DE19533495A1 - Akustisches Oberflächenwellenbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein akustisches Oberflächenwellenbauelement und ein Verfahren zu seiner Herstellung und ist anwendbar beispielsweise bei der Herstellung von mit akustischen Oberflächenwellen arbeitenden Transversalfiltern, wie sie in der Informations- und Kommunikationselektronik verwendet werden.

An die technischen Parameter der akustischen Oberflächenwellenbauelemente werden im Zuge der rasanten Entwicklung der Informations- und Kommunikationstechnik immer höhere Anforderungen gestellt.

Im Rahmen der traditionellen Herstellungsverfahren von akustischen Oberflächenwellenbauelementen ist es bekannt, an der Chipunterseite mittels Diamantscheiben Rillen einzusägen, wodurch der negative Einfluß reflektierter Volumenwellen reduziert wird.

Zur Beseitigung störender mechanischer Spannungen zwischen Trägermaterial bzw. Gehäuse und Bauelementechip ist es bekannt, einen relativ weichen, elastischen Klebstoff zu verwenden, welcher derartige Spannungen auszugleichen vermag.

Nachteilig an den bekannten technischen Lösungen ist, daß die durch Volumenwellen hervorgerufenen Störungen nur unzureichend eliminiert werden und dadurch reproduzierbar gute technische Parameter, insbesondere hohe Sperrselektionen, nicht garantiert werden können.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein akustisches Oberflächenbauelement sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung zu schaffen, durch weiche mit einfachen Mitteln und in den traditionellen Herstellungsprozeß integrierbar negative Auswirkungen der Volumenwellen, insbesondere Störungen im oberen Sperrbereich, weitgehend beseitigt und reproduzierbare technische Parameter gewährleistet werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1 und 11 im Zusammenwirken mit den Merkmalen im Oberbegriff gelöst.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, negative Auswirkungen der Volumen- bzw. Plattenwellen, die beispielsweise zu Störungen insbesondere im oberen Sperrbereich führen können, zu eliminieren und eine höhere Sperrselektion zu garantieren, indem akustische Oberflächenwellenbauelemente verwendet werden, bei denen zwischen der Unterseite des Bauelementechips und der aus einem ersten Klebstoff bestehenden Klebstoffschicht eine Zwischenschicht angeordnet ist, welche aus einem Material mit gleicher oder annähernd gleicher akustischer Impedanz wie die des Substratmaterials besteht.

Die Herstellung dieser akustischen Oberflächenwellenbauelemente mit der oben beschriebenen Sandwich-Struktur erfolgt derart, daß auf die Unterseite des Bauelementechips eine Zwischenschicht aufgebracht wird, welche eine gleiche oder annähernd gleiche akustische Impedanz aufweist wie das Substratmaterial und nachfolgend der Bauelementechip mit der Zwischenschicht auf das Trägermaterial mit einem ersten Klebstoff aufgeklebt wird.

Besonders günstige und reproduzierbare Werte lassen sich dadurch realisieren, daß sowohl die Zwischenschicht als auch die Klebstoffschicht elektrisch leitfähig ist, wobei die Leitfähigkeit ganz oder teilweise durch Metallpartikel in der Klebstoffsubstanz hervorgerufen wird.

Dadurch, daß die Zwischenschicht die gleiche akustische Impedanz aufweist wie das Substratmaterial, gehen die Volumenwellen von der Chipunterseite in die Zwischenschicht über und werden somit nicht mehr bzw. nur geringfügig reflektiert, sondern in der Zwischenschicht gedämpft und können dadurch keine Störungen mehr hervorrufen.

Die Zwischenschicht ist von ihrer Beschaffenheit her naturgemäß hart und unflexibel, so daß die Befestigung des Bauelementechips am Gehäuse bzw. am Trägermaterial durch eine weiche, flexible Klebstoffschicht erfolgt, welche den Bauelementechip vom Trägermaterial bzw. Gehäuse taktisch mechanisch entkoppelt und Verspannungen ausgleicht.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungs­ beispielen näher erläutert werden.

Die Fig. zeigt hierzu die Sandwich-Struktur des kom­ pletten akustischen Oberflächenwellenbauelements.

Die Herstellung des akustischen Oberflächenwellen­ bauelementes geschieht wie folgt:
Auf die Unterseite des Wafers, aus welchem die Bauelementechips 1 hergestellt werden, wird vollflächig die Zwischenschicht 3 aufgetragen, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine zweite elektrisch leitfähige Klebstoffschicht ist. Die elektrische Leitfähigkeit resultiert aus in der Klebstoffsubstanz vorhandenen Metallpartikeln, beispielsweise Silber. Derartige metallgefüllte Klebstoffe haben günstige akustische Eigenschaften und ermöglichen so den Übergang der Volumenwellen vom Bauelementechip 1 in die Zwischenschicht 3, wo sie gedämpft werden.

Nach Trocknung und Aushärtung der Zwischenschicht 3 werden die einzelnen Bauelementechips 1 durch Trennen aus dem Ausgangswafer gewonnen, welche nun an ihrer Unterseite 1a die Zwischenschicht 3 aufweisen. Die so vorbehandelten Bauelementechips 1 werden nachfolgend mit dem im vorliegenden Ausführungsbeispiel ebenfalls elektrisch leitfähigen ersten Klebstoff durch die Klebstoffschicht 2 auf das Trägermaterial 5 aufgeklebt. Abschließend wird das aufgeklebte akustische Oberflächenwellenbauelement mit einem Gehäuse erschlossen. Die mechanischen Spannungen werden durch die weiche, spezifische Beschaffenheit des ersten Klebstoffes der Klebstoffschicht 2 ausgeglichen. Der erste Klebstoff ist insbesondere deshalb elektrisch leitfähig ausgebildet um die Entstehung von Kapazitäten zwischen Eingangs- und Ausgangswandler und der Zwischenschicht 3, die eine Kapazitätsbrücke bilden könnten, und dadurch zu einem Übersprechen führen können, zu verhindern.

Selbstverständlich ist es auch möglich, durch andere geeignete Maßnahmen einen elektrischen Kontakt um Trägermaterial herzustellen und einen Potentialausgleich zu realisieren.

Sofern in die Wafer vor Auftragen der Zwischenschicht 3 Rillen 4 eingebracht wurden, so daß die Bauelementechips 1 an ihrer Unterseite 1a nun ebenfalls Rillen 4 aufweisen, sind diese Rillen 4 zumindest teilweise mit dem die Zwischenschicht bildenden zweiten Klebstoff ausgefüllt.

Das komplette akustische Oberflächenwellenbauelement, jedoch ohne Gehäuse, ist in der Figur dargestellt.

Der Bauelementechip 1 besteht aus einem Substrat, welches auf seiner Oberfläche als Interdigitalwandler ausgebildete Elektroden 1c aufweist. An der Unterseite 1a sind Rillen 4 eingebracht. Zwischen dem Trägermaterial 5 und dem Bauelementechip 1 befinden sich Sandwich-artig die Zwischenschicht 3 und die Klebstoffschicht 2. Zwischenschicht 3 und Klebstoffschicht 2 bestehen im vorliegenden Ausführungsbeispiel beide aus metallgefülltem Klebstoff, wobei die Zwischenschicht 2 im ausgehärtetem Zustand hart ist und die gleichen akustischen Eigenschaften aufweist, wie das Substrat. Die Klebstoffschicht 2 besitzt eine weiche, plastische, Spannungen ausgleichende Beschaffenheit.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel besteht die Klebstoffschicht 2 aus einem Schmelzklebstoff, welcher zum Ausgleich der mechanischen Spannungen nach dem Verschluß des akustischen Oberflächenwellenbauelementes mit dem Gehäuse nochmals erwärmt wird.

Die vorstehend beschriebene Erfindung ist nicht auf die hier dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist es möglich, durch Kombination der Mittel und Merkmale weitere Ausführungsvarianten zu realisieren, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims (18)

1. Akustisches Oberflächenwellenbauelement, bestehend aus mindestens einem mittels einer Klebstoffschicht am Trägermaterial befestigten Bauelementechip mit auf seiner Oberfläche angeordneten Elektroden zur Erzeugung von akustischen Oberflächenwellen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Unterseite (1a) des Bauelementechips (1) und der aus einem ersten Klebstoff bestehenden Klebstoffschicht (2) zur Befestigung des Bauelementechips (1) am Trägermaterial (5) eine Zwischenschicht (3) angeordnet ist, welche aus einem Material besteht, das die gleiche oder annähernd gleiche akustische Impedanz aufweist wie das Substrat.

2. Akustisches Oberflächenwellenbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite (1a) des Bauelementechips (1) gezielt eingebrachte Störungen aufweist.

3. Akustisches Oberflächenwellenbauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gezielt eingebrachten Störungen Rillen (4) sind.

4. Akustisches Oberflächenwellenbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (3) aus einem zweiten Klebstoff besteht.

5. Akustisches Oberflächenwellenbauelement nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (3) und die Klebstoffschicht (2) elektrisch leitfähige Schichten sind.

6. Akustisches Oberflächenwellenbauelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (;3) und die Klebstoffschicht (2) Metallpartikel enthält.

7. Akustisches Oberflächenwellenbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (3) eine harte Beschaffenheit und die Klebstoffschicht (2) eine weiche, plastische Beschaffenheit aufweist.

8. Akustisches Oberflächenwellenbauelement nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zwischenschicht (3) und dem Trägermaterial (5) eine elektrisch leitfähige Verbindung besteht.

9. Akustisches Oberflächenwellenbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebstoffschicht (2) aus Schmelzklebstoff besteht.

10. Akustisches Oberflächenwellenbauelement nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (3) die Rillen (4) zumindest teilweise ausfüllt.

11. Verfahren zur Herstellung akustischer Oberflächenwellenbauelemente, wobei mindestens ein Bauelementechip auf ein Trägermaterial aufgeklebt wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Unterseite (1a) des Bauelementechips (1) eine Zwischenschicht (3) aufgebracht wird, welche eine gleiche oder annähernd gleiche akustische Impedanz aufweist wie das Substratmaterial (1b) und nachfolgend der Bauelementechip (1) mit der Zwischenschicht (3) auf das Trägermaterial (5) mit einem ersten Klebstoff aufgeklebt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (3) vor dem Vereinzeln der Bauelementechips (1) auf den Wafer aufgebracht wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufbringen der Zwischenschicht (3) gezielte Störungen in die Unterseite (1a) des Bauelementechips (1) eingebracht werden.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die gezielten Störungen als Rillen (4) eingesägt werden.

15. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (3) aus einem zweiten Klebstoff bestehend aufgebracht wird.

16. Verfahren nach Anspruch 11 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (3) zumindestens teilweise in die Rillen (4) eingebracht wird.

17. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet daß die Klebstoffschicht (2) und die Zwischenschicht (3) als elektrisch leitfähige Schichten aufgebracht werden.

18. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebstoffschicht (2) im ausgehärteten Zustand eine weiche bzw. plastische Schicht und die Zwischenschicht (3) im ausgehärteten Zustand eine harte Schicht bildet.