DE102004011203B4

DE102004011203B4 - Verfahren zum Montieren von Halbleiterchips und entsprechende Halbleiterchipanordnung

Info

Publication number: DE102004011203B4
Application number: DE102004011203A
Authority: DE
Inventors: Kurt Weiblen; Hubert Benzel; Regina Grote
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2004-03-04
Filing date: 2004-03-04
Publication date: 2010-09-16
Anticipated expiration: 2024-03-05
Also published as: JP2005249795A; DE102004011203A1; ITMI20050319A1; US20050194685A1

Abstract

Verfahren zum Montieren von Halbleiterchips mit den Schritten:
– Bereitstellen eines Halbleiterchips (5, 5') mit einer Oberfläche, wobei die Oberfläche sowohl einen Membranbereich (55, 55') als auch einen räumlich von dem Membranbereich (55, 55') getrennten Montagebereich (MB) aufweist, wobei sich der Membranbereich (55, 55') und der Montagebereich (MB) an zwei entgegengesetzten Seiten der Oberfläche befinden,
– Vorsehen eines Substrats (1, 10, 10'), welches eine Oberfläche mit einer Aussparung (11, 11') aufweist,
– Montieren des Montagebereichs (MB) des Halbleiterchips (5, 5') in Flip-Chip-Technik auf die Oberfläche des Substrats (1, 10, 10') derart, dass eine Kante (K) der Aussparung (11, 11') zwischen dem Montagebereich (MB) und dem Membranbereich (55, 55') liegt, wobei der Halbleiterchip (5, 5') lediglich mittels des Montagebereichs (MB) fest mit dem Substrat (1, 10, 10') verbunden wird, und
– Unterfüllen des Halbleiterchips (5, 5') im Bereich des Montagebereichs (MB) mit einer Unterfüllung (28), wobei die...

Description

STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Montieren von Halbleiterchips und eine entsprechende Halbleiterchipanordnung.
Obwohl auf beliebige Halbleiterchipanordnungen anwendbar, werden die vorliegende Erfindung sowie die ihr zugrundeliegende Problematik in Bezug auf eine mikromechanische Halbleiterchipanordnung mit einem Drucksensor erläutert.
7 zeigt ein erstes Beispiel für ein Verfahren zum Montieren von Halbleiterchips und eine entsprechende Halbleiterchipanordnung, wie sie beispielsweise in der Schrift DE 41 30 044 C2 beschrieben wird, in Querschnittsansicht.
In 7 bezeichnet Bezugszeichen 100 einen TO8-Sockel, der beispielsweise aus Kovar hergestellt ist. Bezugszeichen 5 ist ein mikromechanischer Silizium-Drucksensorchip mit piezoresistiven Wandlerelementen 51, die auf einer Membran 55 untergebracht sind. Zur Herstellung der Membran 55 wird eine Kaverne 58 auf der Rückseite des betreffenden Siliziumn-Drucksensorchips 5 eingebracht, beispielsweise durch anisotropes Ätzen, z. B. mit KOH oder TMAH. Alternativ kann die Membran 55 auch durch Trench-Ätzen hergestellt werden.
Der Sensorchip 5 kann aus einer reinen Widerstandsbrücke mit piezoresistiven Widerständen bestehen oder kombiniert sein mit einer Auswerteschaltung, die zusammen mit den Piezowiderständen in einen Halbleiterprozess integriert wird. Ein Glassockel 140 aus natriumhaltigen Glas, der auf die Rückseite des Chips 5 anodisch gebondet ist, dient zur Reduzierung von mechanischer Spannung, die durch Lot oder Kleber 70 hervorgerufen wird, mittels dem der Glassockel 140 auf dem TO8-Sockel 100 aufgebracht ist. Bezugszeichen 53 in 7 bezeichnet ein Bondpad einer nicht näher dargestellten integrierten Schaltung 52, das über einen Bonddraht 60 mit einer elektrischen Anschlusseinrichtung 130 verbunden ist, welche wiederum durch eine Isolationsschicht 131 von dem TO8-Sockel 100 isoliert ist. Der Glassockel 140 weist eine Durchgangsöffnung 141 auf, welche die Kaverne 58 über eine Durchgangsöffnung 101 des TO8-Sockels 100 und eine daran angesetzte Anschlusseinrichtung 120 mit dem extern herrschenden Druck P verbindet. Der in 7 gezeigte Aufbau wird üblicherweise noch mit einer nicht gezeigten Metallkappe hermetisch dicht verschweißt.
Allerdings weist ein derartiger Aufbau den Nachteil auf, dass er umständlich ist und häufig Probleme beim hermetischen Einschließen des Sensorchips 5 auftreten, beispielsweise wegen undichter Schweißnähte, o. ä. Da das TO8-Gehäuse und das Silizium unterschiedliche Temperaturausdehnungskoeffizienten haben, entstehen mechanische Spannungen bei Temperaturwechseln, die von Piezowiderständen als Störsignal gemessen werden.
8 zeigt ein zweites Beispiel für ein Verfahren zum Montieren von Halbleiterchips und eine entsprechende Halbleiterchipanordnung, wie sie in der DE 199 29 025 A1 beschrieben wird, in Querschnittsansicht.
Dieses zweite Beispiel sieht vor, den Sensorchip 5 über einen Glassockel 140', der keine Durchgangsöffnung aufweist, auf ein Substrat 1 aus einer Keramik oder Kunststoff zu kleben und zum Schutz gegen Umwelteinflüsse mit einem Gel 2 zu passivieren. Zusätzlich vorgesehen über der Chipanordnung auf dem Substrat 1 ist eine Schutzkappe 13 mit einer Durchgangsöffnung 15 für den anzulegenden Druck P. Auch weist der Glassockel 140' bei diesem Beispiel keine Durchgangsöffnung auf, da der Druck P von der anderen Seite angelegt wird.
Bei Verwendung eines solchen Gels 2 wird der Maximaldruck nachteiligerweise durch das Gel 2 bestimmt, da Gas in das Gel 2 eindiffundiert und bei plötzlicher Druckerniedrigung Gasblasen im Gel 2 entstehen, die das Gel 2 zerstören.
Aus der DE 198 30 538 A1 ist eine Drucksensor-Anordnung bekannt, bei der ein Sensor-Element durch eine umlaufende Verbindung auf einem Träger aufgebracht wird. Der Träger weist dabei einen Durchbruch auf, durch den ein Druckmedium auf einen Druckdetektor im Sensor-Element geführt werden kann. Die umlaufende Verbindung ist dabei derart als Unterfüllung vorgesehen, dass eine hermetische Abdichtung des Durchbruchvolumens zu dem das Sensor-Element umgebenden Elektronikvolumen erreicht wird.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Montieren von Halbleiterchips mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und die entsprechende Halbleiterchipanordnung gemäß Anspruch 10 weisen gegenüber den bekannten Lösungsansätzen den Vorteil auf, dass ein einfacher, kostengünstiger und spannungsunempfindlicher Aufbau ermöglicht wird.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht in einer überhängenden Aufbauweise eines Sensorchips auf einem Substrat mit einer Aussparung mittels einer Flip-Chip-Montagetechnik, wobei eine mechanische Entkopplung des Sensorchips durch das seitliche Überhängen vorgesehen ist.
Vorhandene Herstellungsprozesse können größtenteils beibehalten werden, wie z. B. der Halbleiterprozess für die Sensorkomponenten und/oder Auswerteschaltungskomponenten bzw. für Sensorgehäuseteile.
Ein elektrisches Vormessen im Wafer-Verbund ist möglich, ebenso wie ein Bandendeabgleich nach der Montage auf dem Träger. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht ebenfalls einen platzsparenden Aufbau von Sensorchip und Auswerteschaltung vor.
In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des jeweiligen Gegenstandes der Erfindung.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist im Montagebereich eine Mehrzahl von Bondpads vorgesehen ist, welche über eine Lot- oder Klebeverbindung auf der Oberfläche des Substrats montiert werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung erstreckt sich die Aussparung bis unter den Membranbereich. Dies hat den Vorteil, dass sich keine Fremdkörper unter dem Membranbereich verkeilen können.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist der Sensorchip auf der rückseitigen Oberfläche auf einen Glassockel gebondet. Dies erhöht die Verbiegesteifigkeit. Außerdem kann man zwischen Glassockel und Sensorchip ein Vakuum einschließen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind im Peripheriebereich ein oder mehrere Stützsockel vorgesehen, die aufliegend auf der Oberfläche des Gehäuses vorgesehen werden. Diese Stützsockel verhindern ein Verkippen bei der Flip-Chip-Montage.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist das Substrat Teil eines vorgefertigten Gehäuses.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist das Gehäuse ein Premoldgehäuse aus Kunststoff, in das ein Leadframe eingeformt ist. Derartige Gehäuse sind besonders kostengünstig.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist das Gehäuse einen ringförmigen Seitenwandbereich auf, welcher den Sensorchip umgibt und welcher oberhalb der Sensorchips durch einen Deckel mit einer Durchgangsöffnung verschlossen ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung wird in das Gehäuse ein weiterer Halbleiterchip vollständig umformt montiert
ZEICHNUNGEN
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es illustrieren:
1a, b eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Montieren von Halbleiterchips und einer entsprechenden Halbleiterchipanordnung in seitlicher bzw. ebener Querschnittsansicht;
2 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Montieren von Halbleiterchips und einer entsprechenden Halbleiterchipanordnung in Querschnittsansicht;
3 eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Montieren von Halbleiterchips und einer entsprechenden Halbleiterchipanordnung in Querschnittsansicht;
4 eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Montieren von Halbleiterchips und einer entsprechenden Halbleiterchipanordnung in Querschnittsansicht;
5 eine fünfte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Montieren von Halbleiterchips und einer entsprechenden Halbleiterchipanordnung in Querschnittsansicht;
6 eine sechste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Montieren von Halbleiterchips und einer entsprechenden Halbleiterchipanordnung in Querschnittsansicht;
7 ein erstes Beispiel für ein Verfahren zum Montieren von Halbleiterchips und eine entsprechende Halbleiterchipanordnung in Querschnittsansicht gemäß dem Stand der Technik; und
8 ein zweites Beispiel für ein Verfahren zum Montiere von Halbleiterchips und eine entsprechende Halbleiterchipanordnung in Querschnittsansicht gemäß dem Stand der Technik.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten.
1a, b zeigen eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Montieren von Halbleiterchips und einer entsprechenden Halbleiterchipanordnung in seitlicher bzw. ebener Querschnittsansicht.
Bei der in 1a, b gezeigten ersten Ausführungsform ist der Sensorchip 5' ein oberflächenmikromechanischer Sensorchip, welcher beispielsweise gemäß dem in der DE 100 32 579 A1 beschriebenen Verfahren hergestellt wurde und eine integrierte Kaverne 58' über einem Membranbereich 55' aufweist.
Das Substrat 1 weist eine Aussparung 11 auf, neben der der Sensorchip 5' in Flip-Chip-Technik überhängend montiert ist. Zur Montage werden Bondpads 53 des Sensorchips 5' im Montagebereich MB mittels einer Lot- oder Klebeverbindung, z. B. Lotkügelchen 26, auf (nicht gezeigte) Bondpads des Substrats 1 gelötet.
Der Montagebereich MB weist zusätzlich eine Unterfüllung 28 aus einem isolierenden Kunststoffmaterial auf, wobei die Kante K der Aussparung 11, die zwischen Montagebereich MB und Membranbereich 55' liegt, als Abrisskante für die Unterfüllung 28 beim Montageprozess dient. Die Abrisskante K sorgt dafür, dass die Unterfüllung 28 nicht in bzw. unter den Membranbereich 55' gelangen kann. Der Membranbereich 55' des Sensorchips 5' ragt dadurch seitlich neben dem streifenförmigen Montagebereich MB hinaus, so dass das Druckmedium ungestört an den Membranbereich 55' gelangen kann.
Der Sensorchip 5' ist im Membranbereich 55' auf der Oberfläche durch eine (nicht gezeigte) Schicht, z. B. eine Nitridschicht, passiviert, die als sicherer Medienschutz wirkt. Im Montagebereich MB ist der Sensorchip 5' durch die Unterfüllung 28 vor Korrosion geschützt.
Ein optionaler Stützsockel 36 ist an dem dem Montagebereich MB gegenüberliegenden Peripheriebereich des Membranbereichs 55' vorgesehen, der ein Abkippen des Sensorchips 5' bei der Flip-Chip-Montage verhindern soll. Dieser Stützsockel 36 kann entweder auf der Oberseite des Chips 5' oder auf der gegenüberliegenden Oberfläche des Substrats 1 vorgesehen sein und weist keine Lotfläche auf, so dass in diesem Bereich der Sensorchip 5 nur auf der Oberseite vom Substrat 1 aufliegt, nicht aber fest damit verbunden ist, so dass Spannungseinflüsse in diesem Bereich vermieden werden.
In 1b ist der streifenförmige Montagebereich MB des Sensorchips 5 mit der Unterfüllung 28 und den Lotkügelchen 26 deutlich erkennbar. Der Montagebereich MB ist wesentlich kleiner als die Gesamtfläche des Sensorchips 5, woraus ein sprungbrettartiger Aufbau resultiert. Auch erstreckt sich die Aussparung 11 über die Breitenausdehnung des Sensorchips 5' hinaus. Bei dieser ersten Ausführungsform ist die Aussparung 11' im Substrat 1 als schmaler Graben ausgebildet ist, der sich nicht bis zum bzw. unter den Membranbereich 55' des Sensorchips 5' erstreckt. Dies muss jedoch nicht der Fall sein, vielmehr kann sich die Aussparung prinzipiell auch bis unter den Membranbereich erstrecken, wie später gezeigt wird.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung kann der Glassockel gemäß 7 oder 8 vollständig weggelassen werden, da das seitliche Hinausragen des oberflächenmikromechanischen Sensorchips 5' neben dem streifenförmigen Montagebereich MB bereits den Abbau der Spannung ermöglicht, die durch unterschiedliche Temperaturausdehnungskoeffizienten von Silizium und Glas an der Verbindung mit den Lotkügelchen 26 und der Unterfüllung 28 entsteht.
Der Aufbau gemäß 1a, b kann abschließend in einem (in dieser Figur nicht gezeigten Gehäuse) verpackt werden.
2 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Montieren von Halbleiterchips und einer entsprechenden Halbleiterchipanordnung in Querschnittsansicht.
Bei der zweiten Ausführungsform ist das Substrat Teil eines Premoldgehäuses 10 aus Kunststoff, aus dem seitlich ein darin eingeformter Leadframe 8 herausragt. Das Premoldgehäuse 10 weist eine Aussparung 11 auf, neben der der Sensorchip 5 in Flip-Chip-Technik überhängend montiert ist. Zur Montage werden Bondpads 53 des Sensorchips 5 mittels einer Lot- oder Klebeverbindung, z. B. Lotkügelchen 26, auf (nicht gezeigte) Bondpads des Premoldgehäuses 10 gelötet.
Der minimale Abstand des Leadframes 8 im Montagebereich MB des Sensorchips 5 ist meist größer als der minimale Abstand der Bondpads 53 auf dem Sensorchip 5. Da aber nur wenig Bondpads 53 auf dem Sensorchip 5 nötig sind, z. B. vier Stück für den Anschluss einer Wheatston'schen Messbrücke, können diese so weit wie nötig voneinander entfernt platziert werden.
Der Montagebereich MB weist die Unterfüllung 28 aus einem isolierenden Kunststoffmaterial auf, wobei die Kante K der Aussparung 11, die zwischen Montagebereich MB und Membranbereich 55 liegt, als Abrisskante für die Unterfüllung 28 beim Montageprozess dient. Die Abrisskante K hat die bereits im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform erläuterte Funktion.
Auch hier ist der Sensorchip 5 im Membranbereich 55 auf der Oberfläche durch eine (nicht gezeigte) Nitridschicht passiviert, die als sicherer Medienschutz wirkt. Im Montagebereich MB ist der Sensorchip 5 durch die Unterfüllung 28 vor Korrosion geschützt.
Schließlich weist das Premoldgehäuse 10 einen ringförmigen Seitenwandbereich 10a auf, an dessen Oberseite ein Deckel 20 mit einer Durchgangsöffnung 15a für den anzulegenden Druck 10 vorgesehen ist. Aufgrund der Tatsache, dass der Sensorchip 5 durch die Flip-Chip-Montage auf der dem Montagebereich gegenüberliegenden Seite des Peripheriebereichs von der Oberseite des Premoldgehäuses 10 beabstandet ist, wird eine problemlose Übertragung des angelegten Drucks P auf den Membranbereich 55 gewährleistet.
Beim vorliegenden Beispiel ist der Sensorchip 5 rückseitig auf einem Glassockel 140'' gebondet, der dünner sein kann als bei den eingangs genannten Beispielen gemäß 7 und 8, da das seitliche Hinausragen des Sensorchips 5 neben dem streifenförmigen Montagebereich MB bereits den Abbau der Spannung ermöglicht, die durch unterschiedliche Temperaturausdehnungskoeffizienten von Silizium und Glas an der Verbindung mit den Lotkügelchen 26 und der Unterfüllung 28 entsteht.
3 zeigt eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Montieren von Halbleiterchips und einer entsprechenden Halbleiterchipanordnung in Querschnittsansicht.
Auch bei der in 3 gezeigten dritten Ausführungsform ist der Sensorchip 5' ein oberflächenmikromechanischer Sensorchip, welcher beispielsweise gemäß dem in der DE 100 32 579 A1 beschriebenen Verfahren hergestellt wurde und eine integrierte Kaverne 58' über einem Membranbereich 55' aufweist.
Auch bei dieser dritten Ausführungsform wurde der Glassockel vollständig weggelassen, was einen besonders platzsparenden Aufbau und einen entsprechend niedrigen Seitenwandbereich 10a ermöglicht. Die Montage mittels der Lotkügelchen 26 und der Unterfüllung 28 ist dieselbe wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen.
Im Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsformen weist der Deckel 20' einen Druckanschlussstutzen 21 auf, in dessen Durchgangsöffnung 15b ein optionales Filter 22 eingebaut sein kann, das verhindert, dass Partikel oder flüssige Medien ins Innere der Sensorverpackung gelangen können. So kann beispielsweise verhindert werden, dass Wasser eindringt, welches beim Gefrieren den Sensorchip 5' absprengen und damit zerstören könnte.
4 zeigt eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Montieren von Halbleiterchips und einer entsprechenden Halbleiterchipanordnung in Querschnittsansicht.
Bei der vierten Ausführungsform gemäß 4 ist ein Gehäuse 10 vorgesehen, das eine Kombination aus Mold- und Premoldgehäuse ist. Im linken Teil ist ein Auswertechip 6 über Lotkügelchen 26 in Flip-Chip-Technik auf dem Leadframe 8 montiert und vollständig vergossen. Im rechten Teil befindet sich der Premoldbereich, in dem der Sensorchip 5' anschließend derart montiert wird, wie bereits im Zusammenhang mit 3 ausführlich erläutert wurde. Elektrische Verbindungen zwischen den Chips 5', 6 verlaufen über den Leadframe 8, sind aber in der Figur nicht gezeigt.
5 zeigt eine fünfte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Montieren von Halbleiterchips und einer entsprechenden Halbleiterchipanordnung in Querschnittsansicht.
Bei der fünften Ausführungsform ist im Unterschied zur vierten Ausführungsform der Auswertechip 6 über Bonddrähte 60 mit dem Leadframe 8 verbunden. Dies hat sich insbesondere für den Fall als vorteilhaft erwiesen, in dem viele elektrische Anschlüsse für den Auswertechip 6 benötigt werden. So kann nämlich der Abstand der Bondpads 53 auf dem Auswertechip 6 eng und der entsprechenden Bondpads auf dem Leadframe 8 breiter gewählt werden.
Auch bei dieser Ausführungsform ist die Aussparung 11' im Premoldgehäuse 10' als schmaler Graben ausgebildet, der sich nicht bis zum bzw. unter den Membranbereich 55' des Sensorchips 5 erstreckt. Der Abstand des Membranbereichs 55' zur Oberfläche des Premoldgehäuses 10' kann somit gering gehalten werden, und daher ist bei einer derartigen Ausgestaltung darauf zu achten, dass keine Partikel in den Zwischenraum zwischen Membranbereich 55' und Premoldgehäuse 10' gelangen können, die sich dort verkeilen und dadurch die Kennlinie des Sensorchips beeinflussen könnten.
6 zeigt eine sechste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Montieren von Halbleiterchips und einer entsprechenden Halbleiterchipanordnung in Querschnittsansicht.
Bei der in 6 gezeigten Ausführungsform ist die Anordnung auf dem Leadframe 8 von Sensorchip 5' und Auswertechip 6 gezeigt. Im Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsformen sind bei dieser sechsten Ausführungsform zwei Durchgangsöffnungen 15a für den Druckanschluss im Deckel 20 vorgesehen.

Im obigen Beispiel wurden nur piezoresistive Sensorstrukturen betrachtet. Die Erfindung ist jedoch auch für kapazitive oder sonstige Sensorstrukturen geeignet, bei denen Membranen verwendet werden. BEZUGSZEICHENLISTE:

1	Substrat
2	Gel
100	TO8-Sockel
5, 5'	Sensorchip
6	Auswertechip
51	Piezowiderstand
52	integrierte Schaltung
53	Bondpad
60	Bonddraht
55, 55'	Membran
70	Lotschicht oder Kleberschicht
120	Druckanschlusseinrichtung
130	elektrische Anschlusseinrichtung
131	Isolationsschicht
140, 140', 140''	Glassockel
141	Bohrung
58, 58'	Kaverne
13	Schutzkappe
15, 15a, 15b	Durchgangsöffnung
101	Durchgangsöffnung
20, 20'	Deckel
26	Lotkügelchen
28	Unterfüllung
10, 10'	Premoldgehäuse
10a	Seitenwandbereich
8	Leadframe
11, 11'	Aussparung
36	Stützsockel
K	Kante
21	Druckanschlussstutzen
22	Filter
MB	Montagebereich

Claims

Verfahren zum Montieren von Halbleiterchips mit den Schritten: – Bereitstellen eines Halbleiterchips (5, 5') mit einer Oberfläche, wobei die Oberfläche sowohl einen Membranbereich (55, 55') als auch einen räumlich von dem Membranbereich (55, 55') getrennten Montagebereich (MB) aufweist, wobei sich der Membranbereich (55, 55') und der Montagebereich (MB) an zwei entgegengesetzten Seiten der Oberfläche befinden, – Vorsehen eines Substrats (1, 10, 10'), welches eine Oberfläche mit einer Aussparung (11, 11') aufweist, – Montieren des Montagebereichs (MB) des Halbleiterchips (5, 5') in Flip-Chip-Technik auf die Oberfläche des Substrats (1, 10, 10') derart, dass eine Kante (K) der Aussparung (11, 11') zwischen dem Montagebereich (MB) und dem Membranbereich (55, 55') liegt, wobei der Halbleiterchip (5, 5') lediglich mittels des Montagebereichs (MB) fest mit dem Substrat (1, 10, 10') verbunden wird, und – Unterfüllen des Halbleiterchips (5, 5') im Bereich des Montagebereichs (MB) mit einer Unterfüllung (28), wobei die Kante (K) der Aussparung (11, 11') als Abrissbereich für die Unterfüllung (28) dient, so dass keine Unterfüllung (28) in den Membranbereich (55, 55') gelangt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Membranbereich (55, 55') eine in dem Halbleiterchip (5, 5') integrierte Kaverne (58') aufweist, wobei insbesondere der Halbleiterchip (5, 5') Silizium aufweist und die Kaverne (58') mittels der Bildung von porösem Silizium erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Membranbereich (55, 55') eine Passivierungsschicht aufweist, wobei insbesondere diese Passivierungsschicht eine Nitridschicht ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Montagebereich (MB) eine Mehrzahl von Bondpads (53) vorgesehen ist, welche über eine Lot- oder Klebeverbindung auf der Oberfläche des Substrats (1, 10, 10') montiert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (11, 11') sich bis unter den Membranbereich (55, 55') erstreckt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterchip (5, 5') auf der rückseitigen Oberfläche auf einen Glassockel (140'') gebondet wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem dem Montagebereich (MB) gegenüberliegenden Peripheriebereich des Membranbereichs (55, 55') oder mehere ein Stützsockel (36) vorgesehen sind, ohne dass die Stützsockel (36) mit dem Halbleiterchip (5, 5') oder dem Substrat (1, 10, 10') fest verbunden werden.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (1, 10, 10') ein Teil eines vorgefertigten Gehäuses (10, 10') ist.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10, 10') ein Premoldgehäuse aus Kunststoff ist, in das ein Leadframe (8) eingeformt ist.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10, 10') einen ringförmigen Seitenwandbereich (10a) aufweist, welcher den Halbleiterchip (5, 5') umgibt und welcher oberhalb de Halbleiterchips (5, 5') durch einen Deckel (20, 20') mit einer Durchgangsöffnung (15a, 15b) verschlossen ist.
Verfahren nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass in das Gehäuse (10') ein weiterer Halbleiterchip (6) montiert wird, wobei der weitere Halbleiterchip (6) völlständig mit Moldmaterial umschlossen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Montagebereich (MB) auf der Oberfläche des Halbleiterchips (5, 5') wesentlich kleiner als die Gesamtfläche der Oberfläche des Halbleiterchips (5, 5') ausgestaltet wird, woraus ein sprungbrettartiger Aufbau resultiert.
Halbleiterchipanordnung mit: – einem Halbleiterchip (5, 5') mit einer Oberfläche, die sowohl einen Membranbereich (55, 55') als auch einen räumlich von dem Membranbereich (55, 55') getrennten Montagebereich (MB) aufweist, wobei sich der Membranbereich (55, 55') und der Montagebereich (MB) an zwei entgegengesetzten Seiten der Oberfläche befinden, und – einem Substrat (1, 10, 10'), welches eine Oberfläche mit einer Aussparung (11, 11') aufweist, wobei der Montagebereich (MB) des Halbleiterchips (5, 5') in Flip-Chip-Technik auf die Oberfläche des Substrats (1, 10, 10') derart montiert ist, dass – eine Kante (K) der Aussparung (11, 11') zwischen dem Montagebereich (MB) und dem Membranbereich (55, 55') liegt, wobei der Halbleiterchip (5, 5') lediglich mittels des Montagebereichs (MB) fest mit dem Substrat (1, 10, 10') verbunden ist, und – der Montagebereichs (MB) mit einer Unterfüllung (28) unterfüllt ist, wobei die Kante (K) der Aussparung (11, 11') als Abrissbereich für die Unterfüllung (28) dient, so dass keine Unterfüllung (28) im Membranbereich (55, 55') vorliegt.
Halbleiterchipanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Membranbereich (55, 55') eine in dem Halbleiterchip (5, 5') integrierte Kaverne (58') aufweist, wobei insbesondere der Halbleiterchip (5, 5') Silizium aufweist und die Kaverne (58') mittels der Bildung von porösem Silizium erzeugt ist.
Halbleiterchipanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Membranbereich (55, 55') eine Passivierungsschicht aufweist, wobei insbesondere diese Passivierungsschicht eine Nitridschicht ist.
Halbleiterchipanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass im Montagebereich (MB) eine Mehrzahl von Bondpads (53) vorgesehen ist, welche über eine Lot- oder Klebeverbindung auf der Oberfläche des Substrats (1, 10, 10') montiert sind.
Halbleiterchipanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (11, 11') sich bis unter den Membranbereich (55, 55') erstreckt.
Halbleiterchipanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterchip (5, 5') auf der rückseitigen Oberfläche auf einen Glassockel (140'') gebondet ist.
Halbleiterchipanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass in einem dem Montagebereich (MB) gegenüberliegenden Peripheriebereich des Membranbereichs (55, 55') ein oder mehrere Stützsockel (36) vorgesehen sind, ohne dass die Stützsockel (36) mit dem Halbleiterchip (5, 5') oder dem Substrat (1, 10, 10') fest verbunden sind.
Halbleiterchipanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (1, 10, 10') ein Teil eines vorgefertigten Gehäuses (10, 10') ist.
Halbleiterchipanordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10, 10') ein Premoldgehäuse aus Kunststoff ist, in das ein Leadframe (8) eingeformt ist.
Halbleiterchipanordnung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (10, 10') einen ringförmigen Seitenwandbereich (10a) aufweist, welcher den Halbleiterchip (5, 5') umgibt und welcher oberhalb der Sensorchips (5, 5') durch einen Deckel (20, 20') mit einer Durchgangsöffnung (15a, 15b) verschlossen ist.
Halbleiterchipanordnung nach Anspruch 20, 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass in das Gehäuse (10') ein weiterer Halbleiterchip (6) montiert ist, wobei der weitere Halbleiterchip (6) vollständig mit Moldmaterial umschlossen ist.
Halbleiterchipanordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Montagebereich (MB) auf der Oberfläche des Halbleiterchips (5, 5') wesentlich kleiner als die Gesamtfläche der Oberfläche des Halbleiterchips (5, 5') ist, woraus ein sprungbrettartiger Aufbau resultiert.