專(zhuān)利名稱(chēng)：結(jié)構(gòu)高度低的封裝元器件及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多結(jié)構(gòu)高度縮小的封裝元器件，尤其是在壓電基底上形成的以聲波工作的元器件。
電氣元器件的發(fā)展趨勢(shì)日益變?yōu)閷で鬅o(wú)實(shí)心殼體的元器件。為了保護(hù)元器件不受環(huán)境影響，已經(jīng)提出了各種簡(jiǎn)單的元器件封裝方法。一種可行方案在于，完全用一層覆膜蓋住一個(gè)元器件，例如完全將一個(gè)元器件埋在塑料中，在這里，只有元器件的導(dǎo)電接點(diǎn)是例外。但對(duì)在表面上帶有相對(duì)直接埋置來(lái)說(shuō)易損壞的元器件構(gòu)造的元器件來(lái)說(shuō)，封裝是成問(wèn)題的。
例如已經(jīng)有人為表面波元器件提出了以下措施，即所述元器件在安置在壓電基底上的元器件構(gòu)造的表面上借助一個(gè)簡(jiǎn)單的且尤其是由塑料構(gòu)成的蓋被蓋上，隨后元器件繼續(xù)被封起來(lái)。一個(gè)由本申請(qǐng)人以PROTEC的名稱(chēng)使用的封裝方法和這樣的封裝結(jié)構(gòu)例如在EP0759231B1中公開(kāi)了。由于這樣集成制造的用于元器件構(gòu)造的蓋本身只提供有限的保護(hù)作用，所以，例如在DE19806818A中提出了，這些元器件按照芯片倒裝布置形式焊在基底上并且隨后用膜蓋住，該膜在元器件之間與基底密封封閉在一起。在這樣的元器件覆膜的另一個(gè)變型方式里，也有人建議，這些膜通過(guò)在膜上涂覆金屬層被進(jìn)一步氣密封閉起來(lái)并且該金屬層例如通過(guò)電鍍來(lái)加厚。但這種方法的缺點(diǎn)就是用于涂覆膜的層疊過(guò)程很復(fù)雜以及需要濕化學(xué)金屬化或電鍍金屬化，這可能已經(jīng)在覆膜不密的情況下導(dǎo)致濕氣進(jìn)入元器件構(gòu)造里。
因此，本發(fā)明的任務(wù)是提出一種具有簡(jiǎn)單但氣密的封裝結(jié)構(gòu)的元器件及其制造方法。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)如權(quán)利要求1所述的元器件來(lái)完成該任務(wù)。本發(fā)明的有利實(shí)施形式以及該元器件的制造方法可從其它權(quán)利要求中得到。
本發(fā)明提出這樣一種元器件封裝結(jié)構(gòu)，其中，帶有元器件構(gòu)造的芯片盡管按照芯片倒裝技術(shù)借助連接焊料球被安裝在載體基底上，但芯片不是再象過(guò)去那樣與載體基底間隔開(kāi)地安置在載體基底上，而是根據(jù)本發(fā)明，芯片表面貼在載體基底上。這在本發(fā)明的元器件中是如此做到的，即連接焊料球不是直接安置在載體基底的表面上，而是安置在載體基底的凹槽里，結(jié)果，實(shí)際上涉及到降低的焊料球。在凹槽底面上設(shè)有載體基底的可焊的連接面，它們通過(guò)焊料球與在芯片表面上的對(duì)應(yīng)的可焊金屬化導(dǎo)電連接。
可焊的連接面最好布置在至少有兩層的載體基底的下層的表面上，它們?cè)谏蠈拥陌疾壑新冻觥Ｔ诖?，這些連接面可以與一布線結(jié)構(gòu)相關(guān)，該布線結(jié)構(gòu)最終導(dǎo)致元器件的對(duì)外接點(diǎn)，這些對(duì)外接點(diǎn)最好安置在載體基底的底面上，并且尤其是被構(gòu)造成能夠SMD。
如果是單層載體基底，則這些連接面也可以由能SMD的對(duì)外接點(diǎn)(SMD墊)構(gòu)成，它們?cè)谳d體基底底面上如此覆蓋封閉凹槽，即為此使用位于其中的焊料球。
本發(fā)明的元器件的優(yōu)點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)高度與已知的封裝元器件相比更小，這是因?yàn)樵谛酒洼d體基底之間的距離被縮短了，因?yàn)樾酒砻嬉呀?jīng)貼在載體基底上。
該元器件的另一優(yōu)點(diǎn)是，焊料的位置和相對(duì)布置形式可以借助凹槽來(lái)精確預(yù)定。這樣一來(lái)，就可以采用元器件的緊湊而節(jié)省面積的設(shè)計(jì)，這可以如此進(jìn)一步得到改善，即可以根據(jù)本發(fā)明獲得其橫截面面積比過(guò)去更小的焊料球。
芯片安置的另一優(yōu)點(diǎn)在于，作用于芯片的力如尤其是可能在熱負(fù)荷時(shí)出現(xiàn)的力通過(guò)支撐面被更好地分散開(kāi)并且連接焊料球由此解除了機(jī)械應(yīng)力。也能由此縮小焊料球大小，因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明，其機(jī)械承載作用被盡量減小了。
芯片表面安置在載體基底上的另一優(yōu)點(diǎn)是，通過(guò)這種放置，已能實(shí)現(xiàn)在芯片和載體基底之間的密封。在任何情況下，這都導(dǎo)致在芯片和載體基底之間有最窄的縫，它可以通過(guò)簡(jiǎn)單方式再被封起來(lái)。
本發(fā)明的封裝結(jié)構(gòu)特別有利地被用于這樣的元器件，即它以聲波來(lái)工作并且例如成SAW元器件(表面波元件)、FBAR諧振元器件、BAW諧振元器件、SCF濾波器件的形式。這些元器件的共同點(diǎn)是，元器件的物理性能且尤其是中心頻率或諧振頻率受到了作用于芯片壓電基底的機(jī)械力的影響。該元器件的性能也容易對(duì)沉積在元器件構(gòu)造上的表面層做出反應(yīng)。
為了避免直接作用于芯片元器件構(gòu)造上的力，本發(fā)明在另一個(gè)實(shí)施形式中建議，元器件中的元器件構(gòu)造被安置在一個(gè)空腔里。為此，設(shè)有一個(gè)框，該框或是被固定在芯片表面上，或是被固定在朝向芯片的載體基底表面上，它包圍著元器件中的元器件構(gòu)造，并且各物體(在這里就是載體基底或芯片)作為蓋片壓在框上。安置在由框和載體基底和芯片的兩個(gè)彼此朝向的表面構(gòu)成的空腔里的元器件構(gòu)造此時(shí)被四面八方地保護(hù)起來(lái)。
因裸露安放芯片或載體基底于框上而留下的縫隙用一圍繞芯片的完整焊框封閉住。用這樣的焊框，尤其是可以相對(duì)涂覆在載體基底和芯片的與焊框連接的位置上的金屬化提供良好的氣密封閉。而在芯片或載體基底上的該框包圍出一個(gè)凹窩，它限定出用于元器件構(gòu)造的空腔的幾何形狀。因此，也保證了元器件構(gòu)造始終按照距載體基底的精確間距來(lái)布置并且可靠防止對(duì)元器件構(gòu)造的直接機(jī)械作用。此外，該框可以突出到載體基底或芯片的表面之上。但是，也可以用一凹窩的內(nèi)邊緣構(gòu)成該框，其下底面在其余表面的高度之下并且形成了用于容納元器件構(gòu)造的空腔。
作為突出構(gòu)造，框由塑料或金屬化構(gòu)成并且與元器件或載體基底的其它組成部分或構(gòu)造成一體地制成。尤其是，如果該框以金屬化形式形成在芯片上，則它可以至少局部與其余的表現(xiàn)為元器件構(gòu)造的金屬化一起產(chǎn)生。由金屬化構(gòu)成的或涂有金屬化的框的優(yōu)點(diǎn)是，尤其是當(dāng)金屬表面在安置芯片時(shí)接觸到另一金屬化，該金屬表面表現(xiàn)為接觸面或留在載體基底或芯片之間的縫隙的良好密封。該金屬化也提供了對(duì)焊框的良好的接觸、附著和浸潤(rùn)，因此，確保了在空腔內(nèi)氣密封閉整個(gè)元器件或元器件構(gòu)造。但是，這兩個(gè)接觸面即框的表面和貼在框上的接觸面也可以沒(méi)有附加涂層。相應(yīng)地，在載體基底上的接觸面由上述層的材料構(gòu)成，而在芯片上的該接觸面由基底構(gòu)成。不過(guò)，與之無(wú)關(guān)地，在載體基底和芯片之間分界的外部區(qū)域里，有利地設(shè)置一個(gè)金屬化，可利用該金屬化在兩個(gè)部分上封閉上述焊框。
不過(guò)，載體基底最好不一定是一個(gè)至少有兩層的多層陶瓷體，它可以是LTCC陶瓷、HTCC陶瓷或HTCC和LTCC的組合體和或許聚合物層。陶瓷可以有利地被構(gòu)造成非收縮陶瓷。這在燒結(jié)時(shí)保證了只有很小的尺寸變化，因此，在生膜里規(guī)定的幾何形狀在燒結(jié)時(shí)被盡可能保留了下來(lái)，或者至少按照可重現(xiàn)的方式遭遇到由燒結(jié)收縮引起的很小的收縮過(guò)程。利用LTCC陶瓷，可以給生膜配備成本低廉的金屬化，與LTCC陶瓷的較低燒結(jié)溫度相比，確保了其耐久性。
不過(guò)，也可以將載體基底構(gòu)造成PCB形式，它以單層或多層印制電路板形式形成在塑料基底上。
與多層載體基底材料無(wú)關(guān)，其單獨(dú)的層被分別金屬化，至少是在這些表面上，即這些表面在多層載體基底中靠?jī)?nèi)。靠?jī)?nèi)的金屬化通孔也可以在各層結(jié)合成多層基底之前開(kāi)設(shè)。朝外的并通向多層載體基底的表面的金屬化通孔可以在這些層結(jié)合起來(lái)后開(kāi)設(shè)并金屬化。在起到鏡面作用的并在這些層之間的適當(dāng)?shù)慕饘倩校部梢云鸬接糜诩す馓幚淼淖钃鯇拥淖饔?，利用這樣的激光處理能提供一個(gè)凹槽以便露出該金屬化。不過(guò)，也可以早在燒結(jié)之前就在這些層中產(chǎn)生成凹槽形式的金屬化通孔。隨后，這些金屬化通孔可以有利地先填充上輔助材料，這些輔助材料可以在燒結(jié)后通過(guò)簡(jiǎn)單方式被除去。
在兩層載體基底的情況下，只需要使設(shè)置在第一層和第二層之間的金屬化軌在這兩層結(jié)合前被涂覆上去。通行該金屬化的金屬化通孔可以事后以凹槽的形式設(shè)置，在這些凹槽里，露出了在這兩層之間的金屬化。
尤其對(duì)于其中露出連接面的凹槽來(lái)說(shuō)，這些凹槽的直徑大于在下層表面上的可焊連接面的直徑是有利的。由于可焊連接面的直徑主要對(duì)隨后的焊料球直徑負(fù)責(zé)，所以，這樣一來(lái)，允許小的焊料球直徑，就是說(shuō)，它不接觸凹槽壁面。為了實(shí)現(xiàn)這樣的直徑有限的連接金屬化，設(shè)置在載體基底的下層中的金屬化通孔最好被用來(lái)限定下層表面的可焊連接面。在下層里的填充有導(dǎo)電材料的金屬化通孔可以以其表面構(gòu)成在上層凹槽里的連接金屬化。對(duì)于這個(gè)實(shí)施例來(lái)說(shuō)，在下層里的金屬化通孔最好填充有銀鈀，它們隨后還要涂上電鍍銅層或銅金層，以便制造出可焊的接點(diǎn)。銅金層也可以是無(wú)電流沉積的。作為封閉層，鎳金層也是適當(dāng)?shù)模谶@里，尤其是薄薄的封閉用金層被證明是非常有利的，因?yàn)樗梢杂煤噶狭己媒?rùn)，因此，它允許將連接焊料尤其是焊料球自動(dòng)構(gòu)造化。當(dāng)涂覆焊料時(shí)，它附著在這些位置上，即這些位置顯示出用焊料的良好浸潤(rùn)性，就是說(shuō)，尤其是覆有薄金涂層的表面。
在下層表面上的連接面隨后在凹槽處露出，這些連接面也可以是矩形的，例如是條形印制導(dǎo)線的一部分。凹槽也可以成矩形并且還最好具有比在凹槽里露出的印制導(dǎo)線的寬度更大的直徑，它表現(xiàn)為連接面。
焊料球能通過(guò)各種方法成功制成，其中，本發(fā)明建議的將焊料球安置在凹槽里的措施提供了另一個(gè)制造焊料球的可能性，它迄今為止尚未為人所知。按照傳統(tǒng)方式，焊料球可以通過(guò)電鍍沉積產(chǎn)生在連接面上，例如通過(guò)沉積SnPb、SnAg、SnCu、SnAgCu或SnAu。在電鍍沉積后可以是重熔，這導(dǎo)致形成相應(yīng)的合金。
也可以按照傳統(tǒng)方式借助絲網(wǎng)印刷或掩模印刷由焊料膏產(chǎn)生焊料球并且隨后進(jìn)行回流焊，在回流焊作業(yè)中，焊料球獲得其球形形狀。另一個(gè)方法專(zhuān)門(mén)針對(duì)在凹槽中的連接面的本發(fā)明實(shí)施形式，其中，焊料膏被刮入、碾入或抹入凹槽里，隨后進(jìn)行回流焊。該方法的優(yōu)點(diǎn)是，為了制造焊料球，無(wú)須進(jìn)行構(gòu)造化，因?yàn)楹噶铣练e自動(dòng)地在凹槽里進(jìn)行。按照本發(fā)明的、只與按照本發(fā)明的焊料球降低一起進(jìn)行的方法變型方案是通過(guò)晃入焊料球來(lái)完成。在這里，規(guī)定了焊料球大小并因此精確限定了焊料球尺寸。
另一個(gè)制造焊料球的可能性在于，代替回流焊地進(jìn)行激光照射，其中，焊料球通過(guò)逐點(diǎn)加熱被熔化并且同時(shí)產(chǎn)生在理想位置上。
也可以通過(guò)缸在凹槽上從焊料膜上進(jìn)行材料沖切來(lái)形成焊料球。
或者，焊料球也可以產(chǎn)生于芯片表面上的可焊金屬化上。這例如也可以通過(guò)在相應(yīng)的金屬化上的電鍍沉積來(lái)完成。也可以將焊料滴掩模印刷到金屬化上并隨后進(jìn)行重熔。由于在這里可焊金屬化的浸潤(rùn)性也簡(jiǎn)化了構(gòu)造化，所以，可以把金屬構(gòu)造的不同浸潤(rùn)性用于在晶片或芯片上構(gòu)造焊料球。例如，可以將位于芯片上的金屬化的大部分鈍化，例如通過(guò)產(chǎn)生陽(yáng)極氧化層，該氧化層還可以覆上一個(gè)涂覆的礦物層如氮化硅層。于是，未被鈍化層覆蓋的表面仍然可以用焊料浸潤(rùn)，或者專(zhuān)門(mén)通過(guò)其它層即所謂的焊點(diǎn)下方金屬化UBM可讓焊料浸潤(rùn)，而金屬化的鈍化表面構(gòu)成焊料阻擋模。
在芯片表面上，也可以借助激光照射來(lái)產(chǎn)生焊料球。
出來(lái)元器件構(gòu)造和可焊的金屬化外，根據(jù)本發(fā)明，在芯片表面上還有其它的金屬化，它們簡(jiǎn)化了本發(fā)明元器件與焊框的密封。為此，芯片在其由帶有元器件構(gòu)造的表面和端面構(gòu)成的并在元器件中朝向載體基底的下邊緣區(qū)域里涂有一金屬化。它可以與可焊的金屬化一起產(chǎn)生，例如通過(guò)濺射作業(yè)。城市，首先產(chǎn)生一個(gè)鈦和銅的層系(為了更好附著)。該層的足夠大的厚度已經(jīng)可以通過(guò)濺射得到，例如100-200納米的鈦和大于6微米的銅。但是，也可以產(chǎn)生一個(gè)薄的鈦/銅層(1-2微米的銅)并且隨后電鍍加厚。此時(shí)，銅層可以被加厚到約10-20微米。在載體基底上的框最好也用一層相應(yīng)的金屬化來(lái)實(shí)現(xiàn)，在這里，框的構(gòu)造化借助一個(gè)光刻掩模并通過(guò)構(gòu)造化濺射來(lái)實(shí)現(xiàn)。該掩模也可以如此形成，即它在電鍍加厚過(guò)程里能留在載體基底上。
該框最好這樣構(gòu)造化，即芯片在其下邊緣區(qū)域里能貼在框上，而一個(gè)框區(qū)仍未被芯片蓋住。此時(shí)，在芯片上的金屬化如此構(gòu)成，即芯片的端面最好也被金屬化。
用于涂覆液態(tài)焊料的有利成分就是SnAg、SnAgCu、SnCuAg或SnAu的成分。為了制造焊框，優(yōu)選高熔點(diǎn)焊料。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是，高熔點(diǎn)焊料的焊接也可以在隨后的工序中在焊接元器件是保持不變，并且既不變軟，也不以其它方式變化。結(jié)果，既不會(huì)有焊接點(diǎn)應(yīng)力，也不會(huì)有元器件相對(duì)其原始狀態(tài)變遷。這延長(zhǎng)了元器件使用壽命并且防止了在繼續(xù)加工元器件時(shí)因焊點(diǎn)變軟會(huì)損傷元器件。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例里，為與焊框接觸而擬定的金屬鍍敷在芯片下邊緣區(qū)域里并至少在芯片下邊緣之下的一個(gè)條形區(qū)域里在載體基底上在焊上芯片后進(jìn)行。這也可以用濺射作用來(lái)完成。在這種情況下，整個(gè)芯片背面可以具有一個(gè)金屬化并且它有利地與在載體基底上的一接點(diǎn)連接，其隨后設(shè)置用于接地。相應(yīng)地，最好由金屬構(gòu)成的框不僅也與在芯片背面上的金屬化連接，而且接地。這樣一來(lái)，成功地電磁屏蔽了元器件。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)為，接地的框最好也適用于排走熱應(yīng)力，其例如可能在制造過(guò)程和與之相關(guān)的作用于芯片的壓電基底的溫度下產(chǎn)生。該框最好也與金屬化連接，該金屬化布置在芯片表面的自由面里并位于元器件構(gòu)造的旁邊，在這樣的面上只會(huì)出現(xiàn)這樣的熱負(fù)荷。也可以如此構(gòu)造該框，即它覆蓋住莊嚴(yán)感到自由面。利用在非有源自由面里的這些金屬化或相應(yīng)構(gòu)造的框，成功地吸收了由熱產(chǎn)生的負(fù)荷并且無(wú)害地將熱負(fù)荷穿給框和進(jìn)而傳給大地。
熱負(fù)荷的傳走還能通過(guò)以下有利的措施來(lái)促進(jìn)，即芯片表面的未被元器件構(gòu)造占據(jù)的自由面被粗糙化。通過(guò)該芯片表面的粗糙化和/或構(gòu)造化，引起了表面過(guò)向框飛弧而放電并由此使自由面放電，這種飛弧盡量靠近芯片表面。
表面粗糙化的另一優(yōu)點(diǎn)是，涂覆于其上的金屬化能夠更好地附著。芯片表面的粗糙化在此可通過(guò)噴射法來(lái)完成，其中微粒流指向芯片表面。芯片表面的敏感易損區(qū)尤其是元器件構(gòu)造此時(shí)通過(guò)一層漆或構(gòu)造化膜被保護(hù)起來(lái)，因?yàn)樵诒砻嬷g在噴射過(guò)程里不除去材料。也可以通過(guò)有選擇地蝕刻使表面變粗糙，這種蝕刻不作用于易損構(gòu)造且尤其是元器件構(gòu)造，并且只蝕除芯片材料，即壓電基底。為此，例如可以采用接地等離子體，它們對(duì)元器件構(gòu)造無(wú)害。
涂覆在芯片背面上的金屬化可以按照本發(fā)明的方式用于形成元器件的字符。為此，在該金屬化上涂有一層漆，該漆層相對(duì)該金屬化構(gòu)成顏色對(duì)比。通過(guò)激光掃描，可以有選擇地去除漆層并且獲得書(shū)寫(xiě)效果。為了產(chǎn)生對(duì)比效果，也可以在金屬化上產(chǎn)生其它輔助層，它們可以通過(guò)激光來(lái)去除。例如，不同的金屬化也是適用的，只要它們彼此間能夠產(chǎn)生視覺(jué)對(duì)比就行。這種對(duì)比也可能是金屬化的不同反射效果或不同顏色。作為對(duì)比手段，例如黑色鎳是特別適用的。它與金屬電鍍的金屬化或銅形成鮮明對(duì)比。
以下，結(jié)合實(shí)施例和所屬的示意并因而未按比例的附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，尤其是制造本發(fā)明的元器件的方法。


圖1在示意橫截面圖里示出了本發(fā)明的元器件。
圖2以簡(jiǎn)要的示意橫截面圖表示不同的變型方案。
圖3表示在安裝芯片前的載體基底。
圖4表示芯片和焊框裝上時(shí)的載體基底。
圖5表示凹槽和可焊的連接面的不同實(shí)施例。
圖6以示意橫截面圖表示在將芯片裝到載體基底上時(shí)的不同步驟。
圖7以示意橫截面圖表示用于與焊框連接的另一金屬化。
圖8以示意橫截面圖表示加在金屬化上的焊框。
圖9以示意橫截面圖表示如何用噴射法來(lái)減小芯片層后以及在芯片之間區(qū)域里的載體基底層厚的。
圖10以示意橫截面圖表示具有倒棱邊緣的芯片如何被直接裝在焊框上的。
圖11以示意橫截面圖表示本發(fā)明的一個(gè)具有單層載體基底的實(shí)施例。
圖1以示意橫截面圖表示本發(fā)明元器件的第一實(shí)施例。該元器件主要包括芯片CH如壓電基底，在其一個(gè)表面上產(chǎn)生元器件構(gòu)造BS，如一個(gè)表面波元器件(SAW元器件)的條狀金屬化。該芯片被裝在一載體基底TS上，該載體基底至少包括一個(gè)上層OS和一個(gè)下層US。
在載體基底TS的上層OS中設(shè)有一些凹槽AN。在這些凹槽的底面上設(shè)有可焊的連接面LA，在這些連接面上設(shè)有連接焊料球BU。焊料球BU將可焊的連接面LA與在芯片CH表面上的可焊的金屬化LM連接起來(lái)。在這里，芯片本身安置在一個(gè)框RA上，該框限定出在上層OS表面和芯片CH表面之間的距離并且防止元器件構(gòu)造BS直接接觸載體基底。直接接觸芯片下邊緣和載體基底的相鄰表面區(qū)并環(huán)繞整個(gè)芯片地設(shè)有一個(gè)焊框LR，焊框相對(duì)載體基底TS密封了芯片CH。在上層OS和下層US之間設(shè)有印制導(dǎo)線LB，它們能構(gòu)成布線平面。其它穿過(guò)下層或或許其它層的金屬化通孔為對(duì)外接通元器件提供了與電接點(diǎn)的導(dǎo)電連接，例如同在載體基底底面上的SMD觸點(diǎn)KO的導(dǎo)電連接。
圖2表示本發(fā)明元器件的另一個(gè)變型方案，它在框的布置形式方面不同于圖1的實(shí)施例。
圖2a以示意橫截面圖表示一個(gè)布置接頭，其中，在載體基底表面或其上層OS上的框的尺寸被確定為芯片能只支撐在框RA的靠?jī)?nèi)部分上。在框RA的空閑區(qū)域上設(shè)置著焊框LR，在這里，焊框不是與基底而是與框和芯片CH氣密焊接在一起?？騌A又氣密地與載體基底焊接在一起。
圖2b表示一個(gè)實(shí)施例，其中，在載體基底的上層OS里設(shè)有一凹窩VT。凹窩VT的邊緣構(gòu)成框RA，芯片CH貼在該框上。同時(shí)，該框位于與上層OS的其余表面一樣的高度上。凹窩VT的深度h2決定了芯片表面距載體基底或者距離在凹窩VT中的上層的距離。
圖2c表示這樣的布置形式，其中，芯片整面貼在載體基底的上層OS上。在這個(gè)實(shí)施例里，元器件構(gòu)造BS(圖中未示出)最好由一個(gè)鈍化層保護(hù)，它的機(jī)械強(qiáng)度足夠高或者足夠硬。這樣的鈍化層例如可以是在通常由鋁構(gòu)成的元器件構(gòu)造上的陽(yáng)極氧化層。這種鈍化例如還覆有一個(gè)二氧化硅層或四氮化硅層。這個(gè)實(shí)施例的特點(diǎn)是能夠非常簡(jiǎn)單地制造，因?yàn)榭梢允〉艨蚧虬疾鄣募庸ぁ?br> 圖3以示意俯視圖表示在安裝芯片CH的載體基底TS的表面形狀?？騌A最好仿照芯片CH的形狀并因而尤其是成矩形?；蛟S被倒棱的芯片邊緣導(dǎo)致框RA的形狀相應(yīng)改變。在框內(nèi)是出了一些凹槽AN，在這些凹槽里安裝著焊料球BU，以便焊接并接通芯片CH。
圖4以示意俯視圖表示一個(gè)在裝上芯片CH和焊框LR后的元器件實(shí)施例。如圖所示，焊框LR和芯片CH被完全封起來(lái)并因而表現(xiàn)出元器件構(gòu)造和或許存在于芯片和載體基底之間的空腔的良好密封。
圖5以示意俯視圖表示不同的實(shí)施例，它表示可焊的連接面LA能如何在凹槽AN中相對(duì)凹槽進(jìn)行構(gòu)造。
圖5b表示一種布置結(jié)構(gòu)，其中，可焊的連接面LA的底面不是圓的，而是例如成矩形。例如，當(dāng)在凹槽AN中露出設(shè)置在下層表面上的印制導(dǎo)線LB時(shí)，就能獲得這樣的形狀。
圖5c也表示成矩形的可焊的連接面LA，但與圖5a、5b不同，它布置在一個(gè)也成矩形的凹槽AN里。凹槽也可以具有其它的橫截面，如呈橢圓形。
在圖6里，結(jié)合示意橫截面圖地表示芯片如何焊在載體基底TS上。示出了這樣的變型方案，其中，焊料球在焊接前產(chǎn)生在上層的凹槽里。焊料球BU為此也浸潤(rùn)有助焊劑，隨后裝上芯片CH，結(jié)果，在細(xì)膩盤(pán)表面上的可焊的金屬化LM接觸到焊料球BU并壓在其上，如圖6b所示。此外，這種安置以高精度完成，其標(biāo)準(zhǔn)偏差只為幾微米。圖6b也清楚示出了焊料球BU突出超過(guò)框RA的高度，因此，芯片在裝在焊料球上后相對(duì)基底具有高度h5，這個(gè)高度大于框的高度h2。
焊接例如借助回流焊來(lái)完成。在這種情況下，出現(xiàn)焊料球BU的軟化，它隨后浸潤(rùn)了可焊的連接面LA以及在芯片表面上的可焊的金屬化LM并且與之牢固連接。此時(shí)出現(xiàn)了橫截面擴(kuò)大，結(jié)果造成焊料球高度降低以及芯片被向下拉并安放在框RA上。在這個(gè)狀態(tài)下，通過(guò)由框RA提供的大安放面積保證了芯片的可靠固定并且調(diào)節(jié)出芯片距載體基底的恒定距離h2。焊料球收縮程度由相應(yīng)的焊點(diǎn)下方金屬化UBM(在這里是可焊的連接面LA和可焊的金屬化LM)的面積與焊料球體積之比來(lái)定。UBM相對(duì)焊料球質(zhì)量越大，則收縮程度越大。但最好這樣調(diào)定這個(gè)比例，即收縮旗號(hào)足以將芯片裝到載體基底上或框RA上。因此，在釬焊后，最小的拉力作用于焊點(diǎn)或焊料球上。
圖7表示在下個(gè)步驟之后的元器件，其中，在芯片和基底的整個(gè)表面上，從背面涂覆上一層薄的金屬化M，例如通過(guò)濺射。該層最好具有與UBM一樣的結(jié)構(gòu)。該層尤其用于改善帶有要在下個(gè)步驟里裝上的焊框LR的表面的浸潤(rùn)情況。該金屬化M可以通過(guò)電鍍加厚或無(wú)電流地加厚，例如涂上銅和/或鎳層或鉑層并最后還涂上薄金層。
圖8表示在裝上焊框LR后的元器件，該焊框氣密性良好地構(gòu)成與金屬化M的密封。
在本發(fā)明的另一實(shí)施形式里，芯片在裝上焊框LR后被減薄，例如其做法是使整個(gè)結(jié)構(gòu)在噴射法中接受粒子流的處理。在這里，用細(xì)微的且較硬的固體微粒如氧化鋁顆粒或石英顆粒噴射該表面。處于粒子流作用下的表面越硬，則由粒子流引起的材料蝕除越多。相反，軟的表面層起到掩模和防粒子流的保護(hù)層作用并防止在這個(gè)位置上除去材料。金屬化如焊框也可以被除去以便形成構(gòu)造。如果如圖7所示的金屬化M例如通過(guò)適當(dāng)?shù)姆绞皆谕可虾缚蚝笥衷诤缚蛑車(chē)怀ゲ㈦S后對(duì)整個(gè)面采取噴射法，則出不僅現(xiàn)了芯片CH減薄，而且出現(xiàn)了在焊框LR之外的基底減薄，它在這里起到掩模作用。在減薄法中，原先約為250微米的晶片厚度被減薄到最終的50-100微米或更薄。根據(jù)本發(fā)明，這種減薄特別簡(jiǎn)單，因?yàn)樾酒瑹o(wú)應(yīng)力地貼在框上或載體基底上，因此，它一方面沒(méi)有因噴射法遇到過(guò)高的機(jī)械負(fù)荷，另一方面，它在減薄后還足夠可靠地通過(guò)載體基底或框Rad得到穩(wěn)定。噴射法也可以這樣進(jìn)行，即它在焊框周?chē)鷮?dǎo)致載體基底TS的斷開(kāi)，其中，一些安置在一個(gè)共同載體基底上的元器件被分開(kāi)。當(dāng)然，也可以在分開(kāi)元器件之前設(shè)置一個(gè)足夠軟的構(gòu)造化抗蝕掩模，利用該抗蝕掩模來(lái)覆蓋芯片，以便或許保護(hù)它不會(huì)強(qiáng)烈減薄。
在圖9中，用陰影線表示了通過(guò)噴射法蝕除的區(qū)域。
圖11表示本發(fā)明的一個(gè)只有單層載體基底的實(shí)施例。在這里，首先在載體基底的底面的這樣一個(gè)位置上形成用于SMD觸點(diǎn)KO的焊墊，即在該位置上方設(shè)有一些凹槽。這些凹槽是通過(guò)從上面蝕除材料而產(chǎn)生的，例如通過(guò)激光或通過(guò)微粒噴射法。如果采用激光，則SMD觸點(diǎn)KO具有一個(gè)成激光阻擋層形式的鏡面層，例如一個(gè)薄金層。在凹槽AN里露出的SMD觸點(diǎn)KO起到連接面AN的作用，焊料球BU貼在該連接面上并且被焊在其上。單層載體基底TS此時(shí)不僅可以由陶瓷構(gòu)成，而且可以由印制電路板材料構(gòu)成。相應(yīng)地，SMD觸點(diǎn)KO或許可以由電鍍或無(wú)電流加厚的絲網(wǎng)印刷膏或在第二種全寬下由銅構(gòu)成。在這里，約20-35微米的厚度足以用于觸點(diǎn)KO的機(jī)械功能。
以下，更詳細(xì)地描述一些步驟陶瓷載體基底的制造多層載體基底TS由陶瓷生膜制成，它被印上所需的金屬化，這些金屬化應(yīng)該隨后位于多層基底的一些層之間。為此，例如適當(dāng)?shù)夭捎煤珹g/Pd膏劑。金屬化通孔的開(kāi)口(Vias)和用于容納焊料球BU的凹槽AN已經(jīng)產(chǎn)生于生膜里，例如通過(guò)沖壓。帶有電極圖案的生膜隨后被層疊起來(lái)并被燒結(jié)。在一個(gè)實(shí)施例里，可以將已開(kāi)設(shè)于生膜里的開(kāi)口用填料來(lái)封閉，填料在燒結(jié)后又能被除去。為此，可以采用以下方法組合a)用氧化鋁填充開(kāi)口并用噴射法在燒結(jié)后除去氧化鋁；b)用氧化鉛填充開(kāi)口并在燒結(jié)后通過(guò)用醋酸溶解來(lái)除去氧化鉛；c)用含碳的材料填充開(kāi)口并在燒結(jié)后通過(guò)用醋酸溶解來(lái)除去該材料或其殘余物。
在燒結(jié)后，也產(chǎn)生了外金屬化、印制導(dǎo)線和連接面/觸點(diǎn)，例如通過(guò)印刷導(dǎo)電膏，導(dǎo)電膏隨后可無(wú)電流或電鍍地加厚。為了加厚，沉積金屬鎳和/或銅和/或鉑，最好覆殺一個(gè)薄金層以改善焊料的浸潤(rùn)性。
在芯片上產(chǎn)生金屬化一個(gè)帶有元器件構(gòu)造BS的芯片CH已經(jīng)預(yù)先形成了所有的金屬化，其中包括可焊的金屬化和由這樣的材料構(gòu)成的接地布線，即也由該材料構(gòu)成元器件構(gòu)造BS。該材料尤其是鋁、含鋁的合金或含鋁和銅層的多層結(jié)構(gòu)。為了在芯片上產(chǎn)生可焊的金屬化LM，預(yù)先形成的元器件構(gòu)造在為此而設(shè)的位置上被加厚并且為此最好先涂覆上一個(gè)光刻掩模并使起構(gòu)造化。隨后，以多層結(jié)構(gòu)Ti/Pt/Au的形式涂覆可焊的金屬化LM，例如通過(guò)濺射或蒸鍍。可焊的金屬化LM的總體結(jié)構(gòu)隨后具有例如為400納米的層厚，這處于與位于其下的且用于元器件構(gòu)造的含鋁金屬層一樣的數(shù)量級(jí)里。
在方法的一個(gè)變型方案里，光刻掩模如此構(gòu)造，即掩模留在未可焊金屬化LM而設(shè)的表面上。未被掩模蓋住的金屬化區(qū)且尤其是元器件構(gòu)造隨后進(jìn)行鈍化處理，例如陽(yáng)極氧化處理。在除去掩模后，可焊的金屬化LM通過(guò)簡(jiǎn)單方式可選擇地電鍍產(chǎn)生在露出來(lái)的金屬面上，因?yàn)榻?jīng)過(guò)鈍化處理的元器件構(gòu)造表面沒(méi)有導(dǎo)電性。
代替用于可焊的金屬化的金屬鍍敷順序Ti/Pt/Au，也可以沉積Ti/Cu/Au或Ti/Ni/Au。在這里，一些層不僅能電鍍產(chǎn)生，也能無(wú)電流產(chǎn)生，而一些薄層最好濺射上去。
在一個(gè)有利的實(shí)施方式里，焊料球在可焊的金屬化上的附著通過(guò)以下步驟a或b來(lái)改善a)在涂覆金屬化之前在可焊的金屬化區(qū)域里使芯片表面變粗糙，b)構(gòu)造化地涂覆金屬化，從而出現(xiàn)可焊的金屬化的一個(gè)中斷的條狀、柵狀或篩狀構(gòu)造，在其中斷處露出了芯片表面。
使芯片表面粗糙化利用噴射作業(yè)完成，其中，易損的構(gòu)造如元器件構(gòu)造可利用光刻掩模、漆或薄膜保護(hù)起來(lái)。
在限定出元器件構(gòu)造的情況下，構(gòu)造化地涂覆金屬化可以這樣進(jìn)行，例如利用揭除技術(shù)進(jìn)行。也可以在原先大面積涂覆的金屬化中事后通過(guò)構(gòu)造化材料蝕除來(lái)產(chǎn)生缺口。
框的制造在該實(shí)施例的一部分中規(guī)定的并且保證芯片距載體基底的距離h2的框RA可以加在芯片CH表面上，或載體基底TS上層的表面上。如果裝在芯片上的框最好成塑料框的形式，則形成在載體基底上的框最好以金屬化或可以導(dǎo)電的絲網(wǎng)印刷膏的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于在載體基底上的金屬化，尤其優(yōu)選上述的適用于可焊的連金屬化的金屬層順序。在一個(gè)薄鈦層之上，可以無(wú)電流地涂覆上約為1-2微米厚的銅。也可以電鍍加厚銅，例如加上10-20微米厚的一銅層和/或一厚達(dá)10微米的中間層。
該框的外形尺寸按照芯片外邊緣并且可以朝內(nèi)具有構(gòu)造，以便接觸在芯片的壓電基底上的自由面，或者以便使在自由面上的接地布線與框接通。
在框上的由塑料構(gòu)成的框可以由光刻膠產(chǎn)生，或者借助光刻技術(shù)由另一層構(gòu)造化。
可焊的連接面的制造可焊的連接面AF產(chǎn)生于上層OS的凹槽底面上。底面金屬化是一個(gè)借助銀膏/鈀膏印上的印制導(dǎo)線或在上層和下層之間的布線構(gòu)造，或者可以由穿過(guò)下層US的金屬化通孔DK的上封閉層構(gòu)成?？珊傅倪B接面AF隨后在露出在凹槽里的金屬化后通過(guò)用銅層/金層或鎳層/金層的電鍍或無(wú)電流加厚來(lái)形成。金屬化的加厚可以穿過(guò)凹槽AN地完成。
焊料球的制造這些焊料球可以產(chǎn)生在上層OS的凹槽里，其中，以下步驟是適用的a)電鍍沉積SnPb，SnAg，SnCu，SnAgCu，SnAu并隨后再熔化，在此產(chǎn)生相應(yīng)的合金；b)焊料膏的絲網(wǎng)印刷或掩模印刷，和隨后的匯流焊作業(yè)以便重熔焊料；c)以凹槽為掩模，這些凹槽可以通過(guò)抹上焊料膏而填充有焊料，焊料隨后在匯流焊作業(yè)中重熔；d)將大小適當(dāng)?shù)暮噶锨蚧稳氩㈦S后匯流焊，此時(shí)，焊料球的尺寸被定為重熔的焊料球能一直降低到凹槽AN的底部并接通在那里的連接面；e)激光照射；f)缸直接在凹槽上方從焊料模中定向沖切；或者，焊料球產(chǎn)生在芯片CH上，在此，以下步驟是適用的a)電鍍沉積上述焊料并且隨后重熔；b)將焊料滴掩模印刷到可焊的金屬化M上并隨后重熔，在這里，其余金屬化的電極鈍化(元器件構(gòu)造)起到阻焊掩模作用；c)激光照射。
芯片安裝到載體基底上根據(jù)在芯片或載體基底上的焊料球布局，帶焊料球的芯片被這樣安置到載體基底上，即焊料球安置在這些凹槽里。或者，芯片被安裝到位于凹槽里的焊料球，結(jié)果，它們可以接觸到可焊的金屬化。隨后，進(jìn)行回流焊。在這里，焊料球體積與UBM面積之比(可焊的金屬化LM/凹槽AN)如此調(diào)節(jié)，即釬焊導(dǎo)致焊料球收縮，這種收縮足以使芯片貼在載體基底或框上。在貼在載體基底或框上后，如此穩(wěn)定芯片，即焊料球的因芯片/焊料球和載體基底的不同熱膨脹而引起的應(yīng)力小許多，可以減小焊料球直徑，而不會(huì)損失焊接和元器件的穩(wěn)定性。最好也如此相互協(xié)調(diào)框的厚度和上層OS的厚度，即這兩層共同決定了熱膨脹性能，它幾乎與焊料球的膨脹性能相同。這樣，避免了焊料球承受有害應(yīng)力。
涂覆焊框在將芯片焊到載體基底上后，在芯片背面和載體基底的表面上整面涂上金屬化，例如通過(guò)濺射。為此，厚100-200納米的鈦尤其適用。該層可以隨后用銅和/或鎳加厚到約2-20微米。作為耐氧化且焊料可良好浸潤(rùn)的表面層，在此也可以涂上一薄金層作為封閉層。隨后，金屬化可以被構(gòu)造化，結(jié)果，它只留在焊框應(yīng)所處的位置上。
接著，產(chǎn)生一個(gè)焊框。它例如這樣進(jìn)行，即焊料粉末被灑到整個(gè)面上并且隨后進(jìn)行回流焊。通過(guò)形成能熔化流動(dòng)的焊料，它們最終只富集在要浸潤(rùn)表面的位置上，即具有裸露金屬層的表面區(qū)域里。例如，也可以沖切出一個(gè)框形焊料膜，以便圍繞芯片安放或布置在芯片上。也可以沖切這樣的焊料膜片，即它具有整個(gè)被焊框包圍起來(lái)的且大小適當(dāng)?shù)拿娌⑶冶话仓迷谛酒稀?br> 在這里，回流焊也導(dǎo)致焊料集中在被裸露的金屬表面覆蓋的區(qū)域里。通過(guò)在涂覆焊框前借助光掩模技術(shù)相應(yīng)地構(gòu)造該區(qū)域，金屬化的待浸潤(rùn)區(qū)域被限制在一個(gè)沿芯片邊緣的窄條和該載體基底表面的相鄰條形區(qū)里。
圖10表示本發(fā)明的一個(gè)替換實(shí)施例。在這里，焊框LR在安裝芯片CH之前形成在載體基底上。為此，首先一個(gè)金屬化RMS類(lèi)似于焊點(diǎn)下方金屬化(UBM)地產(chǎn)生在載體基底的為焊框而設(shè)的位置上。焊框可以通過(guò)印刷、電鍍加厚UBM或也作為框形焊料膜地被涂上去。在這個(gè)實(shí)施例里，芯片側(cè)邊緣被倒棱，結(jié)果，芯片朝向帶有元器件構(gòu)造的表面縮小。隨后，它在側(cè)邊緣上最好與可焊的金屬化LM(或者UBM)一起被金屬化RMC，如通過(guò)濺射。在芯片邊緣上的優(yōu)選邊緣角度KW此時(shí)小于45度，因?yàn)檫@樣一來(lái)，金屬化RMC可以與在芯片上的UBM一起形成。
隨后，芯片可以被裝到載體基底上，它以倒棱的側(cè)邊緣安置在焊框LR上并且在釬焊的同時(shí)在芯片側(cè)邊緣上出現(xiàn)了與金屬化RMC的釬焊連接。
在陶瓷上的芯片的減薄在釬焊后，芯片可被減薄，以便總體得到更低的結(jié)構(gòu)高度。出于操作性考慮而具有對(duì)元器件功能來(lái)說(shuō)不需要這樣大的約250微米的厚度的芯片(壓電晶體)此時(shí)可以被減薄到50-100微米。對(duì)減薄來(lái)說(shuō)，尤其適用借助直徑小于50微米的氧化鋁微粒的微粒噴射。也可以磨光芯片。此外，芯片被可靠地安置在框或載體基底上保證了在減薄過(guò)程中不損傷芯片，因?yàn)樾酒ㄟ^(guò)框得到足夠的穩(wěn)定。在按照微粒噴射方式進(jìn)行加工之前，可以借助柔軟的抗蝕掩模如光刻掩模來(lái)覆蓋這些區(qū)域，即在這些區(qū)域里應(yīng)該防止蝕除。但是，也可以在減薄芯片的同時(shí)除去載體基底區(qū)域或者甚至借助噴射法完全分?jǐn)嚅_(kāi)這些區(qū)域。在這種情況下，可能需要事先也用一掩模蓋住芯片。
由于本發(fā)明可以結(jié)合幾個(gè)實(shí)施例來(lái)說(shuō)明，所以，本發(fā)明不局限于這些實(shí)施例。本發(fā)明的元器件或者其制造方法的其它變型方案尤其在于不同的幾何形狀構(gòu)造、不同的要使用的材料或者使用類(lèi)似的但可得到同樣效果的工藝。不過(guò)，主要總是保留把焊料球布置在載體基底凹槽里的方式，本發(fā)明的小元器件高度以及更簡(jiǎn)單和更好的元器件密封性與之相關(guān)。
利用本發(fā)明的方法，最好同時(shí)在一個(gè)相當(dāng)大面積的載體基底上安置多個(gè)芯片并且隨后進(jìn)行封裝。在這些芯片之間，隨后可以分割載體基底，以便分出獨(dú)立的元器件或成組的相互連接成模塊的元器件。分割和分離可以利用噴射法或通過(guò)鋸切來(lái)完成。表面層和尤其是待分割的金屬化此時(shí)或許可以事先通過(guò)濕化學(xué)方式被結(jié)構(gòu)化，或者通過(guò)等離子體蝕刻被除去。
權(quán)利要求
1.一種元器件，它具有-一個(gè)帶有元器件構(gòu)造的芯片(CH)，該芯片在一表面上具有與元器件構(gòu)造(BS)連接的可焊的金屬化(LM)；-一個(gè)載體基底(TS)，該載體基底在下表面上具有用于與該芯片的元器件構(gòu)造導(dǎo)電連接的連接面(KO)以及印制導(dǎo)線，這些印制導(dǎo)線與連接面(AF)相連，在這里，這些連接面分別至少在底面的局部上通過(guò)在載體基底(TS)里的凹槽(AN)而露出，其中，芯片(CH)按照芯片倒裝布置形式借助設(shè)置在凹槽(AN)里的連接焊料球(BU)來(lái)安裝，這些連接焊料球?qū)щ娺B接在芯片上的可焊的金屬化(LM)和在載體基底(TS)上的連接面(AF)，并且該芯片至少部分貼在該載體基底上。
2.如權(quán)利要求1所述的元器件，其特征在于，它具有一個(gè)多層的載體基底(TS)，該載體基底至少包括一個(gè)上層和一個(gè)下層(OS，US)，這些連接面(AF)布置在該下層的上表面上。
3.如權(quán)利要求1所述的元器件，其特征在于，在載體基底(TS)內(nèi)的凹槽(AN)在下側(cè)由可焊的觸點(diǎn)(KO)封閉，這些觸點(diǎn)在載體基底的底面上布置在凹槽之上。
4.如權(quán)利要求1-3之一所述的元器件，其特征在于，該芯片(CH)作為SAW元器件、FBAR諧振器件、BAW諧振器件或SCF濾波器件形成在壓電基底上。
5.如權(quán)利要求4所述的元器件，其特征在于，在芯片(CH)或載體基底(TS)上設(shè)有一個(gè)框(RA)，該元器件構(gòu)造(BS)的一部分設(shè)置在一個(gè)空腔里，該空腔由該框和芯片和載體基底的兩個(gè)相互朝向的表面圍成，該框形成用于芯片或載體基底的支架，在載體基底和芯片之間的接觸面用一個(gè)完整的焊框(LR)被環(huán)繞封閉起來(lái)。
6.如權(quán)利要求5所述的元器件，其特征在于，該框(RA)由塑料或金屬化構(gòu)成，它設(shè)置在芯片(CH)或載體基底(TS)上，或者該框是一個(gè)設(shè)置在載體基底上的凹窩(VT)的限定邊界，該凹窩的深度(h2)至少等于設(shè)置在該空腔里的元器件構(gòu)造(BS)的高度。
7.如權(quán)利要求5或6所述的元器件，其特征在于，該框(RA)以金屬化形式形成在載體基底(TS)的表面上并且沿著朝向載體基底的芯片邊緣并在該芯片邊緣下面環(huán)繞布置，在該框和芯片(CH)之間的界面用一個(gè)完整的焊框(LR)被環(huán)繞封閉起來(lái)。
8.如權(quán)利要求1-7之一所述的元器件，其特征在于，在該載體基底(TS)的下層(US)上設(shè)有金屬化通孔(DK)，它們填充有導(dǎo)電材料，其中，金屬化通孔的表面構(gòu)成連接面(AF)。
9.如權(quán)利要求1-8之一所述的元器件，其特征在于，該載體基底(TS)是無(wú)變形的LTCC陶瓷。
10.如權(quán)利要求1-9之一所述的元器件，其特征在于，在該載體基底(TS)的底側(cè)上設(shè)有能SMD的連接金屬化(KO)，它們通過(guò)金屬化通孔(DK)與布置在至少有兩層的載體基底(TS)的兩層(US，OS)之間的并且在各連接面(AF)之間的布線(LB)連接或直接與這些連接面連接。
11.如權(quán)利要求1-10之一所述的元器件，其特征在于，芯片(CH)至少在其下邊緣區(qū)域里被鍍敷上金屬，載體基底(TS)在芯片的下邊緣的下方至少被鍍敷上一條金屬，其中，該金屬化包括Al、Ni、Cu、Pt、Au中的至少一種。
12.如權(quán)利要求1-11之一所述的元器件，其特征在于，在該芯片(CH)的背面上整面涂有一個(gè)漆層，該漆層可選擇地被去掉以便產(chǎn)生字符。
13.如權(quán)利要求12所述的元器件，其特征在于，在該漆層的下面設(shè)有一個(gè)為了該漆層而形成視覺(jué)對(duì)比的附加層。
14.如權(quán)利要求1-13之一所述的元器件，其特征在于，該芯片(CH)的外邊緣被倒棱，從而芯片向著載體基底(TS)收縮。
15.封裝元器件的制造方法，其中，-設(shè)有一個(gè)多層的載體基底(TS)，它具有有一定深度(h1)的凹槽(AN)，在這些凹槽里露出了可焊的連接面(AF)；-設(shè)有一個(gè)在一個(gè)表面上有元器件構(gòu)造(BS)以及與元器件構(gòu)造連接的可焊的金屬化(LM)的芯片；-在芯片的或載體基底的表面上產(chǎn)生一個(gè)有一定深度(h2)的凹窩(VT)以便容納有一定高度(h3)的元器件構(gòu)造；-在這些可焊的連接面或可焊的金屬化上形成一個(gè)有一定高度(h4)的焊料球(BU)，其中h4＞(h1+h2)，-該芯片(CH)按照芯片倒裝布置形式被裝到并焊在載體基底(TS)上，從而這些可焊的連接面(AF)通過(guò)焊料球(BU)與可焊的金屬化(LM)連接；-該芯片在由熔化決定的焊料球共同降低到高度(h1+h2)時(shí)降低到載體基底上并貼在那里；-元器件構(gòu)造(BS)設(shè)置在一個(gè)由凹窩(VT)構(gòu)成的并被芯片或載體基底蓋住的有一定高度(h2)的空腔里。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，在載體基底(TS)上，在該芯片下邊緣之下的區(qū)域里產(chǎn)生一個(gè)第一接觸金屬化(M)，并且在該芯片(CH)上，在安放面和芯片端面之間的區(qū)域里產(chǎn)生一個(gè)第二接觸金屬化，并且產(chǎn)生一個(gè)環(huán)繞芯片的焊框(LR)以便將該第一和第二接觸金屬化連接起來(lái)。
17.如權(quán)利要求15或16所述的方法，其特征在于，使用一個(gè)向著帶有元器件構(gòu)造的表面縮小的并帶有傾斜的側(cè)邊緣的芯片，該焊框是在將芯片裝在載體基底上之前產(chǎn)生的，芯片側(cè)邊緣在焊接時(shí)以位于那里的金屬化安置在焊框上并且與焊框焊接在一起。
18.如權(quán)利要求15-17之一所述的方法，其特征在于，焊料球(BU)是通過(guò)以下方式形成到芯片(CH)的可焊的金屬化(LM)上或載體基底(TS)的可焊的連接面(AF)上，(a)電鍍沉積，(b)絲網(wǎng)印刷或掩模印刷，(c)將焊料膏刮抹到載體基底的凹槽里，(d)將焊料球搖晃到凹槽里，(e)激光照射，(f)在凹槽上方?jīng)_切焊料膜。
19.如權(quán)利要求15-18之一所述的方法，其特征在于，采用一個(gè)至少有一上層和一下層(US)的載體基底(TS)，在下層中為可焊的連接面(AF)產(chǎn)生一些凹槽，借助導(dǎo)電材料填充這些凹槽或?yàn)榘疾叟湓O(shè)可焊的覆層，該覆層就是可焊的連接面(AF)，并且這些連接面在上層(OS)的凹槽(AN)中露出。
20.如權(quán)利要求15-19之一所述的方法，其特征在于，在上層里的這些凹槽(AN)的底面被選擇成大于在下層(US)表面上的可焊的連接面(AF)的面積，焊料球(BU)的橫截面被選擇得小于凹槽(AN)的橫截面。
21.如權(quán)利要求15-20之一所述的方法，其特征在于，在焊接和產(chǎn)生焊框(LR)以后，借助微粒噴射法或通過(guò)磨光而從芯片(CH)的背面除去材料，芯片由此變薄。
22.如權(quán)利要求15-21之一所述的方法，其特征在于，芯片(CH)在使用中被用到大面積的載體基底(TS)上并且最終通過(guò)在芯片之間劃分開(kāi)載體基底而被分成元器件或模塊。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，這種劃分通過(guò)噴射法進(jìn)行，焊框(LR)起到掩模作用。
24.如權(quán)利要求15-23之一所述的方法，其特征在于，一多層陶瓷片被用作載體基底(TS)，一些凹槽(AN)在燒結(jié)前產(chǎn)生于多層陶瓷片的上層(OS)里并且填有填料，填料在燒結(jié)后又被除去。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，為了填充這些凹槽(AN)和為了又除去該填料，選用以下方法組合中一種，(a)用三氧化二鋁填充并借助噴射法除去三氧化二鋁，(b)用氧化鉛填充并通過(guò)用醋酸溶解來(lái)除去氧化鉛，(c)用含碳材料填充并通過(guò)用醋酸溶解來(lái)除去含碳材料。
26.如權(quán)利要求15-25之一所述的方法，其特征在于，焊料球(BU)附著在可焊的金屬化上通過(guò)以下步驟a或b來(lái)改善，a)在涂覆金屬化之前在可焊的金屬化區(qū)域里使芯片表面變粗糙，b)構(gòu)造化地涂覆金屬化，從而出現(xiàn)可焊的金屬化的一個(gè)中斷的條狀、柵狀或篩狀構(gòu)造，在其中斷處露出了芯片表面。
全文摘要
為了簡(jiǎn)化可靠地封裝元器件而提議，在芯片和載體基底之間的連接借助連接焊料球來(lái)完成，這些焊料球埋在載體基底的凹槽里。此外，元器件直接位于載體基底上，尤其是位于一個(gè)圍繞著在芯片上的元器件構(gòu)造的框上。
文檔編號(hào)H03H3/02GK1611002SQ02826401
公開(kāi)日2005年4月27日 申請(qǐng)日期2002年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月28日
發(fā)明者C·霍夫曼, J·波爾特曼, H·克呂格爾 申請(qǐng)人:埃普科斯股份有限公司