DE102007008518A1 - Modul mit einem ein bewegliches Element umfassenden Halbleiterchip - Google Patents
Modul mit einem ein bewegliches Element umfassenden Halbleiterchip Download PDFInfo
- Publication number
- DE102007008518A1 DE102007008518A1 DE102007008518A DE102007008518A DE102007008518A1 DE 102007008518 A1 DE102007008518 A1 DE 102007008518A1 DE 102007008518 A DE102007008518 A DE 102007008518A DE 102007008518 A DE102007008518 A DE 102007008518A DE 102007008518 A1 DE102007008518 A1 DE 102007008518A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- semiconductor chip
- carrier
- module
- cavity
- chip
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B7/00—Microstructural systems; Auxiliary parts of microstructural devices or systems
- B81B7/0032—Packages or encapsulation
- B81B7/0064—Packages or encapsulation for protecting against electromagnetic or electrostatic interferences
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81C—PROCESSES OR APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS
- B81C1/00—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate
- B81C1/00015—Manufacture or treatment of devices or systems in or on a substrate for manufacturing microsystems
- B81C1/00222—Integrating an electronic processing unit with a micromechanical structure
- B81C1/0023—Packaging together an electronic processing unit die and a micromechanical structure die
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B2201/00—Specific applications of microelectromechanical systems
- B81B2201/02—Sensors
- B81B2201/0257—Microphones or microspeakers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B81—MICROSTRUCTURAL TECHNOLOGY
- B81B—MICROSTRUCTURAL DEVICES OR SYSTEMS, e.g. MICROMECHANICAL DEVICES
- B81B2207/00—Microstructural systems or auxiliary parts thereof
- B81B2207/01—Microstructural systems or auxiliary parts thereof comprising a micromechanical device connected to control or processing electronics, i.e. Smart-MEMS
- B81B2207/012—Microstructural systems or auxiliary parts thereof comprising a micromechanical device connected to control or processing electronics, i.e. Smart-MEMS the micromechanical device and the control or processing electronics being separate parts in the same package
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/04042—Bonding areas specifically adapted for wire connectors, e.g. wirebond pads
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L2224/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/321—Disposition
- H01L2224/32135—Disposition the layer connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
- H01L2224/32145—Disposition the layer connector connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
- H01L2224/48145—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being stacked
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/481—Disposition
- H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
- H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
- H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
- H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/00011—Not relevant to the scope of the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/146—Mixed devices
- H01L2924/1461—MEMS
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/161—Cap
- H01L2924/1615—Shape
- H01L2924/16151—Cap comprising an aperture, e.g. for pressure control, encapsulation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/161—Cap
- H01L2924/1615—Shape
- H01L2924/16152—Cap comprising a cavity for hosting the device, e.g. U-shaped cap
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Micromachines (AREA)
- Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Modul (100) mit einem Träger (13), einem auf den Träger (13) aufgebrachten ersten Halbleiterchip (10) mit einem beweglichen Element (11) und einem auf den ersten Halbleiterchip (10) aufgebrachten zweiten Halbleiterchip (12), wobei eine aktive erste Hauptoberfläche (14) des ersten Halbleiterchips (10) dem Träger (13) zugewandt ist und zwischen den beiden Halbleiterchips (10, 12) ein erster Hohlraum (15) ausgebildet ist.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Modul, das einen Halbleiterchip mit einem beweglichen Element umfasst. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Moduls.
- Bei der Entwicklung von Gehäusen für Halbleiterchips, die bewegliche Elemente enthalten, müssen besondere Anforderungen beachtet werden. Beispielsweise kann es erforderlich sein, Hohlräume zu schaffen, in denen die beweglichen Elemente platziert sind.
- Vor diesem Hintergrund wird ein Modul gemäß der unabhängigen Ansprüche 1, 14, 15, 21 und 25 sowie ein Verfahren gemäß dem unabhängigen Anspruch 16 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
- Gemäß einer Ausgestaltung umfasst ein Modul einen Träger, einen auf den Träger aufgebrachten ersten Halbleiterchip und einen auf den ersten Halbleiterchip aufgebrachten zweiten Halbleiterchip. Der erste Halbleiterchip weist ein bewegliches Element auf und eine aktive erste Hauptoberfläche des ersten Halbleiterchips ist dem Träger zugewandt. Zwischen dem ersten und dem zweiten Halbleiterchip ist ein erster Hohlraum ausgebildet.
- Gemäß einer weiteren Ausgestaltung umfasst ein Modul einen ersten Halbleiterchip mit einem beweglichen Element, einen auf den ersten Halbleiterchip aufgebrachten zweiten Halbleiterchip und ein auf den zweiten Halbleiterchip aufgebrachtes Abschirmelement. Zwischen dem ersten und dem zweiten Halbleiterchip ist ein erster Hohlraum ausgebildet.
- Gemäß einer weiteren Ausgestaltung umfasst ein Modul einen Träger, einen auf den Träger aufgebrachten ersten Halbleiterchip und einen auf den ersten Halbleiterchip aufgebrachten zweiten Halbleiterchip. Der zweite Halbleiterchip weist ein bewegliches Element auf. Zwischen dem ersten und dem zweiten Halbleiterchip ist ein erster Hohlraum ausgebildet.
- Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung eines Moduls100 als Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
2 eine schematische Darstellung eines Moduls200 als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
3 eine schematische Darstellung eines Moduls300 als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung; und -
4 eine schematische Darstellung eines Moduls400 als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. - Im Folgenden werden Module, die Halbleiterchips mit beweglichen Elementen umfassen, sowie verfahren zur Herstellung der Module beschrieben. Die Erfindung ist unabhängig von der Art des Halbleiterchips und des beweglichen Elements. Die beweglichen Elemente können beispielsweise mechanische Elemente, Sensoren oder Aktoren sein und können beispielsweise als Mikrofone, Beschleunigungssensoren, Drucksensoren oder Lichterzeugungselemente ausgestaltet sein. Ein Halbleiterchip, in den ein bewegliches Element eingebettet ist, kann elektronische Schaltungen umfassen, die beispielsweise das bewegliche Element ansteuern oder Signale, die von dem beweglichen Element erzeugt werden, weiterverarbeiten. Die beweglichen Ele mente können genauso wie die Halbleiterchips aus Halbleitermaterialien, aber auch aus anderen Materialien, wie z. B. Kunststoffen, hergestellt sein. In der Literatur werden Kombinationen von mechanischen Elementen, Sensoren oder Aktoren mit elektronischen Schaltungen in einem Halbleiterchip häufig als MEMS (Micro-Electro-Mechanical System) bezeichnet.
- Ein oder mehrere Elemente des Moduls, wie beispielsweise ein oder mehrere Halbleiterchips, Verbindungsleitungen oder Abschirmelemente, können auf einem Träger aufgebaut sein. Der Träger kann z. B. auf Halbleiterbasis hergestellt sein oder aus einem sonstigen Material, z. B. einem Keramiksubstrat, Glassubstrat, Polymer oder PCB, gefertigt sein. Der Träger kann auch ein beispielsweise aus Kupfer hergestellter Leiterbahnrahmen (lead frame) sein.
- Gemäß einer Ausgestaltung umfassen die Module Abschirmelemente. Ein Abschirmelement kann beispielsweise dazu dienen, elektromagnetische Strahlung bzw. elektromagnetische Felder und/oder deren Ausbreitung zu unterdrücken oder zu verringern. Die Unterdrückung bzw. Verringerung der elektromagnetischen Störungen kann bestimmte Raumrichtungen betreffen oder auf bestimmte Frequenzen bezogen sein. Ein Abschirmelement kann z. B. aus einem elektrisch leitfähigen Material, beispielsweise einem Metall oder einer Legierung oder einem leitfähigen Polymer, hergestellt sein. Ein Abschirmelement kann auch eine elektrisch leitfähige Beschichtung eines ansonsten nicht elektrisch leitfähigen Körpers sein. Das Abschirmelement kann z. B. in der Nähe eines Bauelements angeordnet sein, das gegenüber elektromagnetischen Störungen geschützt werden soll. Das Abschirmelement kann das Bauelement beispielsweise umhüllen. Unter Umständen ist eine vollständige Umhüllung des Bauelements durch das Abschirmelement nicht notwendig, da bereits eine Abschirmung entlang einer oder mehrerer Raumrichtungen ausreichend ist. Das Abschirmelement kann auch in der Nähe eines Bauelements angeordnet sein, welches eine elektromagnetische Störstrahlung erzeugt. Dadurch kann die Abstrahlung der Störstrahlung an die Umgebung unterdrückt oder verringert werden.
- In
1 ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Modul100 im Querschnitt dargestellt. Das Modul100 besteht aus einem Halbleiterchip10 mit einem beweglichen Element11 , einem Halbleiterchip12 und einem Träger13 . Der Halbleiterchip11 ist mit seiner aktiven Hauptoberfläche14 , auf welcher sich elektrisch betreibbare Strukturen befinden, auf den Träger13 montiert. Der Halbleiterchip12 ist derart auf den Halbleiterchip10 gestapelt, dass eine Ausnehmung des Halbleiterchips10 , in welcher sich das bewegliche Element11 befindet, durch den Halbleiterchip12 abgedeckt wird. Dadurch wird zwischen den Halbleiterchips10 und12 ein Hohlraum15 geschaffen. - Das bewegliche Element
11 kann beispielsweise ein mechanisches Element, wie z. B. eine Membran, ein Sensor oder ein Aktor sein. Zusammen mit dem beweglichen Element11 kann der Halbleiterchip10 beispielsweise ein MEMS bilden und als Mikrofon, Beschleunigungssensor oder Drucksensor ausgestaltet sein. - Gemäß einer Ausgestaltung befindet sich das bewegliche Element
11 im Wesentlichen auf der Höhe der aktiven Hauptoberfläche14 des Halbleiterchips10 . In die Rückseite des Halbleiterchips10 ist beispielsweise durch eine Materialentnahme, z. B. mittels eines Ätzprozesses, eine Ausnehmung eingebracht worden, die bis zu dem beweglichen Element11 auf der Höhe der aktiven Hauptoberfläche14 reicht. Dadurch ist das bewegliche Element11 frei gelegt. - Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist der Halbleiterchip
10 über Lotkugeln16 auf dem Träger13 befestigt. Durch die Lotkugeln16 oder gegebenenfalls alternative Abstandshalter ist das bewegliche Element11 von der Oberfläche des Trägers13 beabstandet, sodass zwischen dem beweglichen Element11 und dem Träger13 ein Hohlraum17 ausgebildet ist. Ein Vorteil des in1 gezeigten Moduls100 ist, dass aufgrund der Stapelung der Halbleiterchips10 und12 die zwei Hohlräume15 und17 in platzsparender Weise geschaffen werden. - In
2 ist ein Modul200 gezeigt, das eine Weiterbildung des in1 gezeigten Moduls100 darstellt. Der Halbleiterchip10 ist bei dem Modul200 zusammen mit dem beweglichen Element11 als Mikrofon ausgebildet. Das bewegliche Element11 ist vorliegend eine Membran11 , die durch Schallwellen zu Schwingungen angeregt werden kann. Die Schwingungen der Membran11 werden kapazitiv mittels einer weiteren Membran18 gemessen, die über der Membran11 angeordnet ist. Die Membran11 weist beispielsweise eine Dicke im Bereich von 200 bis 300 nm auf, während die als Gegenelektrode arbeitende Membran18 eine Dicke im Bereich von 750 bis 850 nm hat. Über der Membran18 kann ferner eine perforierte Schicht19 angeordnet sein. - Die perforierte Schicht
19 wird zur Herstellung der Membran11 benötigt. Die perforierte Schicht19 wird erzeugt, indem Kanäle von der aktiven Hauptoberfläche14 her mittels eines isotropen Trench-Prozesses in den Halbleiterchip10 eingebracht werden. Bei diesem Trench-Prozess wird die über der Schicht19 liegende Membran18 ebenfalls perforiert. Anschließend wird auf der Membran18 eine Opferoxidschicht abgeschieden, auf welche die Membran11 aufgebracht wird. Auf der Rückseite des Halbleiterchips10 wird mittels Bulk-Mikromechanik-Techniken das Siliziummaterial im Bereich des Hohlraums15 bis hinunter zur Schicht19 entfernt. In die nunmehr von der Rückseite des Halbleiterchips10 her zugänglichen Kanäle der Schicht19 kann ein nasschemisches Ätzmittel eingeführt werden, das die Opferoxidschicht herauslöst, sodass sich zwischen den Membranen11 und18 ein Hohlraum ausbildet. - Aufgrund der Ausgestaltung des Halbleiterchips
10 als Mikrofon weist der Träger13 eine Öffnung20 auf, die zu dem Hohlraum17 führt. Über die Öffnung17 können Schallwellen von dem Außenraum zu der Membran11 gelangen. - Wie oben bereits beschrieben wurde, ist die Rückseite des Halbleiterchips
10 im Bereich der perforierten Schicht19 frei gelegt worden. Durch die Abdeckung dieser Ausnehmung mit dem Halbleiterchip12 entsteht der Hohlraum15 , der dem Mikrofon als akustisches Rückvolumen dient. Als Rückvolumen wird ein eingeschlossener Luftraum bezeichnet, mit dem ein akustischer Kurzschluss – ein ungewollter Druckausgleich zwischen Vorderseite und Rückseite der schwingenden Membran11 – verhindert wird. Dieses Luftvolumen bewirkt bei jeder Auslenkung der Membran11 eine Rückstellkraft zusätzlich zu der durch die elastischen Membraneigenschaften verursachten Rückstellkraft. Aufgrund der Perforierung der Membran18 und der Schicht19 ist das Luftvolumen des Hohlraums15 an die Membran11 gekoppelt. Gemäß einer Ausgestaltung beträgt das Volumen des Hohlraums15 etwa 3,0 bis 3,5 mm3. - Der Halbleiterchip
10 ist in Flip-Chip-Lage auf dem Träger13 angeordnet und ist mechanisch und elektrisch über die Lotkugeln16 mit dem Träger13 verbunden. Die Lotkugeln16 sind auf Kontaktflächen21 des Trägers13 aufgebracht, die über Via-Verbindungen mit auf der anderen Seite des Trägers13 angeordneten Kontaktflächen22 verbunden sind. Über die Kontaktflächen22 kann der Halbleiterchip10 von außen kontaktiert werden. - Der Halbleiterchip
12 kann beispielsweise mittels eines Klebers auf dem Halbleiterchip10 befestigt sein. Ferner können zwischen den beiden Halbleiterchips10 und12 Abstandshalter angeordnet sein. Dadurch wird das Volumen des Hohlraums15 weiter vergrößert. Die aktive Hauptoberfläche des Halbleiterchips12 ist bei dem Modul200 nach oben orientiert. Der Halbleiterchip12 ist über Verbindungsleitungen23 , z. B. Bonddrähte, mit dem Träger13 elektrisch verbunden. - Ferner ist auf der Oberseite des Halbleiterchips
12 ein Abschirmelement24 angeordnet. Das Abschirmelement24 dient dazu, elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise abzuschirmen. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Halbleiterchip12 durch das Abschirmelement24 vor einer elektromagnetischen Störstrahlung geschützt wird, welche von einer Strahlungsquelle erzeugt wird, die sich innerhalb oder außerhalb des Moduls200 befindet. Ferner kann die elektromagnetische Strahlung beispielsweise auch von dem Halbleiterchip12 selbst erzeugt werden. In diesem Fall verhindert das Abschirmelement24 die Störung weiterer Bauelemente durch die von dem Halbleiterchip12 emittierte Strahlung. - Als Materialien für das Abschirmelement
24 kommen Metalle, wie z. B. Aluminium, Kupfer, Eisen oder Gold, oder Legierungen oder elektrisch leitfähige Polymere oder Graphit infrage. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Abschirmelement24 als elektrisch leitfähige Schicht24 ausgebildet, die z. B. auf einer Passivierungsschicht des Halbleiterchips12 abgeschieden ist. Die Schicht24 bedeckt die Oberfläche des Halbleiterchips12 beispielsweise nur teilweise und weist eine Strukturierung auf, um die Kontaktelemente des Halbleiterchips12 freizuhalten. Ferner ist die Schicht24 über eine Verbindungsleitung25 mit dem Träger13 verbunden. Über die Verbindungsleitung25 , welche beispielsweise ein Bonddraht sein kann, der über einen Schweißkontakt mit der Schicht24 verbunden ist, kann die Schicht24 mit einem festen elektrischen Potential, z. B. Masse, beaufschlagt werden. - Der Halbleiterchip
12 kann beispielsweise dazu dienen, von dem Halbleiterchip10 erzeugte Signale aufzunehmen und weiterzuverarbeiten und/oder den Halbleiterchip10 zu steuern. Der Halbleiterchip12 kann ein ASIC (Application Specific Integrated Circuit) sein, der speziell für seine Anwendung hin sichtlich der Weiterverarbeitung der Mikrofonsignale und/oder der Ansteuerung des Halbleiterchips10 ausgebildet ist. - Der Hohlraum
15 ist durch die Verklebung des Halbleiterchips12 auf dem Halbleiterchip10 ausreichend abgedichtet. Der Hohlraum17 kann im Bereich der Lotkugeln16 durch einen dispensten Kleber26 oder ein strukturiertes Klebeband26 abgedichtet sein. - Sofern eine ausreichende Abdichtung der Hohlräume
15 und17 gewährleistet ist, kann auf die Oberseite des Trägers13 und auf die darauf angeordneten Bauelemente ein Vergussmaterial, beispielsweise Kunststoff oder Glob-Top oder Turboplast, aufgebracht werden. Durch das Aufbringen des Vergussmaterials kann ein Gehäuse geschaffen werden, dass die Bauelemente des Moduls200 umhüllt und lediglich die Unterseite des Trägers13 frei lässt. - In
3 ist als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Modul300 im Querschnitt dargestellt, bei welchem der Halbleiterchip12 auf den Träger13 montiert ist und auf den Halbleiterchip12 der Halbleiterchip10 mit dem beweglichen Element11 gestapelt ist. Zwischen den beiden Halbleiterchips10 und12 ist ein Hohlraum27 ausgebildet. Die Halbleiterchips10 und12 können die im Zusammenhang mit den1 und2 beschriebenen Ausgestaltungen aufweisen. - Gemäß einer Ausgestaltung ist die aktive Hauptoberfläche
14 des Halbleiterchips10 . nach oben orientiert. Der Hohlraum27 wird demnach durch die Ausnehmung in dem Halbleiterchip10 unterhalb des beweglichen Elements11 gebildet. Mittels der in3 gezeigten Stapelung der Halbleiterchips10 und12 wird in platzsparender Weise der für den Betrieb des beweglichen Elements11 notwendige Hohlraum27 geschaffen. - In
4 ist ein Modul400 gezeigt, das eine Weiterbildung des in3 gezeigten Moduls300 darstellt. Der Halbleiter chip10 ist bei dem Modul400 zusammen mit dem beweglichen Element11 als Mikrofon ausgebildet. Die Ausgestaltung des Halbleiterchips10 entspricht der Ausgestaltung gemäß2 . - Bei dem Modul
400 sind die aktiven Hauptoberflächen beider Halbleiterchips10 und12 nach oben orientiert und mittels Bonddrähten28 mit dem Träger13 verbunden. - Gemäß einer Ausgestaltung ist auf dem Träger
13 ein Gehäuse29 angeordnet, das die auf der Oberseite des Trägers13 aufgebrachten Bauelemente einkapselt. Damit Schallwellen zu der Membran11 gelangen können, ist in das Gehäuse29 eine Öffnung30 eingebracht. Zwischen dem Gehäuse29 und der Membran11 ist ein weiterer Hohlraum31 ausgebildet, der für den Betrieb der Membran11 als Teil eines Mikrofons erforderlich ist. - Gemäß einer weiteren Ausgestaltung dient das Gehäuse
29 zusätzlich als Abschirmelement zur Abschirmung elektromagnetischer Strahlung. Zu diesem Zweck kann das Gehäuse29 aus einem elektrisch leitfähigen Material, z. B. einem Metall oder einer Legierung, gefertigt sein oder mit einem elektrisch leitfähigen Material zumindest teilweise beschichtet sein.
Claims (28)
- Modul (
100 ;200 ) umfassend: – einen Träger (13 ); – einen auf den Träger (13 ) aufgebrachten ersten Halbleiterchip (10 ), wobei der erste Halbleiterchip (10 ) ein bewegliches Element (11 ) umfasst und eine aktive erste Hauptoberfläche (14 ) des ersten Halbleiterchips (10 ) dem Träger (13 ) zugewandt ist; und – einen auf den ersten Halbleiterchip (10 ) aufgebrachten zweiten Halbleiterchip (12 ), wobei zwischen den beiden Halbleiterchips (10 ,12 ) ein erster Hohlraum (15 ) ausgebildet ist. - Modul (
100 ;200 ) nach Anspruch 1, wobei zwischen dem ersten Halbleiterchip (10 ) und dem Träger (13 ) ein zweiter Hohlraum (16 ) ausgebildet ist. - Modul (
200 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Träger (13 ) eine Öffnung (20 ) aufweist, die zu dem zweiten Hohlraum (17 ) führt. - Modul (
100 ;200 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das bewegliche Element (11 ) des ersten Halbleiterchips (10 ) mindestens eine Membran (11 ,18 ) umfasst. - Modul (
100 ;200 ) nach Anspruch 4, wobei die mindestens eine Membran (11 ,18 ) im Bereich der aktiven ersten Hauptoberfläche (14 ) des ersten Halbleiterchips (10 ) angeordnet ist. - Modul (
100 ;200 ) nach Anspruch 4 oder 5, wobei eine zweite Hauptoberfläche des ersten Halbleiterchips eine Ausnehmung (15 ) aufweist, die sich bis zu der mindestens einen Membran (11 ,18 ) erstreckt. - Modul (
100 ;200 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei ein Mikrofon in den ersten Halbleiterchip (10 ) integriert ist und das Mikrofon die mindestens eine Membran (11 ,18 ) umfasst. - Modul (
100 ;200 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kontaktbereich zwischen dem ersten Halbleiterchip (10 ) und dem Träger (13 ), insbesondere durch einen Klebstoff (26 ) und/oder ein Klebeband (26 ), abgedichtet ist. - Modul (
100 ;200 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die beiden Halbleiterchips (10 ,12 ) zumindest teilweise mit einem Vergussmaterial bedeckt sind. - Modul (
200 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf den zweiten Halbleiterchip (12 ) ein Abschirmelement (24 ) aufgebracht ist. - Modul (
200 ) nach Anspruch 10, wobei das Abschirmelement (24 ) eine elektrisch leitfähige Schicht (24 ) ist, mit der das zweite Bauelement (12 ) zumindest teilweise beschichtet ist. - Modul (
100 ;200 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Halbleiterchip (12 ) dazu ausgelegt ist, von dem ersten Halbleiterchip (10 ) erzeugte Signale zu verarbeiten und/oder den ersten Halbleiterchip (10 ) zu steuern. - Modul (
100 ;200 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die beiden Halbleiterchips (10 ,12 ) über eine Klebung miteinander verbunden sind. - Modul (
100 ;200 ) umfassend: – einen Träger (13 ); – einen auf den Träger (13 ) aufgebrachten ersten Halbleiterchip (10 ) mit. mindestens einer Membran (11 ,18 ), wobei eine aktive Hauptoberfläche (14 ) des ersten Halbleiterchips (10 ) dem Träger (13 ) zugewandt ist und zwischen dem Träger (13 ) und dem ersten Halbleiterchip (10 ) ein erster Hohlraum (17 ) ausgebildet ist; und – einen auf den ersten Halbleiterchip (10 ) aufgebrachten zweiten Halbleiterchip (12 ), wobei zwischen den beiden Halbleiterchips (10 ,12 ) ein zweiter Hohlraum (15 ) ausgebildet ist und die mindestens eine Membran (11 ,18 ) zwischen dem ersten und dem zweiten Hohlraum (15 ,17 ) angeordnet ist. - Modul (
100 ;200 ) umfassend: – einen Träger (13 ); – einen auf den Träger (13 ) aufgebrachten ersten Halbleiterchip (10 ), wobei der erste Halbleiterchip (10 ) ein bewegliches Element (11 ) umfasst und eine aktive Hauptoberfläche (14 ) des ersten Halbleiterchips (10 ) dem Träger (13 ) zugewandt ist; – einen auf den ersten Halbleiterchip (10 ) aufgebrachten zweiten Halbleiterchip (12 ), wobei zwischen den beiden Halbleiterchips (10 ,12 ) ein erster Hohlraum (15 ) ausgebildet ist; und – eine elektrisch leitfähige Schicht (24 ), die eine Oberfläche des zweiten Halbleiterchips (12 ) zumindest teilweise bedeckt. - Verfahren, bei welchem – ein Träger (
13 ), ein erster Halbleiterchip (10 ), der ein bewegliches Element (11 ) umfasst, und ein zweiter Halbleiterchip (12 ) bereitgestellt werden, – der erste Halbleiterchip (10 ) mit einer aktiven ersten Hauptoberfläche (14 ) auf den Träger (13 ) aufgebracht wird, und – der zweite Halbleiterchip (12 ) auf den ersten Halbleiterchip (10 ) aufgebracht wird, sodass sich zwischen den beiden Halbleiterchips (10 ,12 ) ein erster Hohlraum (15 ) ausbildet. - Verfahren nach Anspruch 16, wobei zwischen dem ersten Halbleiterchip (
10 ) und dem Träger (13 ) ein zweiter Hohlraum (17 ) ausgebildet ist. - Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, wobei in den Träger (
13 ) eine Öffnung (20 ) eingebracht wird, die zu dem zweiten Hohlraum (17 ) führt. - Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei das bewegliche Element (
11 ) durch Ätzen der der aktiven ersten Hauptoberfläche (14 ) gegenüberliegenden zweiten Hauptoberfläche erzeugt wird. - Verfahren nach Anspruch 19, wobei in die zweite Hauptoberfläche eine Ausnehmung (
15 ) eingebracht wird. - Modul (
200 ) umfassend: – einen ersten Halbleiterchip (10 ), der ein bewegliches Element (11 ) umfasst; – einen auf den ersten Halbleiterchip (10 ) aufgebrachten zweiten Halbleiterchip (12 ), wobei zwischen den beiden Halbleiterchips (10 ,12 ) ein erster Hohlraum (15 ) ausgebildet ist; und – ein auf den zweiten Halbleiterchip (12 ) aufgebrachtes Abschirmelement (24 ). - Modul (
200 ) nach Anspruch 21, wobei der erste Halbleiterchip (10 ) auf einen Träger (13 ) aufgebracht ist und zwischen dem ersten Halbleiterchip (10 ) und dem Träger (13 ) ein zweiter Hohlraum (17 ) ausgebildet ist. - Modul (
200 ) nach Anspruch 21 oder 22, wobei der Träger (13 ) eine Öffnung (20 ) aufweist, die zu dem zweiten Hohlraum (17 ) führt. - Modul (
200 ) nach einem der Ansprüche 21 bis 23, wobei das Abschirmelement (24 ) eine elektrisch leitfähige Schicht (24 ) ist, mit welcher der zweite Halbleiterchip (12 ) zumindest teilweise beschichtet ist. - Modul (
300 ;400 ) umfassend: – einen Träger (13 ); – einen auf den Träger (13 ) aufgebrachten ersten Halbleiterchip (12 ); und – einen auf den ersten Halbleiterchip (12 ) aufgebrachten zweiten Halbleiterchip (10 ), wobei der zweite Halbleiterchip (10 ) ein bewegliches Element (11 ) umfasst und zwischen den beiden Halbleiterchips (10 ,12 ) ein erster Hohlraum (27 ) ausgebildet ist. - Modul (
400 ) nach Anspruch 25, wobei auf den Träger (13 ) ein Gehäuse (29 ) aufgebracht ist und die beiden Halbleiterchips (10 ,12 ) in einem zweiten Hohlraum (31 ), der von dem Träger (13 ) und dem Gehäuse (29 ) gebildet ist, angeordnet sind. - Modul (
400 ) nach Anspruch 25 oder 26, wobei das Gehäuse (29 ) eine Öffnung (30 ) aufweist. - Modul (
400 ) nach einem der Ansprüche 25 bis 27, wobei das Gehäuse (29 ) zumindest teilweise elektrisch leitfähig ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102007008518A DE102007008518A1 (de) | 2007-02-21 | 2007-02-21 | Modul mit einem ein bewegliches Element umfassenden Halbleiterchip |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102007008518A DE102007008518A1 (de) | 2007-02-21 | 2007-02-21 | Modul mit einem ein bewegliches Element umfassenden Halbleiterchip |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102007008518A1 true DE102007008518A1 (de) | 2008-08-28 |
Family
ID=39645797
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102007008518A Ceased DE102007008518A1 (de) | 2007-02-21 | 2007-02-21 | Modul mit einem ein bewegliches Element umfassenden Halbleiterchip |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102007008518A1 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011075260A1 (de) * | 2011-05-04 | 2012-11-08 | Robert Bosch Gmbh | MEMS-Mikrofon |
DE102014200512A1 (de) * | 2014-01-14 | 2015-07-16 | Robert Bosch Gmbh | Mikromechanische Drucksensorvorrichtung und entsprechendes Herstellungsverfahren |
DE102014211190A1 (de) * | 2014-06-12 | 2015-12-17 | Robert Bosch Gmbh | Mikromechanische Schallwandleranordnung und ein entsprechendes Herstellungsverfahren |
US20210364346A1 (en) * | 2020-03-25 | 2021-11-25 | Merry Electronics Co., Ltd. | Vibration sensor |
US11467027B2 (en) * | 2020-03-25 | 2022-10-11 | Merry Electronics Co., Ltd. | Vibration sensor for obtaining signals with high signal-to-noise ratio |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE60003199T2 (de) * | 1999-09-06 | 2004-07-01 | Sonionmems A/S | Silikon basierte sensor-systeme |
DE10324421A1 (de) * | 2003-05-28 | 2005-01-05 | Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V. | Halbleiterbauelement mit Metallisierungsfläche und Verfahren zur Herstellung desselben |
DE10347215A1 (de) * | 2003-10-10 | 2005-05-12 | Bosch Gmbh Robert | Mikromechanischer Sensor |
DE102004003413A1 (de) * | 2004-01-23 | 2005-08-11 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Verpacken von Halbleiterchips und entsprechende Halbleiterchipanordnung |
DE102005001449B3 (de) * | 2005-01-12 | 2006-07-20 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zum Erzeugen eines vorgegebenen Innendrucks in einem Hohlraum eines Halbleiterbauelements |
-
2007
- 2007-02-21 DE DE102007008518A patent/DE102007008518A1/de not_active Ceased
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE60003199T2 (de) * | 1999-09-06 | 2004-07-01 | Sonionmems A/S | Silikon basierte sensor-systeme |
DE10324421A1 (de) * | 2003-05-28 | 2005-01-05 | Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V. | Halbleiterbauelement mit Metallisierungsfläche und Verfahren zur Herstellung desselben |
DE10347215A1 (de) * | 2003-10-10 | 2005-05-12 | Bosch Gmbh Robert | Mikromechanischer Sensor |
DE102004003413A1 (de) * | 2004-01-23 | 2005-08-11 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Verpacken von Halbleiterchips und entsprechende Halbleiterchipanordnung |
DE102005001449B3 (de) * | 2005-01-12 | 2006-07-20 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zum Erzeugen eines vorgegebenen Innendrucks in einem Hohlraum eines Halbleiterbauelements |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011075260A1 (de) * | 2011-05-04 | 2012-11-08 | Robert Bosch Gmbh | MEMS-Mikrofon |
DE102011075260B4 (de) * | 2011-05-04 | 2012-12-06 | Robert Bosch Gmbh | MEMS-Mikrofon |
US8816453B2 (en) | 2011-05-04 | 2014-08-26 | Robert Bosch Gmbh | MEMS component and a semiconductor component in a common housing having at least one access opening |
DE102014200512A1 (de) * | 2014-01-14 | 2015-07-16 | Robert Bosch Gmbh | Mikromechanische Drucksensorvorrichtung und entsprechendes Herstellungsverfahren |
DE102014200512B4 (de) * | 2014-01-14 | 2017-06-08 | Robert Bosch Gmbh | Mikromechanische Drucksensorvorrichtung und entsprechendes Herstellungsverfahren |
US9958348B2 (en) | 2014-01-14 | 2018-05-01 | Robert Bosch Gmbh | Micromechanical pressure sensor device and corresponding manufacturing method |
DE102014211190A1 (de) * | 2014-06-12 | 2015-12-17 | Robert Bosch Gmbh | Mikromechanische Schallwandleranordnung und ein entsprechendes Herstellungsverfahren |
US20210364346A1 (en) * | 2020-03-25 | 2021-11-25 | Merry Electronics Co., Ltd. | Vibration sensor |
US11467027B2 (en) * | 2020-03-25 | 2022-10-11 | Merry Electronics Co., Ltd. | Vibration sensor for obtaining signals with high signal-to-noise ratio |
US11619544B2 (en) * | 2020-03-25 | 2023-04-04 | Merry Electronics Co., Ltd. | Vibration sensor having vent for pressure enhancing member |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102005053767B4 (de) | MEMS-Mikrofon, Verfahren zur Herstellung und Verfahren zum Einbau | |
DE102010006132B4 (de) | Miniaturisiertes elektrisches Bauelement mit einem Stapel aus einem MEMS und einem ASIC | |
DE19730914B4 (de) | Mikroelektronik-Baugruppe | |
DE102008007682B4 (de) | Modul mit einem Mikro-Elektromechanischen Mikrofon | |
US7557417B2 (en) | Module comprising a semiconductor chip comprising a movable element | |
DE60003441T2 (de) | Druckwandler | |
DE102010052071A1 (de) | Gehäusesysteme von Mikrosystemtechnik-Mikrofonen | |
DE102007010711B4 (de) | Schaltanordnung, Messvorrichtung damit und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE102004011148B3 (de) | Mikrophon und Verfahren zum Herstellen eines Mikrophons | |
EP1472727A2 (de) | Halbleiterbauteil mit sensor- bzw. aktoroberfläche und verfahren zu seiner herstellung | |
DE10303263A1 (de) | Sensormodul | |
DE102005008512A1 (de) | Elektrisches Modul mit einem MEMS-Mikrofon | |
DE102009007837A1 (de) | Sensormodul und Verfahren zum Herstellen von Sensormodulen | |
WO2010124909A1 (de) | Mems mikrofon | |
DE102010040370A1 (de) | MEMS-Mikrofon-Package | |
DE102011086765A1 (de) | Chip mit mikro-elektromechanischer Struktur und Verfahren zum Herstellen eines Chips mit mikro-elektromechanischer Struktur | |
DE102006022379A1 (de) | Mikromechanischer Druckwandler und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE112011105884T5 (de) | Verbundsensor und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE102007008518A1 (de) | Modul mit einem ein bewegliches Element umfassenden Halbleiterchip | |
DE102011007549A1 (de) | Gehäustes akustisches Wandlergerät mit Abschirmung von elektromagnetischer Interferenz | |
DE102010043189A1 (de) | Integrierter akustischer Schalltrichter und Leitungsrahmen | |
DE102020117857A1 (de) | Sensorvorrichtungen mit Sensor und MEMS-Mikrophon und zugehörige Verfahren | |
DE102011087963A1 (de) | Mikrofonpackage und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE102007057492A1 (de) | Mikroelektromechanisches System | |
DE10224790B4 (de) | Beschleunigungssensor und Verfahren zum Herstellen eines Beschleunigungssensors |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8131 | Rejection |