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Dokumentenidentifikation DE10130084A1 16.01.2003
Titel Herstellungsverfahren für einen in einem Gehäuse untergebrachten SAW- oder BAW-Baustein
Anmelder Infineon Technologies AG, 81669 München, DE;
Nokia Mobile Phones Ltd., Espoo, FI
Erfinder Ella, Juha, Halikko, FI;
Timme, Hans-Jörg, Dr., 85521 Ottobrunn, DE;
Aigner, Robert, Dr., 81675 München, DE;
Tikka, Pasi, Helsinki, FI
Vertreter Schoppe, Zimmermann, Stöckeler & Zinkler, 81479 München
DE-Anmeldedatum 21.06.2001
DE-Aktenzeichen 10130084
Offenlegungstag 16.01.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.01.2003
IPC-Hauptklasse H03H 9/10
IPC-Nebenklasse H03H 3/08   
Zusammenfassung Bei dem erfindungsgemäßen Herstellunsgverfahren für einen in einem Gehäuse untergebrachten SAW- oder BAW-Baustein weist der SAW- oder BAW-Baustein zumindest einen Schaltungschip (10) mit zumindest einem aktiven Element (12) und einen Träger (20) für den zumindest einen Schaltungschip (10) auf, wobei der zumindest eine Schaltungschip (10) mit dem Träger (20) verbunden wird, so daß das aktive Element (12) auf dem Schaltungschip (10) dem Träger (20) gegenüberliegt und ein Zwischenraum zwischen dem aktiven Element (12) und dem Träger (20) vorgesehen ist. Daraufhin wird ein Schutzüberzug (28) zum Häusen des Schaltungschips (10) mit dem aktiven Element (12) zwischen dem Schutzüberzug (28) und dem Träger (20) aufgebracht.

Beschreibung[de]

Diese Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf das Gebiet von Hochfrequenzfiltern und Hochfrequenzduplexern, wie z. B. SAW- oder BAW-Filter und SAW- oder BAW-Duplexer (SAW = surface acoustic wave = akustische Oberflächenwelle; BAW = bulk acoustic wave = akustische Körperwelle), und insbesondere auf die Unterbringung solcher Filter und Duplexer in einem Gehäuse.

Gegenwärtig werden beispielsweise für SAW- oder BAW-Elemente Keramikgehäuse verwendet, die jedoch sehr aufwendig und damit sehr teuer herzustellen sind. Ein herkömmliches Gehäuse für ein SAW- oder BAW-Element weist beispielsweise eine Keramikbasis und einen gegenüberliegenden Keramikdeckel oder Metalldeckel auf. Dabei weist entweder die Basis oder der Deckel oder auch beide Anordnungen in der Mitte eine Vertiefung auf. Wenn die Basis und der Deckel gegenüberliegend angeordnet sind, definieren die Vertiefungen einen Hohlraum für den SAW- oder BAW-Chip. Die Keramikseitenabschnitte der Basis und des Deckels bilden die Seiten des Gehäuses. Innerhalb des Hohlraums sind Anschlußleitungen vorgesehen, die durch Bonddrähte mit dem SAW- oder BAW-Chip verbunden sind. Die Anschlußleitungen sind ihrerseits mit einem Anschlußleitungsrahmen verbunden, der für eine elektrische Kontaktierung nach außen vorgesehen ist.

Bei SAW-Gehäusen ist es darüber hinaus erforderlich, daß das SAW-Chipgehäuse vollständig hermetisch abgedichtet ist. Ferner wird der SAW-Chip üblicherweise mittels eines Epoxidharzes an der Keramikbasis angebracht, wobei das Epoxidharz im wesentlichen die gesamte untere Chipfläche des SAW-Chips bedeckt.

Aus der obigen Erörterung wird deutlich, daß die Herstellung herkömmlicher Keramikgehäuse für SAW- oder BAW-Chips äußerst aufwendig und damit teuer ist. Diese aufwendigen Herstellungsverfahren haben darüber hinaus zur Folge, daß aufgrund des schwierigen Herstellungsprozesses häufig nicht immer zuverlässige Gehäuse für die SAW- oder BAW-Chips bereitgestellt werden können.

Es ist außerdem zu beachten, daß der Kostenanteil für die Unterbringung von SAW- oder BAW-Chips in einem Gehäuse gegenwärtig etwa 30 bis 40% der Kosten eines SAW- oder BAW-Filters beträgt. Daher ist es aus Wettbewerbsgründen auf dem Gebiet von Filterschaltungen äußerst wichtig, kostengünstige Gehäuse für diese Filterschaltungen zu entwickeln, die im Gegensatz zu traditionellen Keramikgehäusen einerseits sehr einfach herzustellen und trotzdem äußerst zuverlässig sind.

Die oben erörterte Problematik stellt sich dabei insbesondere bei den BAW-Elementen, wie z. B. bei FBAR-Filtern und FBAR- Duplexern (FBAR = Thin Film Bulk Acoustic Wave Resonator = akustischer Dünnfilmkörperwellenresonator), die gegenwärtig immer mehr Verbreitung finden. Die Weiterentwicklung dieser elektronischen Bauelemente wird aufgrund der immer weiter steigenden Anforderungen nach reduzierten Kosten und verringerter Größe, wie z. B. bei Mobiltelefonen, immer mehr vorrangetrieben.

Diese BAW-Elemente verwenden sogenannte akustische Körperwellen in einem dünnen piezoelektrischen Filmmaterial. Dabei befindet sich eine Schicht aus diesem piezoelektrischen Material zwischen zwei Metallelektroden, wobei diese Struktur im allgemeinen um ihren Umfang frei aufgehängt ist. Wenn mittels einer eingeprägten Spannung ein elektrisches Feld zwischen den zwei Elektroden erzeugt wird, wandelt das piezoelektrische Material einen Teil der elektrischen Energie in mechanische Energie in Form von Schallwellen um. Die Schallwellen breiten sich dann in der gleichen Richtung wie das elektrische Feld aus.

Bei der mechanischen Resonanz zeigt das Element das Verhalten eines elektronischen Resonators, wobei das Element folglich als Filter wirksam ist. Die mechanische Resonanzfrequenz ist dabei von der Gesamtdicke des piezoelektrischen Elements abhängig. Mit dieser Anordnung der BAW-Elemente lassen sich Anwendungen bis in den Gigahertzbereich erreichen. Als Gehäuse für die zunehmend eingesetzten BAW-Elemente werden üblicherweise die beschriebenen Keramikgehäuse eingesetzt, die auch für SAW- oder BAW-Elemente vorgesehen sind.

Für diese BAW-Elemente, wie z. B. FBAR-Filter und FBAR-Duplexer, ergeben sich daher bezüglich der Unterbringung in einem Gehäuse entsprechende Anforderungen wie bei SAW- oder BAW- Elementen, so daß ein Bedarf nach einem kostengünstigen, zuverlässigen und kompakten Gehäuse für diese BAW-Elemente vorhanden ist.

Herkömmliche CSP-Techniken (CSP = chip scale package = Gehäuse in Chipgröße) können aufgrund der Funktionalität derselben nicht für SAW- und BAW-Elemente verwendet werden.

Bei der CSP-Technologie ist der Platzbedarf des in einem Gehäuse untergebrachten elektrischen Bauelements nur geringfügig größer als die Fläche des ungehäusten Bauteils. Bei der CSP-Technologie wird das aktive Bauelement, d. h. der Halbleiterchip, beispielsweise mittels einer Flip-Chip-Kontaktierung auf einem Substrat angebracht. Dabei werden die Chips mit der aktiven Seite nach unten auf dem Substrat angebracht. Zur Erhöhung der Zuverlässigkeit wird ein Unterfüllmaterial in den Spalt zwischen dem Bauelement und dem Substrat eingebracht, wobei das hierfür verwendete Epoxidharz direkt an dem Rand des Bauelements abgesetzt wird und dasselbe infolge der Kapillarkräfte unter den Spalt fließt, bis dieser komplett gefüllt ist. Dies würde jedoch bei SAW- oder BAW-Elementen aus den angegebenen Gründen die Funktionalität des aktiven SAW- oder BAW-Elements zerstören.

Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes Konzept zu schaffen, das eine kostengünstige und zuverlässige Unterbringung von SAW- oder BAW-Elementen in einem Gehäuse ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines gehäusten SAW- oder BAW-Bausteins gemäß Anspruch 1 und durch ein Gehäuse für einen SAW- oder BAW-Baustein gemäß Anspruch 20 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines gehäusten SAW- oder BAW-Bausteins, der zumindest einen Schaltungschip mit zumindest einem aktiven Element und einen Träger für den zumindest einen Schaltungschip aufweist, wird der zumindest eine Schaltungschip mit dem Träger verbunden, wobei das aktive Element auf dem Schaltungschip dem Träger gegenüberliegt und ein Zwischenraum zwischen dem aktiven Element und dem Träger vorgesehen ist. Daraufhin wird ein Schutzüberzug zum Häusen des Schaltungschips mit dem aktiven Element zwischen dem Schutzüberzug und dem Träger aufgebracht, wobei der Zwischenraum bestehen bleibt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß ein bezüglich Grundfläche und Höhe äußerst kompakt in einem Gehäuse untergebrachter SAW- oder BAW-Baustein einfach hergestellt werden kann, indem der Schaltungschip beispielsweise mittels einer Flip-Chip-Kontaktierung mit dem Träger verbunden wird, um eine elektrische Verbindung, die auch zur mechanischen Stabilisierung beitragen kann, zwischen dem Schaltungschip und dem Träger herzustellen. Dabei wird zwischen dem aktiven Element auf dem Schaltungschip und dem Träger ein Zwischenraum freigelassen.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann zur mechanischen Stabilisierung der Verbindung zwischen dem Schaltungschip und dem Träger noch ein Füllmaterial vorgesehen werden, das in Randbereichen zwischen dem Schaltungschip und dem Träger aufgebracht wird, wobei jedoch der Zwischenraum zwischen dem aktiven Element auf dem Schaltungschip und dem Träger frei bleibt.

Auf die Anordnung aus SAW- oder BAW-Schaltungschip und Träger kann nun ein Schutzüberzug aufgebracht werden, um den aus dem Schaltungschip und dem Träger bestehenden SAW- oder BAW-Baustein in einem Gehäuse unterzubringen, wobei einerseits die Abmessungen des gehäusten SAW- oder BAW-Bausteins äußerst kompakt bleiben und andererseits die Herstellungskosten desselben äußerst niedrig gehalten werden können.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß der erfindungsgemäß in einem Gehäuse untergebrachte SAW- oder BAW-Baustein bezüglich der Aufstellfläche abmessungskompatibel mit gegenwärtig verwendeten SAW- oder BAW- Gehäusen hergestellt werden kann. Dabei werden jedoch deutliche Einsparungen bezüglich der Kosten für das Gehäuse des SAW- oder BAW-Bausteins gegenüber herkömmlichen SAW- oder BAW-Gehäusen aus Keramik erreicht.

Da ständig steigende Anforderungen an eine immer weitere Miniaturisierung der elektronischen Bausteine vorhanden sind, besteht ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung darin, daß der erfindungsgemäß in einem Gehäuse untergebrachte SAW- oder BAW-Baustein noch kompakter als die in einem herkömmlichen Keramikgehäuse untergebrachten SAW- oder BAW- Bausteine hergestellt werden kann. Bei einem Ausführungsbeispiel beträgt die Höhe des SAW- oder BAW-Bausteins weniger als 1 mm, was auf dem Gebiet von immer kompakter auszuführenden Elektronikkomponenten, z. B. beim Einsatz in Mobiltelefonen, ein immer wesentlicheres Wettbewerbsmerkmal darstellt.

Bei BAW-Bausteinen ist zu beachten, daß diese im Gegensatz zu SAW-Elementen nicht vollständig hermetisch gegenüber der Umgebung in dem Gehäuse untergebracht sein müssen. Dadurch ergeben sich weitere Vereinfachungen bei der Herstellung von erfindungsgemäß in einem Gehäuse untergebrachten BAW-Bausteinen.

Zusammenfassend läßt sich also feststellen, daß mit dem erfindungsgemäß in einem Gehäuse untergebrachten SAW- oder BAW- Baustein Kosteneinsparungen bei der Herstellung ermöglicht werden. Ferner können (z. B. in CSP-Technologie) SAW- oder BAW-Bausteine hergestellt werden, deren Abmessungen bezüglich der Aufstellfläche und der Höhe im Vergleich zu herkömmlichen Keramikgehäusen von SAW- und BAW-Elementen kompatibel sind. Die SAW- oder BAW-Bausteine sind darüber hinaus, wenn dies erforderlich ist, auch noch kompakter auslegbar als herkömmliche Keramikgehäuse von SAW- und BAW-Elementen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a-c das Verfahren zur Herstellung eines in einem Gehäuse untergebrachten SAW- oder BAW-Bausteins gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 das Verfahren zur Herstellung eines in einem Gehäuse untergebrachten SAW- oder BAW-Bausteins gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 das Verfahren zur Herstellung eines in einem Gehäuse untergebrachten SAW- oder BAW-Bausteins gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 4a und 4b den in einem Gehäuse untergebrachten SAW- oder BAW-Baustein gemäß der vorliegenden Erfindung.

Im folgenden werden nun bezüglich der Fig. 1a-c, 2, 3 und 4a- b bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand von BAW-Bausteinen (BAW = Bulk Acoustic Wave = akustische Körperwelle) erörtert. Die vorliegende Erfindung ist aber gleichermaßen auch auf SAW-Bausteine (SAW = Surface Acoustic Wafe = akustische Oberflächenwelle) anwendbar.

Anhand von Fig. 1a-c wird nun das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines gehäusten BAW-Bausteins detailliert erörtert.

Fig. 1a zeigt einen BAW-Schaltungschip 10, der an seiner Unterseite zumindest ein aktives BAW-Element 12 aufweist. Das aktive BAW-Element 12 ist über Verbindungsleitungen 14, die sich in dem BAW-Schaltungschip 10 befinden können, mit Kontaktflächen 16 elektrisch verbunden. Die Verbindungsleitungen 14 können aber auch als Bonddrähte außerhalb des Schaltungschips 10 ausgebildet sein.

Wie es bereits erörtert wurde, verwenden BAW-Elemente 12 sogenannte akustische Körperwellen in einem dünnen piezoelektrischen Filmmaterial. Das aktive BAW-Element 12 weist dabei üblicherweise eine Schicht aus diesem piezoelektrischen Material zwischen zwei Metallelektroden auf, wobei diese Struktur im allgemeinen um ihren Umfang frei an dem BAW-Schaltungschip 10 aufgehängt ist. Bei der mechanischen Resonanz zeigt das Element das Verhalten tines elektronischen Resonators, wobei das Element folglich als Filter wirksam ist. Die mechanische Resonanzfrequenz ist dabei von der Gesamtdicke des piezoelektrischen Elements abhängig. Mit dieser Anordnung der BAW- Elemente lassen sich Anwendungen bis in den Gigahertzbereich erreichen.

Fig. 1a zeigt ferner einen Träger bzw. eine Trägerplatte 20, auf dessen/deren Unterseite erhöhte Kontaktflächen 22, die auch als "Bumps" bezeichnet werden, vorgesehen sind. Diese erhöhten Kontaktflächen 22 sind über elektrische Verbindungen 24, die sich in dem Träger 20 befinden können, mit weiteren erhöhten Kontaktflächen 26 verbunden, die sich auf der Oberseite des Trägers 20 befinden. Die erhöhten Kontaktflächen 22, die auch übliche Kontaktanschlußflächen sein können, sind vorgesehen, um eine Verbindung beispielsweise zu einer gedruckten Schaltungsplatine (nicht gezeigt) herzustellen. Es ist offensichtlich, daß die an der Unterseite vorgesehenen Kontaktanschlüsse 22 beliebig ausgestaltet sein können, um eine Verbindung mit einer gedruckten Schaltungsplatine herstellen zu können. Die erhöhten Kontaktflächen 26 auf der Oberseite des Trägers 20 sind vorgesehen, um eine Verbindung mit dem BAW-Schaltungschip 10 vorzusehen.

Fig. 1b zeigt nun, wie der BAW-Schaltungschip 10 mit dem Träger 20 verbunden wird. Dabei wird beispielsweise eine sogenannte Flip-Chip-Kontaktierung verwendet, bei der die erhöhten Kontaktflächen 26 auf der Oberseite des Trägers 20 in eine deckungsgleiche Position mit den Kontaktanschlußflächen 16 auf dem BAW-Schaltungschip 10 gebracht werden. Wenn die erhöhten Kontaktflächen 26 auf dem Träger 20 aus einem Lötmittel bestehen, wird dann eine elektrische Verbindung zwischen dem Träger 20 und dem BAW-Schaltungschip 10, d. h. mit den Kontaktflächen 16 des BAW-Schaltungschips 10, hergestellt, indem das Lötmittel wieder verflüssigt wird. Die erhöhten Kontaktflächen 26 auf dem Träger können aber auch aus einem elektrisch leitfähigen Klebstoff bestehen, der nach einer Verbindung mit den Anschlußflächen 16 auf dem BAW-Schaltungschip 10 ausgehärtet wird.

Bei der elektrischen Verbindung des BAW-Schaltungschips 10 mit dem Träger 20, die auch zur mechanischen Stabilisierung dienen kann, ist zu beachten, daß das aktive BAW-Element 12 auf dem BAW-Schaltungschip 10 dem Träger gegenüberliegt und daß ein Zwischenraum 25 zwischen dem aktiven Element 12 und dem Träger 10 vorgesehen ist. Dies wird beispielsweise durch die erhöhten Kontaktflächen 26 an sich erreicht.

Es ist jedoch auch denkbar, an den Randbereichen des BAW- Schaltungschips 10 Erhöhungen vorzusehen, auf denen sich die Kontaktflächen 16 befinden, um diesen erforderlichen Zwischenraum zu gewährleisten. Zusätzlich oder alternativ können auch an den entsprechenden Bereichen, d. h. vorzugsweise an den Kontaktbereichen, des Trägers 20 Erhöhungen vorgesehen werden, um den erforderlichen Zwischenraum herzustellen.

Aus den obigen Ausführungen wird deutlich, daß sich die Kontaktanschlußflächen 16 auf dem BAW-Schaltungschip 10 im wesentlichen in einem Randbereich um das aktive BAW-Element 12 angeordnet sind, um den Zwischenraum 25 zu bilden.

Wie es in Fig. 1c gezeigt ist, wird nun als nächstes ein Schutzüberzug 28 über den BAW-Schaltungschip 10 und im wesentlichen die noch freiliegende Oberseite des Trägers 20 aufgebracht. Dadurch wird der in einem Gehäuse untergebrachte BAW-Baustein erhalten.

Der Schutzüberzug 28 kann beispielsweise aus einem dielektrischen Material (Schmelzglas), einem Polymermaterial, einem Kunststoffmaterial oder aus Metall bestehen. Der Schutzüberzug 28 kann somit sowohl als elektrische Abschirmung als auch als mechanischer Schutz für den BAW-Baustein dienen.

Es ist zu beachten, daß der in dem Gehäuse untergebrachte BAW-Baustein beispielsweise als Filteranordnung oder auch als Duplexeranordnung verwendbar ist. Dabei kann es erforderlich sein, daß der BAW-Schaltungschip 10 oder auch der Träger 20 zusätzliche Schaltungselemente, wie z. B. induktive bzw. kapazitive Elemente, aufweist, um beispielsweise eine Anpassungsschaltung für das aktive BAW-Element (das als Filter oder Duplexer wirksam ist) zu bilden.

Als Material für den Träger 20 kommen beispielsweise Laminatmaterialien oder Keramikmaterialien in Betracht. Als Materialien für den BAW-Schaltungschip 10 kommen beispielsweise Materialien wie Silizium und Galliumarsenid in Frage, in die das aktive BAW-Element integriert sein kann.

Es sollte beachtet werden, daß auf dem Träger 20 auch eine Mehrzahl von BAW-Schaltungschips 10 angeordnet sein kann, die jeweils wieder eine Mehrzahl von aktiven BAW-Elementen 12 aufweisen kann. Wie bereits angegeben, können die BAW-Schaltungschips Anpassungskomponenten für die aktiven BAW-Elemente 12 aufweisen, wobei der Träger 20 seinerseits integrierte Schaltungskomponenten, wie Übertragungsleitungen oder integrierte Spulen und Kondensatoren, aufweisen kann.

Anhand von Fig. 2 wird nun ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel für das Verfahren zur Herstellung eines in einem Gehäuse untergebrachten BAW-Bausteins dargestellt.

Bei der vorliegenden Erfindung besteht nun ferner die Möglichkeit, nach der Verbindung des zumindest einen BAW-Schaltungschips 10 mit dem Träger 20 (vgl. Fig. 1b), ein Füllmaterial 30 in den Randbereichen 20 zwischen dem BAW-Schaltungschip 10 und dem Träger 20 vorzusehen, so daß der Zwischenraum zwischen dem aktiven BAW-Element 12 auf dem BAW-Schaltungschip 10 und dem Träger 20 frei bleibt. Die Umgebung des BAW- Chips über dem Träger wird also, wie es bei einer Flip-Chip- Kontaktierung üblich ist, beispielsweise mit einem Epoxidharz gefüllt, das jedoch nicht unter den BAW-Chip 10 geht. Es wird deutlich, daß herkömmliche Unterfüllmaterialien nicht verwendet werden können, da dies die Funktionalität des BAW-Bausteins zerstören würde. Nachdem das Füllmaterial 30 in den Randbereichen 20 zwischen dem BAW-Schaltungschip und dem Träger 20 aufgebracht ist, wird der Schutzüberzug 28 aufgebracht, der, wie bereits anhand von Fig. 1c erörtert, ein dielektrisches Material, ein Polymermaterial, ein Kunststoffmaterial oder Metall sein kann und der zur elektrischen Abschirmung und auch zum mechanischen Schutz dienen kann.

Anhand von Fig. 3 wird nun ein weiteres Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines in einem Gehäuse untergebrachten BAW-Bausteins beschrieben, wobei insbesondere auf Fig. 1a und deren Beschreibung Bezug genommen wird. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, kann bei der vorliegenden Erfindung der BAW-Schaltungschip 10 auch so ausgeführt sein, daß sich an diesem die erhöhten Kontaktflächen 16a (Bumps) für eine Verbindung mit dem Träger 20 befinden, wobei entsprechend auf dem Träger 20 dann ebene Kontaktflächen 26a vorgesehen sind, um die bereits erörterte sogenannte Flip-Chip-Kontaktierung zwischen dem BAW-Schaltungschip 10 und dem Träger 20 vorzunehmen.

Um die erhöhten Kontaktflächen 16a auf dem BAW-Schaltungschip 10 vorzusehen, wird die Unterseite des BAW-Schaltungschip 10 mit dem aktiven BAW-Element 12 als erstes mit einer Schutzschicht (nicht gezeigt) versehen, wobei zumindest die Bereiche freigelassen sind, in denen die erhöhten Kontaktflächen 16a vorgesehen werden sollen. Daraufhin werden die erhöhten Kontaktflächen 16a, die mit den Leitungen 14 in dem BAW- Schaltungschip 10 verbunden sind, auf der Unterseite desselben aufgebracht. Danach wird diese Schutzschicht entfernt, woraufhin der BAW-Schaltungschip 10 mit dem Träger 20 verbunden werden kann, wie dies bereits bezüglich der Fig. 1b beschrieben wurde.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel können die erhöhten Kontaktflächen 16a entweder aus einem Lötmaterial oder aus einem elektrisch leitfähigen Klebstoff bestehen. Im Falle des Lötmaterials wird dieser beim Aufbringen des BAW-Schaltungschips 10 auf dem Träger 20 verflüssigt, so daß eine elektrische Verbindung mit den Kontaktflächen 26a des Trägers 20 hergestellt wird. Im Falle der Verwendung eines elektrisch leitfähigen Klebstoffes für die erhöhten Kontaktflächen 16a wird der BAW-Schaltungschip 10 so auf dem Träger aufgebracht, daß die erhöhten Kontaktflächen 16a mit den Kontaktflächen 26a des Trägers 20 verbunden werden, woraufhin der elektrisch leitfähige Kleber dann beispielsweise noch ausgehärtet wird.

Wie bereits anhand der Herstellungsschritte in Fig. 1a-c und Fig. 2 dargelegt wurde, kann die Kontaktierung des BAW-Schaltungschips 10 mit dem Träger 20 auch in diesem Fall als mechanische Stabilisierung wirksam sein.

In Fig. 4a ist nun schematisch ein fertiggestellter mit einem Gehäuse versehener BAW-Baustein dargestellt. Der BAW-Baustein umfaßt dabei den BAW-Schaltungschip 10 mit dem aktiven BAW- Element 12, den Kontaktflächen 16, 16a und den Leitungen 14, wobei der Träger die Kontaktflächen 26, 26a, die Leitungen 24 und die Kontaktflächen 22 aufweist. Das in Fig. 4a dargestellte Füllmaterial 30 ist nur optional vorgesehen. Der in Fig. 4a dargestellte BAW-Baustein weist nun einen Schutzüberzug 28 auf, der nur als relativ dünne Schicht über dem BAW- Schaltungschip 10 und im wesentlichen dem freiliegenden Randbereich des Trägers 20 dargestellt ist.

Der Schutzüberzug 28 kann beispielsweise aus einem dielektrischen Material, einem Polymermaterial, einem Kunststoffmaterial oder aus Metall bestehen. Der Schutzüberzug 28 kann somit sowohl als elektrische Abschirmung als auch als mechanischer Schutz für den BAW-Baustein dienen.

In Fig. 4b ist der entsprechende in einem Gehäuse untergebrachte BAW-Baustein dargestellt, wobei in diesem Fall der Schutzüberzug 30 derart ausgeführt ist, daß dieser einerseits mit dem Rand des Trägers bündig ist und ein rechteckiges Gehäuse für den BAW-Baustein bildet. In diesem Fall besteht der Schutzüberzug beispielsweise aus einer Kunststoff-Vergußmasse, die über dem BAW-Schaltungschip 10 und dem Träger 20 angeordnet ist.

Üblicherweise beträgt die Höhe dieses in einem Gehäuse untergebrachten SAW- oder BAW-Bausteins etwa 0,8 bis 1,5 mm, wobei die Höhe von den Abmessungen des SAW- oder BAW-Schaltungschips 12 abhängt. Mit gedünnten SAW- oder BAW-Schaltungschips 10 kann derzeit eine Höhe für den SAW- oder BAW-Baustein von etwa 0,8 mm erreicht werden, wobei zukünftig auch noch dünnere Ausführungen denkbar sind. Dabei stellt das Dünnen der SAW- oder BAW-Schaltungschips einen bei der Waferherstellung bekannten Prozeß dar. Bezugszeichenliste 10 Schaltungschip

12 aktives Element

14 Leitung

16 Kontaktflächen

16a erhöhte Kontaktflächen (Bumps)

20 Träger

22 Kontaktflächen

24 Leitung

25 Zwischenraum

26 erhöhte Kontaktflächen (Bumps)

26a Kontaktflächen

28 Schutzüberzug

30 Füllmaterial


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Herstellung eines gehäusten SAW- oder BAW- Bausteins (SAW = Surface Acoustic Wafe = akustische Oberflächenwelle; BAW = Bulk Acoustic Wafe = akustische Körperwelle), wobei der SAW- oder BAW-Baustein zumindest einen Schaltungschip (10) mit zumindest einem aktiven Element (12) und einen Träger (20) für den zumindest einen Schaltungschip (10) aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

    Verbinden des zumindest einen Schaltungschips (10) mit dem Träger (20), wobei das aktive Element (12) auf dem Schaltungschip (10) dem Träger (20) gegenüberliegt und ein Zwischenraum (25) zwischen dem aktiven Element (12) und dem Träger (20) vorgesehen ist; und

    Aufbringen eines Schutzüberzugs (28) zum Häusen des Schaltungschips (10) mit dem aktiven Element (12) zwischen dem Schutzüberzug (28) und dem Träger (20), wobei der Zwischenraum (25) bestehen bleibt.
  2. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, ferner mit folgendem Schritt: Vorsehen eines Füllmaterials (30) in Randbereichen zwischen dem Schaltungschip (10) und dem Träger (20), so daß der Zwischenraum (25) frei bleibt.
  3. 3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem der Schal-
  4. 4. Verfahren gemäß Anspruch 3, bei dem die erhöhten Kontaktflächen (16) in Randbereichen auf dem Schaltungschip (10) angeordnet sind.
  5. 5. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem der Träger (20) erhöhte Kontaktflächen (26) zum Verbinden des Schaltungschips (10) mit dem Träger (20) aufweist.
  6. 6. Verfahren gemäß Anspruch 5, bei dem die erhöhten Kontaktflächen (26) derart auf dem Träger (20) angeordnet sind, um den Kontaktflächen (16) auf dem Schaltungschip (10) gegenüber zu liegen.
  7. 7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, bei dem die erhöhten Kontaktflächen (16a; 26) zur elektrischen und/oder mechanischen Verbindung des Schaltungschips (10) mit dem Träger (20) wirksam sind.
  8. 8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 bis 7, bei dem die erhöhten Kontaktflächen (16a; 26) aus Lötmittel bestehen.
  9. 9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 bis 7, bei dem die erhöhten Kontaktflächen (16a; 26) aus einem elektrisch leitfähigen Klebstoff bestehen.
  10. 10. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Schaltungschip (10) mittels einer Flip-Chip-Kontaktierung mit dem Träger (20) verbunden wird.
  11. 11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 10, bei dem das Füllmaterial (30) ein isolierendes Material ist.
  12. 12. Verfahren gemäß Anspruch 11, bei dem das Füllmaterial (30) ein Epoxidmaterial ist.
  13. 13. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Schutzüberzug (28) zur elektrischen Abschirmung und/oder zum mechanischen Schutz dient.
  14. 14. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Schutzüberzug (28) aus einem dielektrischen Material, einem Polymermaterial, einem Kunststoffmaterial oder aus Metall gebildet ist.
  15. 15. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das aktive Element (12) eine Filteranordnung ist.
  16. 16. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem das aktive Element (12) eine Duplexeranordnung ist.
  17. 17. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem an dem Schaltungschip (10) und/oder der Träger (20) elektronische Schaltungskomponenten vorgesehen sind.
  18. 18. Verfahren gemäß Anspruch 17, bei dem die elektronischen Schaltungskomponenten integrierte Spulen, Kondensatoren und/oder Übertragungsleitungen sind.
  19. 19. Verfahren gemäß Anspruch 17 oder 18, bei dem die elektrischen Schaltungselemente als Anpassungsschaltung für das aktive Element (12) dienen.
  20. 20. Gehäuse mit einem darin gehäusten SAW- oder BAW-Baustein (SAW = Surface Acoustic Wafe = akustische Oberflächenwelle; BAW = Bulk Acoustic Wafe = akustische Körperwelle), wobei der SAW- oder BAW-Baustein zumindest einen Schaltungschip (10) mit zumindest einem aktiven Element (12) und einen Träger (20) für den zumindest einen Schaltungschip aufweist,

    wobei der zumindest eine Schaltungschips (10) mit dem Träger verbunden ist, so daß das aktive Element (12) auf dem Schaltungschip (10) dem Träger (20) gegenüber liegt und ein Zwischenraum (25) zwischen dem aktiven Element (12) und dem Träger (20) vorgesehen ist; und

    wobei das Gehäuse durch einen Schutzüberzug (30) zum Häusen des Schaltungschips (10) mit dem aktiven Element (12) zwischen dem Schutzüberzug (28) und dem Träger (20) und den Träger (20) gebildet ist.
  21. 21. Vorrichtung gemäß Anspruch 20, bei der ein Füllmaterial in Randbereichen zwischen dem Schaltungschip (10) und dem Träger (20) vorgesehen ist, so daß der Zwischenraum (25) frei bleibt.






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