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DE10300958A1 - Modul mit Verkapselung - Google Patents

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DE10300958A1
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DE
Germany
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individual
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DE10300958A
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English (en)
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Frank Dr. Rehme
Patric Dr. Heide
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TDK Electronics AG
Original Assignee
Epcos AG
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Publication date
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Priority to FR0400004A priority patent/FR2849956B1/fr
Priority to PCT/EP2004/000150 priority patent/WO2004064152A2/de
Priority to US10/541,911 priority patent/US20060103003A1/en
Priority to JP2006500549A priority patent/JP4603527B2/ja
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Abstract

Die Erfindung betrifft insbesondere ein Höchstfrequenzmodul, insbesondere einen Mikrowellen- bzw. Millimeterwellenmodul, sowie Häusungstechnik solcher Bauteile. Das Höchstfrequenzmodul enthält z. B. a) eine aktive Einzelkomponente, die insbesondere eine Diode, einen Transistor oder eine integrierte Schaltung umfasst, und b) ein Substrat mit Vielschichtaufbau und integrierten Schaltungselementen, wobei die Einzelkomponenten auf der Oberseite des Substrats angeordnet werden. Zum Schutz der Höchstfrequenz-Einzelkomponenten wird vorgeschlagen, eine Filmabdeckung anzuwenden.

Description

  • Die Erfindung betrifft insbesondere ein Höchstfrequenzmodul, beispielsweise ein Mikrowellen- bzw. Millimeterwellenmodul, sowie Häusungstechnik solcher Bauteile.
  • Der Frequenzbereich zwischen 1 GHz und 30 GHz wird Mikrowellenbereich (MW-Bereich) genannt. Der Frequenzbereich ab 30 GHz aufwärts wird Millimeterwellenbereich (mmW-Bereich) genannt. Die Höchstfrequenzmodule unterscheiden sich gegenüber den Hochfrequenzmodulen insbesondere dadurch, daß für Höchstfrequenzschaltungen ab 5 GHz in der Regel „Wellenleiter", z. B. Mikrostreifenleitungen und Koplanarleitungen verwendet werden.
  • Höchstfrequenzmodule sind integrierte elektronische Bauelemente, die verschiedene Funktionalitäten für im Frequenzbereich von 1 bis 100 GHz einzusetzende Anwendungen erfüllen. Solche Bauelemente können allgemein bei Datenübertragungs-Systemen, z. B. beim Fernseh-Satelliten-Empfang, bei drahtlosen lokalen Datennetzwerken – LAN (Local Area Network), WLAN (Wireless LAN), Bluetooth, optischen Modulen wie Multiplexer, Modulatoren und Sender-/Empfängereinheiten – sowie bei Radar, beispielsweise Automobilradar bei 24 GHZ und 77 GHz, und bei Front-End-Modulen für Breitbandkommunikation, z. B. LMDS (Local Multimedia Distribution System) und Richtfunkanlagen für Basisstationen eingesetzt werden.
  • Im Millimeterwellenbereich anzuwendende Module werden heutzutage meist auf der Basis von Dünnschichtsubstraten hergestellt. Das Dünnschichtsubstrat kann gleichzeitig ein oder mehrere Chip-Bauelemente tragen. Die Chip-Bauelemente werden auf dem Trägersubstrat mittels Drahtbonden oder Flip-Chip-Technik befestigt und damit elektrisch verbunden.
  • Weiterhin sind Mikrowellen- bzw. Millimetermodule bekannt, die ein keramisches Substrat enthalten, auf dem Mikrowellen- bzw. Millimeterwellen-Chips ungehäust aufgebracht sind. Das Substrat wird zusammen mit den Chip-Bauelementen in ein metallsches oder keramisches Gehäuse gebracht und mittel Höchstfrequenz-Durchführungen mit externen Schaltungen elektrisch verbunden. Diese Technik erfordert sehr aufwendige Gehäusekonstruktionen. Solche Module sind schwer und haben einen hohen Platzbedarf.
  • Eine existierende Alternative ist der Aufbau der mmW-Schaltung mit Hilfe der bekannten SMD-Technik (SMD = Surface Mounted Device). Während bei der Modul-Technik erst die aufgebaute Schaltung (mit Bauelementen) gehäust wird, werden in der SMD-Technik schon gehäuste Bauelemente verwendet. Dadurch entfällt weitestgehend das Erfordernis für eine Häusung. Die Anwendung dieser Technik ist wegen steigender Verluste und Schwankungen der Übertragungscharakteristika aufgrund vergleichsweise großer Fertigungstoleranzen der Schaltung zu höheren Frequenzen hin begrenzt. Außerdem hat sie ebenfalls einen hohen Platzbedarf.
  • Eine weitere Alternative besteht in sogenannten substratintegrierten Gehäusen. Bei diesen übernimmt das Substrat Aufgaben des Gehäuses. Das Gehäuse besteht dann aus dem Substrat, Seitenwänden (auf dem Substrat) und einer Abdeckung auf den Seitenwänden. Dabei gibt es sowohl Formen, bei denen die Seitenwände zunächst mit dem Substrat verbunden werden und nach dem Aufbau der Schaltung (Aufbringen der Bauelemente) z. B. ein Metallblech aufgeschweißt wird, als auch Formen, bei denen auf das fertig aufgebaute Substrat ein Deckel (Abdeckung mit Seitenwänden) aufgebracht wird. Diese Technik hat den Nachteil, daß die äußeren Abmessungen des Moduls durch die Geometrie des vorgefertigten Gehäuses vorgegeben sind.
  • Es ist bekannt, daß bei Herstellung der Hochfrequenzmodule, beispielsweise Mobilfunkmodule, verglichen mit Höchstfre quenzmodulen relativ kostengünstige Prozesse und Materialien verwendet werden:
    • a) Chip&Wire Technologie, wobei der Chip mit der zum Substrat ausgerichteten Rückseite auf dem Substrat montiert und mit Drahtbonden kontaktiert wird. Zur mechanischen Stabilität wird der Chip zusätzlich mit einer Vergußmasse (z. B. Globtop) vergossen.
    • b) Flip-Chip Technik, wobei der montierte Chip mit einer Vergußmasse (Underfiller/Globtop) mechanisch stabilisiert und abgedichtet werden kann.
  • Beide Konzepte sind für Höchstfrequenzanwendungen untauglich, da z. B. die oben genannten Vergußmassen die Wellenausbreitung im Mikrowellenbereich signifikant beeinflussen (dämpfen) .
  • Bekannt ist weiterhin bei mit akustischen Oberflächenwellen arbeitenden Bauelementen (SAW-Bauelementen) die sogenannte CSSP-Technologie (CSSP = Chip Size SAW Package, SAW = Surface Acoustic Wave), siehe z. B. die Druckschriften EP 0900477A und EP 0759231A . Bei Verkapselung der SAW-Bauelemente achtet man darauf, daß die akustische Fläche nicht in Berührung mit Vergußmitteln kommt, da in diesem Fall die Ausbreitungsgeschwindigkeit akustischer Wellen und damit elektrische Eigenschaften der SAW-Bauteile stark beeinflußt werden. Bei solchen Bauelementen kann beispielsweise mit Hilfe eines auf dem Chip auf der Seite mit den aktiven Strukturen aufgebrachten Schutzdeckels aus Kunststoff verhindert werden, daß die Vergußmasse die signalführenden akustischen Strukturen berührt. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß die SAW-Chips mit Hilfe einer Schutzfolie verkapselt werden, wobei diese Schutzfolie den SAW-Chip von der Rückseite her abdeckt ( EP 1093159A ). Diese Konzepte wurden bisher nur in der SAW-Häusungstechnik angewendet. Der Nachteil der SAW-Bauteile besteht darin, daß sie aufgrund des technologisch bedingten Mindestabstands der akustischen Fingerstrukturen (Fingerperiode) und aufgrund der mit der Frequenz zunehmenden Volumen wellen-Verluste nicht für Höchstfrequenzbereiche über 2 GHz hergestellt werden können.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Mikrowellen- bzw. Millimeterwellenmodul mit aktiven Einzelkomponenten anzugeben, welches sowohl elektrische Verbindungen zwischen verschiedenen Modul-Komponenten als auch den Schutz der Modulkomponenten, insbesondere der Höchstfrequenz-Komponenten des Bauteils vor äußeren Einwirkungen wie Staub, mechanische Beschädigung und Feuchtigkeit gewährleistet, ohne daß die Höchstfrequenz-Signale dabei gedämpft werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Bauelement mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus weiteren Ansprüchen hervor.
  • Die Erfindung gibt ein Bauelement an, enthaltend:
    • – ein Substrat mit zumindest zwei dielektrischen Lagen, mit zumindest einem integrierten (insbesondere passiven) Schaltungselement, mit zumindest einer leitenden Struktur auf der Oberseite und zumindest einem Außenkontakt auf der Unterseite,
    • – zumindest eine auf der Oberseite des Substrats angeordnete aktive Einzelkomponente,
    • – zumindest eine Filmabdeckung, welche die zumindest eine aktive Einzelkomponente vollständig bedeckt und dazu dient, die zumindest eine Einzelkomponente vor Staub, Feuchtigkeit und mechanischen Einwirkungen zu schützen.
  • Unter einem passiven Schaltungselement versteht man insbesondere eine Induktivität, eine Kapazität, eine Leitung, z. B. eine Verbindungsleitung, oder ein Leitungsabschnitt. Diese können auf eine an sich bekannte Weise als Leiterbahnen zwischen, in und auf den dielektrischen Lagen eines Substrats mit Vielschicht-Aufbau angeordnet sein und damit integrierte Schaltungselemente bilden. Vertikale Verbindungen zwischen den Leiterbahnen in verschiedenen Lagen (Durchkontaktierun gen) zählen auch zu integrierten Schaltungselementen, da sie einerseits zur vertikalen Signalführung dienen und andererseits insbesondere bei Höchstfrequenzen sowohl eine (parasitäre) Induktivität als auch eine (parasitäre) Kapazität darstellen. Einzelne integrierte Schaltungselemente bilden zusammen integrierte Schaltungen, insbesondere passive Schaltungen wie die eines Filters oder eines Mischers. Intergrierte Schaltungselemente können außerdem zumindest einen Teil zumindest einer aktiven Schaltung realisieren, welcher mit aktiven Einzelkomponenten auf der Oberfläche des Substrats elektrisch verbunden ist.
  • Bei Höchstfrequenzen, insbesondere im mmW-Bereich, sind Kapazitäten und Induktivitäten oft als durch Leitungsabschnitte realisierte verteilte Elemente vorhanden. Die Kapazitäten können als Radial Stubs ausgeführt sein.
  • Unter einer aktiven Einzelkomponente versteht man ein diskretes nichtlineares oder aktives Schaltungselement wie eine Diode oder einen Transistor, oder ein zumindest eine aktive Komponente umfaßendes Chip-Bauelement ohne ein Gehäuse oder mit einem solchen.
  • Die als Chip-Bauelement ausgebildete aktive Einzelkomponente kann ein Mikrowellen-Chip, ein Millimeterwellen-Chip oder ein IC-Bauelement (IC = Integrated Circuit) darstellen. Das IC-Bauelement kann wiederum ein MMIC-Bauelement (MMIC = Monolithic Microwave Integrated Circuit) sein.
  • Die aktiven Einzelkomponenten können beispielsweise auf der Si-, SiGe-, GaAs- oder InP-Basis aufgebaut sein.
  • Die aktive Einzelkomponente weist Außenkontakte zur elektrischen Verbindung mit den im Substrat integrierten Schaltungselementen auf.
  • Die Oberseite des Substrats trägt zumindest eine leitende Struktur, welche insbesondere einen Kontakt zur Herstellung elektrischer Verbindung zwischen den integrierten Schaltungselementen im Substrat und der zumindest einen aktiven Einzelkomponente auf der Substrat-Oberseite, eine Verbindungsleitung zwischen aktiven Einzelkomponenten oder einen Teil einer größtenteils im Substrat integrierten Schaltung darstellt.
  • Die Unterseite des Substrats weist Außenkontakte zur elektrischen Verbindung beispielsweise mit der Leiterplatte eines Endgeräts auf.
  • Die zumindest eine aktive Einzelkomponente, insbesondere ein MMIC-Bauelement, das beispielsweise eine Frequenzteiler-, Frequenzvervielfacher-, Verstärker-, Oszillator- oder Mischerschaltung umfaßt, wird in dem für die Erfindung relevanten Höchstfrequenzbereich vorzugsweise mittels Flip-Chip-Technik mit dem Substrat und den integrierten Schaltungselementen mechanisch bzw. elektrisch verbunden, so daß deren die aktive Höchstfrequenz-Komponente tragende Seite (die strukturierte Seite) der Substrat-Oberseite zugewendet ist.
  • Neben der zumindest einen aktiven Einzelkomponente können ein oder mehrere diskrete Bauelemente (z. B. eine Spule, ein Kondensator oder ein Widerstand) sowie ein oder mehrere Trägersubstrate mit passiven HF-Strukturen wie Filter oder Mischer, insbesondere in Dünnschichttechnik strukturierte Trägersubstrate, auf der Oberseite des Substrats angeordnet sein.
  • Die Filmabdeckung stellt einen Film dar, dessen Form an diejenige der zu schützenden (oder abzudeckenden) Komponenten angepaßt ist (oder wird). Die Filmabdeckung liegt so über der Rückseite der aktiven Einzelkomponente und schließt allseitig mit der Oberfläche des Substrats ab, daß die aktive Einzelkomponente vollständig abgedeckt und dadurch vor äußeren mechanischen Einwirkungen, Staub und Feuchtigkeit geschützt ist. Auf diese Weise können auch mehrere aktive Höchstfre quenz-Einzelkomponenten sowie zumindest eine Höchstfrequenz-Einzelkomponente zusammen mit zumindest einer anderen digitalen oder niederfrequenten Einzelkomponente einzeln oder gemeinsam verkapselt werden. Vorzugsweise bedeckt die Filmabdeckung alle auf der Substrat-Oberseite befindlichen Einzelkomponenten.
  • Ein erfindungsgemäß verkapseltes Bauelement zeichnet sich gegenüber dem Stand der Technik durch geringe durch Häusungstechnik bedingte elektrische Verluste im Höchstfrequenz-Bereich, insbesondere Millimeterwellenbereich, aus. Gegenüber den üblichen substratintegrierten Gehäusen hat die Verkapselung mit Hilfe eines verformbaren Films den Vorteil, daß die äußeren Abmessungen des erfindungsgemäßen Höchstfrequenzmoduls hauptsächlich durch die Abmessungen der auf der Substrat-Oberseite angeordneten Einzelkomponenten sowie durch die Dicke der Filmabdeckung bestimmt sind. Die vorteilhafte Verkapselung gewährleistet darüber hinaus eine hohe Qualität der Höchstfrequenz-Bauteile im Hinblick auf ihre Zuverlässigkeit und Übertragungscharakteristika. In vorteilhaften Ausführungsformen werden in den erfindungsgemäßen Bauelementen elektrische Verbindungen der Einzelkomponenten nicht nur untereinander, sondern auch zu externen HF-, Niederfrequenz- und Stromversorgungs-Schaltungen bereitgestellt. Außerdem besteht die Möglichkeit, einen hohen Integrationsgrad durch die vertikale Anordnung integrierter Schaltungen im Mehrlagensubstrat des Bauelements unter geringem Platzverbrauch zu erzielen.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und der dazugehörigen schematischen und daher nicht maßstabsgetreuen Figuren näher erläutert.
  • 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Bauelement im schematischen Querschnitt
  • 2 und 3 zeigen vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Bauelements im schematischen Querschnitt
  • In 1 sind allgemeine Merkmale der Erfindung anhand einer schematischen Querschnittsdarstellung eines erfindungsgemäßen Bauelements erläutert.
  • In 1 ist der schematische Querschnitt eines erfindungsgemäßen Bauelements BE mit zwei aktiven Einzelkomponenten CB und einem mehrlagigen Substrat SU gezeigt. Die aktiven Einzelkomponenten CB sind hier Chip-Bauelemente, die zumindest ein aktives Schaltungselement (insbesondere eine Diode oder einen Transistor) umfassen. Die aktive Einzelkomponente CB ist mittels Bumps BU mit im mehrlagigen Substrat SU verborgenen integrierten Schaltungselementen IE elektrisch verbunden (Flip-Chip-Technik). Das Substrat SU weist Leiterstrukturen zur Herstellung des genannten elektrischen Kontaktes auf der Oberseite sowie Außenkontake AK auf der Unterseite zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit der Leiterplatte eines Endgeräts auf. Die Außenkontakte AK können als Land-Grid-Arrays (LGA) ausgeführt oder zusätzlich mit Lot-Kugeln AK1 (μBGA, oder Ball-Grid-Arrays) versehen sein. Möglich sind außerdem nadelförmige Außenkontakte (Leads) und nichtgalvanische Übergänge zwischen dem Bauelement und der extern anzuschließenden Leiterplatte, wie z. B. Hohlleiterübergänge oder Schlitzkopplungen. Die vertikale Signaldurchführung im Substrat SU erfolgt mittels Durchkontaktierungen DK.
  • In dem in 1 dargestellten vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung sind beide aktiven Einzelkomponenten CB mit einem Film SF abgedeckt (Filmabdeckung). Das Abdecken der Einzelkomponenten mit dem Film wird als Laminieren bezeichnet. Beim Laminieren wird der Film bleibend verformt. Die Filmabdeckung besteht vorzugsweise aus einem Polymer, welches eine besonders niedrige Wasser-Absorption aufweist, z. B. fluorbasierte Polymere wie Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Polyolefine wie (vernetztes) Polypropylen oder Polyethylen. Die Filmabdeckung kann außerdem aus einem Metall bestehen und faser- oder partikelgefüllt sein. Die Filmabdeckung kann darüber hinaus wie in der Figur dargestellt metallisch oder keramisch beschichtet sein oder werden.
  • Zur Abschirmung von der Umgebung ist die Filmabdeckung zusätzlich mit einer Metallschicht ME überzogen. Diese Schicht kann beispielsweise durch Galvanisieren, chemische Metallabscheidung, Bedampfen oder durch eine Kombination der erwähnten Verfahren aufgetragen sein. Zur mechanichen Stabilisierung sind die auf der Substrat-Oberseite befindlichen Einzelkomponeten in diesem Ausführungsbeispiel mit einer Vergußmasse GT überdeckt. Wahlweise ist es möglich, die Vergußmasse wegzulassen. Unter Vergußmasse werden hier alle Stoffe verstanden, die im flüssigen Zustand auf den Film aufgebracht werden und durch Aushärten (chemisches Reagieren) oder Erstarren (Erkalten) fest werden. Darunter fallen sowohl gefüllte und ungefüllte Polymere, wie Abdeckmassen, Glob-Top-Massen, Thermoplaste oder Kunststoffkleber, als auch Metalle oder keramische Stoffe, wie keramische Kleber. Glob-Top ist ein Vergußmittel, das durch seine hohe Viskosität nur gering verfließt und deshalb die zu schützende Einzelkomponente tropfenförmig umschließt.
  • In der in 1 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist der metallbeschichtete Film nach dem Laminieren mit einem Vergußmittel überzogen. Es ist in einer anderen Ausführungsform möglich, die Metallschicht nicht auf die Filmabdeckung, sondern auf die Vergußmasse aufzubringen.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauelements mit Keramik-Substrat wird der Film an den an dem Substrat anliegenden Rändern – beispielsweise durch Lasern – teilweise entfernt und erst danach mit Metall beschichtet, damit die abzudeckenden Einzelkomponenten vollständig von Me tall bzw. Keramik umschlossen und dadurch hermetisch versiegelt sind.
  • Unter Substrat werden hier alle Arten von planaren Schaltungsträgern verstanden. Darunter fallen keramische Substrate (Dünnschichtkeramik, Dickschichtkeramik, LTCC = low temperature cofired ceramics, HTCC = high temperature cofired ceramics, LTCC und HTCC sind keramische Mehrlagenschaltungen), polymere Substrate (herkömmliche Leiterplatten, wie FR4, sog. Softsubstrate, deren Polymer-Basis z.B. aus PTFE = Teflon oder Polyolyfinen besteht und die typischer Weise glasfaserverstärkt oder keramikpulvergefüllt sind), Silizium sowie metallische Substrate, bei denen metallische Leiterbahnen und eine metallische Basisplatte durch Polymere oder keramische Materialien voneinander isoliert sind. Unter Substrat werden hier auch sog. Molded-Interconnection-Devices (MID) verstanden, die aus thermoplastischen Polymeren bestehen, auf denen Leiterbahnen strukturiert sind.
  • Die Bumps BU dienen zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen den im Substrat SU verborgenen integrierten Schaltungselementen IE und der zumindest einen aktiven Einzelkomponente CB und ggf. den weiteren auf der Substrat-Oberseite angeordneten Einzelkomponenten. Die Bumps bestehen üblicherweise aus Lot, beispielsweise SnPb, SnAu, SnAg, SnCu, SnPbAg, SnAgCu in unterschiedlichen Konzentrationen oder aus Gold. Besteht der Bump aus Lot, wird das Bauelement durch Löten mit dem Substrat verbunden; besteht er aus Gold, so können die Einzelkomponenten CB und Substrat SU durch Thermocompression-Bonding, Ultrasonic-Bonding oder Thermosonic-Bonding (Sinter- bzw. Ultraschallschweiß-Verfahren) verbunden werden. Die Höhe der Flip-Chip-Bumps muß bei den Höchstfrequenz-Anwendungen so niedrig gehalten werden, daß nur eine geringe Menge der aus der Höchstfrequenz-Einzelkomponente heraustretenden elektromagnetischen Strahlung von dem laminierten Film absorbiert werden kann. Eine Möglichkeit, die niedrige Höhe der Flip-Chip-Bumps zu erreichen, bietet insbesondere das Thermocompression-Bonding.
  • Die aktiven Einzelkomponenten können in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung SMD-Komponenten sein.
  • Es besteht die Möglichkeit, außer aktiven Einzelkomponenten auch passive Einzelkomponenten, insbesondere diskrete Spulen, Kondensatoren, Widerstände oder einzelne Chips mit passiven Schaltungen (beispielsweise Filter, Mischer, Anpaßschaltung) auf der Substrat-Oberseite anzubringen. Es besteht die Möglichkeit, mit zusätzlichen diskreten passiven Kompensationsstrukturen die Verstimmung des Bauelements durch das Gehäuse auszugleichen.
  • Die passiven Einzelkomponenten sowie die integrierten Schaltungskomponenten können zumindest einen Teil folgender Schaltungen bilden: eines Hochfrequenz-Schalters, einer Anpaßschaltung, einer Antenne, eines Antennenschalters, eines Diodenschalters, eines Hochpaßfilters, eines Tiefpaßfilters, eines Bandpaßfilters, eines Bandsperrfilters, eines Leistungsverstärkers, eines Diplexers, eines Duplexers, eines Kopplers, eines Richtkopplers, eines Speicherelements, eines Baluns oder eines Mischers.
  • Die Funktion der integrierten Schaltungselemente, u. a. der Durchkontaktierungen und Verbindungsleitungen, kann außerdem ausschließlich auf die elektrische Signaldurchführung beschränkt sein.
  • Die passiven Einzelkomponenten können beispielsweise in Flip-Chip-Technik, in Die&Wire-Bond-Technik (siehe z. B. 2) oder in SMD-Technik mit dem Substrat elektrisch und mechanisch verbunden werden.
  • Damit die Bonddrähte BD in der Die&Wire-Bond-Technik nicht mit der Filmabdeckung in Berührung kommen, kann die Einzel komponente eine starre Schutzkappe SK besitzen, siehe 2. Bei dieser Verbindungstechnik ist die Einzelkomponente mit einer Klebermasse oder Lot KL auf dem Substrat SU befestigt. Die Bonddrähte können statt aus Gold- oder Aluminiumdrähten mit einem runden Querschnitt auch aus Metallbändern (Bändchenbonden) bestehen.
  • In 3 ist eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. In diesem Fall wird der Film während des Laminierens an der Stelle, an welcher der Film die zu schützende Einzelkomponente überdeckt, vom Druck – beispielsweise durch Auflegen einer Schutzkappe oder durch verformte Kavitäten in dem Film über der genannten Einzelkomponente – entlastet. Dabei zieht sich der Film nicht eng über die Einzelkomponente, sondern liegt locker darüber, so daß empfindliche oder verformbare Teile der Einzelkomponente nicht geschützt werden müssen.
  • Falls die aktive Einzelkomponente keine zu schützenden signalführenden Strukturen auf der Oberfläche aufweist (beispielsweise sind alle Schaltungselemente und Schaltungen in einem Mehrlagensubstrat verborgen), so ist es möglich, diese Einzelkomponente zuerst mit der Vergußmasse zu überziehen und erst nach dem Aushärten der Vergußmasse eine Filmabdeckung auf zubringen.
  • Die Signalleitungen im erfindungsgemäßen Bauelement können entweder ganz im Substrat verborgen sein, oder zumindest ein Teil der Signalleitungen kann auf der Oberseite des Substrats angeordnet sein.
  • Die Erfindung wurde der Übersichtlichkeit halber nur anhand weniger Ausführungsbeispiele dargestellt, ist aber nicht auf diese beschränkt. Weitere Variationsmöglichkeiten ergeben sich aus weiteren von den dargestellten Ausführungen unterschiedlichen relativen Anordnungen von Einzelkomponenten, Filmabdeckung, Vergußmasse und Metallschicht. Weitere Mög lichkeiten ergeben sich außerdem im Hinblick auf die Verbindungstechnik zwischen der Einzelkomponente und Substrat sowie zwischen dem Substrat und einer externen Leiterplatte.

Claims (17)

  1. Bauelement (BE), enthaltend: – ein Substrat (SU) mit zumindest zwei dielektrischen Lagen, mit zumindest einem integrierten Schaltungselement (IE), zumindest einer leitenden Struktur (LS) auf der Oberseite und zumindest einem Außenkontakt (AK) auf der Unterseite, – zumindest eine auf der Oberseite des Substrats (SU) angeordnete aktive Einzelkomponente (CB), die mit dem zumindest einen integrierten Schaltungselement (IE) elektrisch verbunden ist, – zumindest eine Filmabdeckung (SF), welche die zumindest eine Einzelkomponente vollständig bedeckt und dazu dient, die zumindest eine Einzelkomponente vor Staub, Feuchtigkeit und mechanischen Einwirkungen zu schützen.
  2. Bauelement nach Anspruch 1, bei dem die zumindest eine aktive Einzelkomponente (CB) zumindest eine Diode oder einen Transistor umfaßt.
  3. Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die eine aktive Einzelkomponente (CB) aus einem Mikrowellen-Chip, einem Millimeterwellen-Chip oder einem IC-Bauelement ausgewählt ist.
  4. Bauelement nach Anspruch 3, bei dem das zumindest eine IC-Bauelement ein MMIC-Bauelement – Monolithic Microwave Integrated Circuit – darstellt.
  5. Bauelement nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die zumindest eine aktive Einzelkomponente mit dem Substrat (SU) mit Flip-Chip Technik, Drahtbond-Technik oder SMD-Technik mechanisch und elektrisch verbunden ist.
  6. Bauelement nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, das zumindest eine passive Einzelkomponente umfaßt, welche aus folgenden Komponenten ausgewählt ist: einem diskreten passiven Schaltungselement einschließlich einer Spule, eines Kondensators und eines Widerstands, oder aus einem kompakten Schaltungsblock, der zumindest eine Einzelkomponente, ausgewählt aus einer Spule, einem Kondensator oder einem Widerstand, einschließlich einer beliebigen Kombination der hier genannten Einzelkomponenten, enthält.
  7. Bauelement nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, das zumindest eine passive Einzelkomponente enthält, die zumindest eine Filter- oder Mischerschaltung umfaßt.
  8. Bauelement nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die zumindest eine Einzelkomponente (CB) mit einer Vergußmasse (GT) vergossen ist.
  9. Bauelement nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das Substrat (SU) zumindest zwei Lagen aus LTCC- oder HTCC-Keramik – Low Temperature Cofired Ceramic, High Temperature Cofired Ceramic – enthält.
  10. Bauelement nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, das zumindest ein im Substrat (SU) integriertes Schaltungselement (IE) enthält, ausgewählt aus einer Induktivität, einer Kapazität, einer Verbindungsleitung oder einer mittels Durchkontaktierungen (DK) realisierten vertikalen Signaldurchführung.
  11. Bauelement nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem das zumindest eine integrierte Schaltungselement (IE) zumindest einen Teil einer Schaltung mit passiver Funktion bildet.
  12. Bauelement nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem das zumindest eine integrierte Schaltungselement (IE) zumindest einen Teil einer Anpaßschaltung bildet.
  13. Bauelement nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem alle Signalleitungen im Substrat (SU) verborgen sind.
  14. Bauelement nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 13, bei dem zumindest ein Teil der Signalleitungen auf der Oberseite des Substrats (SU) angeordnet ist.
  15. Bauelement nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem die Filmabdeckung (SF) aus Polyimid besteht.
  16. Bauelement nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 15, bei dem auf die Filmabdeckung (SF) aus Metall besteht.
  17. Bauelement nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem die Filmabdeckung (SF) alle Einzelkomponenten auf der Oberseite des Bauelements (BE) vollständig bedeckt.
DE10300958A 2003-01-13 2003-01-13 Modul mit Verkapselung Ceased DE10300958A1 (de)

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