) is sprayed onto the encapsulation material (10).
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Aufspritzen des Zusatzmaterials12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that after the spraying of the additional material
(12) auf das Umkapselungsmaterial (10) die Schichtdicke des(12) on the encapsulation material (10) the layer thickness of the
Zusatzmaterials (12) vermindert wird, indem an der demAdditional material (12) is reduced by the
Umkapselungsmaterial (10) abgewandten Seite des Zu- satzmaterials (12) vorzugsweise ganzflächig Zusatzmaterial (12) abgetragen wird, insbesondere mittels eines Ätzmittels.Encapsulation material (10) facing away from the Substitute material (12) is preferably removed over the entire area of additional material (12), in particular by means of an etchant.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der als Halbleiterchip ausgebildete13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the formed as a semiconductor chip
Körper (3) beim Aufbringen des fließfähigen Umkapselungsmaterials (10) und gegebenenfalls des Zusatzmaterials (12) auf einem Frame angeordnet ist , daß in der Innenhöhlung des Spritzgießwerkzeugs Öffnungen für die Aufnahme und/oder den Durchtritt von Teilbereichen (8) des Frames vorgesehen sind, und daß der Frame so in dem Spritzgießwerkzeug angeordnet wird, daß die Umgrenzungsränder der Öffnungen in Gebrauchε- st eilung dichtend an diesen Teilbereichen anliegen.When the flowable encapsulation material (10) and optionally the additional material (12) are applied to a frame, the body (3) is arranged on a frame in such a way that openings are provided in the inner cavity of the injection mold for receiving and / or the passage of partial areas (8) of the frame, and that the frame is arranged in the injection molding tool in such a way that the boundary edges of the openings in the position of use lie sealingly against these partial areas.
Zusammenfassung Summary
PCT/EP2001/005040 2000-05-13 2001-05-04 Method for producing a component WO2001088975A2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10023539.5 2000-05-13
DE10023539A DE10023539B4 (en) 2000-05-13 2000-05-13 Method for producing a component

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2001088975A2 true WO2001088975A2 (en) 2001-11-22
WO2001088975A3 WO2001088975A3 (en) 2002-06-20

Family

ID=7641961

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2001/005040 WO2001088975A2 (en) 2000-05-13 2001-05-04 Method for producing a component

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE10023539B4 (en)
TW (1) TW503488B (en)
WO (1) WO2001088975A2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101252155B (en) * 2008-03-14 2010-10-13 厦门大学 Method for preparation of polycrystalline silicon solar cell textile layer
CN104730656A (en) * 2015-04-01 2015-06-24 苏州旭创科技有限公司 Optical module and manufacturing method thereof

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10302007B4 (en) * 2003-01-21 2006-09-07 Leuze Electronic Gmbh & Co Kg Optical sensor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4971930A (en) * 1985-12-20 1990-11-20 Sgs Microelectronics S.P.A. EPROM semiconductor device erasable with ultraviolet rays and manufacturing process thereof
FR2704690A1 (en) * 1993-04-27 1994-11-04 Thomson Csf Method for encapsulating semiconductor wafers, device obtained by this process and application to the interconnection of wafers in three dimensions.
US5622873A (en) * 1994-01-24 1997-04-22 Goldstar Electron Co., Ltd. Process for manufacturing a resin molded image pick-up semiconductor chip having a window
EP0771029A2 (en) * 1995-10-24 1997-05-02 Oki Electric Industry Co., Ltd. Semiconductor device having an improved structure for preventing cracks, and method of manufacturing the same
EP0901165A1 (en) * 1997-09-05 1999-03-10 Matra Marconi Space France Housing for integrated circuit and method for mounting integrated circuit

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2531302A1 (en) * 1982-07-30 1984-02-03 Xerox Corp METHODS OF FORMING A HIGH DENSITY ELECTRICAL CIRCUIT AND INTERCONNECTING ELEMENTS FOR THE CIRCUIT
JPS60113950A (en) * 1983-11-25 1985-06-20 Hitachi Ltd Semiconductor device
JPS6333851A (en) * 1986-07-28 1988-02-13 Matsushita Electric Works Ltd Package for ic
US4955523A (en) * 1986-12-17 1990-09-11 Raychem Corporation Interconnection of electronic components
JPH01300530A (en) * 1988-05-30 1989-12-05 Nissan Motor Co Ltd Manufacture of semiconductor element package
JPH04217375A (en) * 1990-12-18 1992-08-07 Sumitomo Electric Ind Ltd Semiconductor device and preparation thereof
JP3189799B2 (en) * 1991-08-23 2001-07-16 ソニー株式会社 Method for manufacturing semiconductor device
JPH05203522A (en) * 1992-01-23 1993-08-10 Mitsubishi Electric Corp Pressure sensor for molded package semiconductor and manufacture thereof
JPH07307409A (en) * 1994-05-12 1995-11-21 Fujitsu Ltd Semiconductor device and its production method
JP3449796B2 (en) * 1994-08-18 2003-09-22 ソニー株式会社 Method for manufacturing resin-encapsulated semiconductor device
JP3209119B2 (en) * 1996-07-30 2001-09-17 松下電工株式会社 Pressure sensor
US5848214A (en) * 1997-07-16 1998-12-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Optically-guiding multichip module
JP2000058569A (en) * 1998-08-06 2000-02-25 Sony Corp Method for forming semiconductor package

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4971930A (en) * 1985-12-20 1990-11-20 Sgs Microelectronics S.P.A. EPROM semiconductor device erasable with ultraviolet rays and manufacturing process thereof
FR2704690A1 (en) * 1993-04-27 1994-11-04 Thomson Csf Method for encapsulating semiconductor wafers, device obtained by this process and application to the interconnection of wafers in three dimensions.
US5622873A (en) * 1994-01-24 1997-04-22 Goldstar Electron Co., Ltd. Process for manufacturing a resin molded image pick-up semiconductor chip having a window
EP0771029A2 (en) * 1995-10-24 1997-05-02 Oki Electric Industry Co., Ltd. Semiconductor device having an improved structure for preventing cracks, and method of manufacturing the same
EP0901165A1 (en) * 1997-09-05 1999-03-10 Matra Marconi Space France Housing for integrated circuit and method for mounting integrated circuit

Non-Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 009, no. 270 (E-353), 26. Oktober 1985 (1985-10-26) -& JP 60 113950 A (HITACHI SEISAKUSHO KK), 20. Juni 1985 (1985-06-20) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 012, no. 244 (E-631), 9. Juli 1988 (1988-07-09) -& JP 63 033851 A (MATSUSHITA ELECTRIC WORKS LTD), 13. Februar 1988 (1988-02-13) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 014, no. 095 (E-0892), 21. Februar 1990 (1990-02-21) -& JP 01 300530 A (NISSAN MOTOR CO LTD), 5. Dezember 1989 (1989-12-05) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 016, no. 567 (E-1296), 8. Dezember 1992 (1992-12-08) -& JP 04 217375 A (SUMITOMO ELECTRIC IND LTD), 7. August 1992 (1992-08-07) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1996, no. 03, 29. März 1996 (1996-03-29) -& JP 07 307409 A (FUJITSU LTD;OTHERS: 01), 21. November 1995 (1995-11-21) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1996, no. 07, 31. Juli 1996 (1996-07-31) -& JP 08 064725 A (SONY CORP), 8. März 1996 (1996-03-08) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1999, no. 11, 30. September 1999 (1999-09-30) -& JP 11 150090 A (SONY CORP), 2. Juni 1999 (1999-06-02) *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2000, no. 05, 14. September 2000 (2000-09-14) -& JP 2000 058569 A (SONY CORP), 25. Februar 2000 (2000-02-25) *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101252155B (en) * 2008-03-14 2010-10-13 厦门大学 Method for preparation of polycrystalline silicon solar cell textile layer
CN104730656A (en) * 2015-04-01 2015-06-24 苏州旭创科技有限公司 Optical module and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
DE10023539A1 (en) 2001-11-29
TW503488B (en) 2002-09-21
DE10023539B4 (en) 2009-04-09
WO2001088975A3 (en) 2002-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19758891B4 (en) Semiconductor sensor and method for its production
DE102013211613B4 (en) Device in the form of a wafer-level package and method for its manufacture
DE102007005630B4 (en) Sensor chip module and method for producing a sensor chip module
DE3022840A1 (en) ENCLOSED CIRCUIT ARRANGEMENT AND METHOD FOR THEIR PRODUCTION
DE112005000952T5 (en) Electronic module and method of making the same
EP0641154A1 (en) Housing for electronic components
WO2001027025A1 (en) Electro-mechanical component and method for producing the same
EP2819492B1 (en) MID component, method for the preparation of the same
DE19622684A1 (en) Process for producing mechanically strong adhesive bonds between surfaces
DE102007025338B4 (en) Method for sealing a housing and electrical component
DE102010042987A1 (en) Method for producing an electrical circuit and electrical circuit
DE102008058003B4 (en) Method for producing a semiconductor module and semiconductor module
DE19907168C1 (en) Layer arrangement and method for its production
WO2017016957A1 (en) Method for producing a component and component
DE102005026528B4 (en) Semiconductor device having at least one media channel and method for producing semiconductor devices each having at least one media channel
WO2001088975A2 (en) Method for producing a component
DE10141571A1 (en) Making electronic component comprising semiconductor elements with device for sensing or emitting
DE102005054631A1 (en) Sensor arrangement with a substrate and with a housing and method for producing a sensor arrangement
DE10393265T5 (en) Micro device and method for its production
EP1236227B1 (en) Method and production of a sensor
DE102004010703B4 (en) Component with WLP-capable encapsulation and manufacturing process
WO1999026287A1 (en) Silicon film used as a substrate for semiconductor circuits in cards
EP2302987B1 (en) Integration of SMD components in an IC housing
WO2018069068A1 (en) Micromechanical pressure sensor device, and corresponding method for producing a micromechanical pressure sensor device
DE19921867C2 (en) Method for producing a semiconductor component with at least one encapsulated chip on a substrate

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): CN JP KR SG US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE TR

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
AK Designated states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): CN JP KR SG US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE TR

122 Ep: pct application non-entry in european phase
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP