(57)【要約】  構成素子を簡単かつ確実にカプセル化するため、チップと支持体基板との間の接続部を、板部接続を用いて形成することが提案される。この接続部は支持体基板の上にある切欠部に降下される。ここで構成素子は支持体基板の上に直接載置する。とりわけチップ上の構成素子構造体を取り囲むフレームの上に載置する。
2005514846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構成素子構造体を支持するチップ（ＣＨ）と、支持体基板（ＴＳ）とを有し、
前記チップは、表面で構成素子構造体（ＢＳ）と接続されたハンダ付け可能な金属化部（ＬＭ）を有し、
前記支持隊基板は下側表面に端子面（ＡＦ）を、チップの構成素子構造体および導体路との導電接続のために有し、
該導体路は端子面（ＡＦ）と接続されており、
前記端子面はそれぞれ少なくとも部分的に支持体基板（ＴＳ）にある切欠部（ＡＮ）の底部に露出されている形式の構成素子において、
チップ（ＣＨ）はフリップチップ構成で、切欠部（ＡＮ）に配置されたバンプ接続部（ＢＵ）によって取り付けられており、
該バンプ接続部は、チップ上のハンダ付け可能な金属化部（ＬＭ）と支持体基板（ＴＳ）上の端子面（ＡＦ）を電気的に接続し、
チップは少なくとも部分的に支持体基板上に載置されている、
ことを特徴とする構成素子。
【請求項２】
多層支持体基板（ＴＳ）を有し、該多層支持体基板は少なくとも１つの上側層（ＯＳ）および下側層（ＵＳ）を有し、
端子面（ＡＦ）は下側層の表面に配置されている、請求項１記載の構成素子。
【請求項３】
支持体基板（ＴＳ）の切欠部（ＡＮ）は下方からハンダ付け可能なコンタクト（ＫＯ）により閉鎖されており、
該コンタクトは、支持体基板の下側で切欠部の上に配置されている、請求項１記載の構成素子。
【請求項４】
チップ（ＣＨ）は圧電基板上で、ＳＡＷ構成素子、ＦＢＡＢレゾネータ、ＢＡＷレゾネータ、またはＳＣＦフィルタとして構成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の構成素子。
【請求項５】
チップ（ＣＨ）または支持体基板（ＴＳ）の上にはフレーム（ＲＡ）が設けられており、
構成素子構造体（ＢＳ）の一部は中空空間に配置されており、
該中空空間は、フレームおよび相互に向き合うチップと支持体基板の２つの表面により取り囲まれており、
フレームはチップと支持体基板に対する窪みを形成し、
支持体基板とチップとの間の接触面は閉鎖されたハンダフレーム（ＬＲ）により周回されて密閉されている、請求項４記載の構成素子。
【請求項６】
フレーム（ＲＡ）はプラスチックまたは金属化部から形成されており、該金属化部はチップ（ＣＨ）または支持体基板（ＴＳ）に設けられている、または
フレームは、支持体基板（ＴＳ）に設けられた凹部（ＶＴ）への境界であり、該凹部の深さ（ｈ２）は中空空間に配置された構成素子構造体の高さに少なくとも相当する、請求項５記載の構成素子。
【請求項７】
フレーム（ＲＡ）は支持体基板（ＴＳ）の表面に金属化部として構成されており、支持体基板を指すチップエッジに沿ってかつその下方に周回して配置されており、
フレームとチップ（ＣＨ）との間の境界面は閉鎖されたハンダフレーム（ＬＲ）により周回されて密閉されている、請求項５または６記載の構成素子。
【請求項８】
支持体基板（ＴＳ）の下側層（ＵＳ）には貫通接触接続部（ＤＫ）が設けられており、
該貫通接触接続部には導電物質が充填されており、
貫通接続部の表面は端子面（ＡＦ）を形成する、請求項１から７までのいずれか１項記載の構成素子。
【請求項９】
支持体基板（ＴＳ）は反りの小さいＬＴＣＣセラミックである、請求項１から８までのいずれか１項記載の構成素子。
【請求項１０】
支持体基板（ＴＳ）の下側にはＳＭＤ機能を有する端子金属化部（ＫＯ）が設けられており、
該端子金属化部は貫通接触接続部（ＤＫ）を介して、少なくとも２層の支持体基板の２つの層（ＵＳ，ＯＳ）の間に配置された配線部と個々の端子面（AF）の間で接続されているか、または端子面と直接接続されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の構成素子。
【請求項１１】
チップ（ＣＨ）は少なくともその下側エッジの領域で金属化されており、支持体基板（ＴＳ）は少なくともチップの下側エッジ下方のストライプにおいて金属化されており、
当該金属化部は、金属Ａｌ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｐｔ，またはＡｕの少なくとも１つを含む、請求項１から１０までのいずれか１項記載の構成素子。
【請求項１２】
チップ（ＣＨ）の裏側にラッカー層が全面で被着されており、該ラッカー層は文字を形成するために選択的に除去される、請求項１から１１までのいずれか１項記載の構成素子。
【請求項１３】
ラッカー層の下方には、該ラッカー層に対して光学的にコントラストを形成する付加的層が設けられている、請求項１２記載の構成素子。
【請求項１４】
チップ（ＣＨ）の外側エッジは斜め切りされており、チップは支持体基板８ＴＳ）に向かって先細になっている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の構成素子。
【請求項１５】
カプセル化された構成素子の製造方法において、
・多層の支持体基板（ＴＳ）を設け、該多層支持体基板は深さ（ｈ１）のある切欠部（ＡＮ）を有し、当該切欠部内にハンダ付け可能な端子面（ＡＦ）が露出されており、
・構成素子構造体の表面に、これと接続されたハンダ付け可能な金属化部（ＬＭ）を有するチップ（ＣＨ）を設け、
・チップまたは支持体基板の表面に深さｈ２のある凹部（ＶＴ）を、高さｈ３のある構成素子構造体を収容するために形成し
・ハンダ付け可能な端子面またはハンダ付け可能な金属化部に高さｈ４のあるバンプを形成し、ここで
ｈ４＞（ｈ１＋ｈ２）    であり、
・チップ（ＣＨ）をフリップ築港湖Ｕｓウェイで支持体基板（ＴＳ）に載置し、ハンダ付けし、ハンダ付け可能な端子面（ＡＦ）がバンプ（ＢＵ）を介してハンダ付け可能な金属化部（ＬＭ）と接続されるようにし、
ここでチップは、溶融に起因してバンプが高さｈ１＋ｈ２に焼成される際に支持体基板まで降下し、そこに当接し、
構成素子構造体（ＢＳ）は、凹部（ＶＴ）により形成され、チップまたは支持体基板により覆われた高さｈ２の中空空間内に配置されている、
ことを特徴とする製造方法。
【請求項１６】
支持体基板（ＴＳ）上には第１のコンタクト金属化部（Ｍ）がチップ下側エッジの領域に形成され、
チップ（ＣＨ）上には載置面とチップ端面との間の領域に第２のコンタクト金属化部が形成され、
チップを周回するハンダフレーム（ＬＲ）が第１のコンタクト金属化部と第２のコンタクト金属化部を接続するために形成される、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
構成素子構造体との表面に向かって先細になっており、斜め切りされた側面エッジを有するチップを使用し、
ハンダフレームを、チップを支持体基板に載置する前に形成し、
ハンダ付けの際にチップの側面エッジをそこに存在する金属化部と共にハンダフレームに載置し、該ハンダフレームとハンダ付けする、請求項１５または１６記載の方法。
【請求項１８】
バンプ（ＢＵ）をチップ（ＣＨ）のハンダ付け可能な金属化部（ＬＭ）の上、または支持体基板（ＴＳ）のハンダ付け可能な端子面（ＡＦ）の上に形成し、当該形成は
ａ）電解的析出、
ｂ）スクリーンプリントまたはステンシルプリント、
ｃ）ハンダペーストを支持体基板の切欠部に均す、
ｄ）ハンダボールを切欠部へ振動圧縮する、
ｅ）レーザバンピング、
ｆ）ハンダシートを切欠部の上に打ち抜く、
により行う、請求項１５から１７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１９】
少なくとも１つの上側層（ＯＳ）と下側層（ＵＳ）を有する支持体基板（ＴＳ）を使用し、ハンダ付け可能な端子面（AF）に対して下側層に切欠部を形成し、該切欠部に導電物質を充填し、ないしはハンダ付け可能な被覆を設け、該ハンダ付け可能な被覆はハンダ付け可能な端子面（AF）であり、該端子面を上側層（OS）の切欠部（AN）に露出させる、請求項１５から１８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２０】
上側層における切欠部（AN）の底面積は、下側層（US）の表面上のハンダ付け可能な端子面（AF）の面積よりも大きく選択されており、
バンプ（BU）の断面積は切欠部（AN）の断面積よりも小さく選択されている、請求項１５から１９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２１】
ハンダ付けし、ハンダフレーム（LR）を形成した後、チップ（CH）の裏側から粒子流法を用い、または研磨により材料を除去し、チップを薄くする、請求項１５から２０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２２】
チップ（CH）を面積の大きな支持体基板（TS）に取り付け、続いて支持体基板をチップ間で分離することにより構成素子またはモジュールに個別化する、請求項１５から２１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２３】
個別化をビーム法によって行い、その際にハンダフレーム（LR）をマスクとして用いる、請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
支持体基板（TS）として多層セラミックを使用し、
切欠部を多層セラミックの上側層（ＯＳ）に、焼成前に形成し、充填剤を充填し、
充填剤を焼成後に再び除去する、請求項１５から２３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２５】
切欠部（ＡＮ）に充填剤を充填し、再び除去するために以下の方法コンビネーションを選択する：
ａ）Ａｌ２Ｏ３を充填し、ビームプロセスによりＡｌ２Ｏ３を除去する、
ｂ）ＰｂＯを充填し、酢酸による溶解によってＰｂＯを除去する、
ｃ）炭素含有物質を充填し、酢酸による溶解によって炭素含有物質を除去する、
請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
ハンダ付け可能な金属化部（ＬＭ）上でのバンプ（ＢＵ）の付着性を次のステップａまたはｂにより改善する：
ａ）金属化部を取り付ける前に、チップ表面をハンダ付け可能な金属化部の領域で粗化する、
ｂ）金属化部を構造化して、ハンダ付け可能な金属化部に打ち抜き構造、ストライプ構造、格子構造、またはふるい状構造が発生するように取り付け、それらの亀裂部にチップの表面が露出されるようにする、
請求項１５から２５までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造高の小さいカプセル化された構成素子、とりわけ音響波により動作する構成素子に関するものであり、この構成素子は圧電基板に取り付けられている。
【０００２】
電気構成素子では、固体ケーシングを備えない構成素子がますます増える傾向にある。構成素子を環境影響から保護するために、構成素子を簡単にカプセル化する種々の方法がすでに提案されている。１つの手段では、構成素子に完全に被覆を設け、例えばプラスチックに完全に埋め込む。この場合、単に構成素子に対する電気端子だけが引き出される。しかしこのようなカプセル化の問題は、表面に構成素子構造を有する構成素子の場合、これが直接的な埋め込みに対して脆弱なことである。
【０００３】
例えば表面波構成素子に対してはすでに、圧電基板の表面に配置された構成素子構造体を簡単でとりわけプラスチックからなるキャップにより覆い、それから構成素子をさらにカプセル化することが提案されている。本出願人によりＰＲＯＴＥＣの名称の下で使用されるこのようなカプセル化方法とこのようなカプセルは、例えばＥＰ０７５９２３１Ｂ１から公知である。構成素子構造に対して統合して製作可能なこの種のキャップ自体は僅かな保護作用しか有していないから、例えばＤＥ１９８０６８１８Ａでは構成素子を支持体の上にフリップチップ構成でハンダ付けし、続いてシートにより覆い、このシートが構成素子間を密に支持体と密閉する構成が提案されている。このような構成素子のシート密閉の変形では、金属層をこのシートの上に取り付けることによりさらに気密に密閉し、これを金属化することにより導電性を増強することが提案されている。しかしこの方法の欠点はシートを取り付けるための面倒なラミネートプロセスと、湿化学的ないし電解的な金属化部である。このような金属化部ではシート密閉度が僅かに低下しただけで湿気が構成素子構造体に浸入し得る。
【０００４】
本発明の課題は、簡単ではあるが気密なカプセルを有する構成素子を提供すること、およびその製造方法を提供することである。
【０００５】
この課題は本発明により、請求項１記載の構成素子により解決される。本発明の有利な構成並びに構成素子の製造方法はさらなる請求項に記載されている。
【０００６】
本発明は構成素子カプセルを提案するものであり、ここで構成素子構造体を支持するチップは同様にフリップチップ技術でバンプ接続を用いて支持体基板に取り付けられる。しかしこの支持体基板上でチップはこれまでのように支持体基板に対して間隔をおいてその上に配置されるのではなく、チップの表面が本発明では支持体基板に当接する。このことは本発明の構成素子では次のようにして達成される。すなわち、バンプ接続が支持体基板の表面に直接配置されるのではなく、支持体基板の切欠部に配置されるようにして達成される。この切欠部は実質的に窪んだバンプである。切欠部の底部には支持体基板のハンダ付け可能な端子面が設けられており、この端子面はバンプを介してチップ表面上の相応にハンダ付け可能な金属化部と電気的に接続されている。
【０００７】
有利にはハンダ付け可能な端子面は、少なくとも２層の支持体基板の下側層の表面に取り付けられ、この端子面は上側層の切欠部に露出される。ここで端子面は配線構造体と接続することができ、この配線構造体は最終的に構成素子の外部端子に至る。外部端子は有利には支持体基板の下側に配置されており、とりわけＳＭＤ機能を有するように構成されている。
【０００８】
支持体基板が単層の場合でも端子面を、ＳＭＤ機能を有するように構成された外部端子（ＳＭＤパッド）により形成することができ、この端子面は支持体基板の下側で切欠部をこの中に配置されたバンプと共に閉鎖する。
【０００９】
本発明の構成素子は従来公知のカプセル化構成素子に対して構造高が小さいという利点を有する。なぜならチップと支持体基板との間の間隔が最小化されているからである。というのもチップの表面がすでに支持体基板に当接しているからである。
【００１０】
この構成素子はさらに、バンプの位置と相対的配置を切欠部によって正確に設定できるという利点を有する。このようにして構成素子を小型で面積を節約するように設計することができる。この構成素子は、従来のものより小さい断面積を有する本発明のバンプによりさらに改善される。
【００１１】
チップを載置することのさらなる利点は、チップ上に作用する機械的力、例えば熱的負荷の際に発生し得る機械的力が載置面によって良好に分散され、バンプ接続がこれにより機械的に負荷軽減されることである。これによりバンプの大きさを最小化することができる。なぜなら本発明によりバンプの機械的支持機能が最小化されるからである。
【００１２】
チップ表面を支持体基板に載置することのさらなる利点は、すでに載置によってチップと支持体基板との間の密閉が行われることである。いずれの場合でもこのことによりチップと支持体基板との間の空隙は最小となり、この空隙は簡単な手段によりさらに密閉することができる。
【００１３】
特に有利には本発明のカプセルは、音響波により動作する構成素子に対して使用され、この構成素子は例えばＳＡＷ構成素子（表面波構成素子）、ＦＢＡＲレゾネータ、ＢＡＷレゾネータまたはＳＣＦフィルタとして構成されている。これらの構成素子では共通して、構成素子の物理的特性と中央周波数または共振周波数を機械的力により調整することができる。この機械的力はチップの圧電基板に作用する。この構成素子の特性は、構成素子構造体に析出される表面層に鋭敏に応答する。
【００１４】
チップの構成素子構造体に力が直接作用するのを回避するため本発明は別の構成において、構成素子の構成素子構造体を中空空間に配置することを提案する。このためにフレームが設けられており、このフレームはチップの表面またはチップ側の支持体基板の表面に固定されており、構成素子内の構成素子構造体を取り囲む。このフレームにはそれぞれ対向部材（ここでは支持体基板またはチップ）がカバーとして載置される。こうしてフレームと支持体基板およびチップ表面の相互に対向する２つの表面とにより形成される中空空間に配置された構成素子構造体はすべての側から保護される。
【００１５】
有利にはチップまたは支持体基板をフレームの上に単に載置したことにより残る空隙を、チップを周回する閉じたハンダフレームにより密閉する。このようなハンダフレームによって、コンタクト個所での支持体基板およびチップ上でハンダフレームに取り付けられる金属化部が良好に気密に密閉された端子を形成する。これに対して支持体基板またはチップ上のフレームは、構成素子構造体に対する中空空間を幾何学的に規定する凹部を取り囲む。これにより、構成素子構造体が支持体基板に対して正確な間隔で配置されることが保証され、構成素子構造体への機械的作用が確実に阻止される。ここでこのフレームは、支持体基板またはチップの表面を越えて隆起することができる。しかしフレームが凹部の内側縁部により形成されることも可能であり、フレームの下方底部は他の表面のレベルよりも下にあり、構成素子構造体を収容するための中空空間を形成する。
【００１６】
隆起構造体としてプラスチックからなるフレームまたは金属化部が形成され、構成素子の他のコンポーネントまたは構造体または支持体基板と統合して形成することができる。とりわけフレームが金属化部としてチップ上に構成されていれば、このフレームを少なくとも部分的に構成素子構造体となる他の金属化部と共に形成することができる。金属化部からなるフレームまたは金属化部の設けられたフレームは、とりわけこれがチップに載置される際に別の金属化部と接触するならば、コンタクト表面ないしは支持体基板とチップとの間に残る空隙を良好に密閉するという利点を有する。金属化部はまた良好なコンタクト、良好な密着、およびハンダフレームへの良好な濡れを提供する。これにより構成素子全体ないし構成素子構造体の中空空間内での気密な密閉が保証される。しかし２つのコンタクト面、すなわちフレームの表面とフレームに載置されたコンタクト面とに付加的被覆を設けないことも可能である。相応にして、支持体基板上のコンタクト面は上側層の材料からなる。これに対してチップ上のコンタクト面は基板材料からなる。しかしそれには依存せずに、支持体基板とチップとの間の分離面の外側領域に金属化部を設ければ、これにより前記のハンダフレームを両方の部材で閉鎖することができる。
【００１７】
支持体基板は有利には、必然ではないが少なくとも２層の多層セラミックである。これは例えばＬＴＣＣセラミック、ＨＴＣＣセラミック、またはＨＴＣＣないしＬＴＣＣと場合によりポリマー層との化合物とすることができる。セラミックは有利には収縮の少ないセラミック（非収縮）として構成することができる。このことは焼成の際に、寸法が僅かしか変化しないことを保証し、グリーンシートに設けられた幾何形状を焼成の際にほぼ維持することができる。または少なくとも再現可能な程度に僅かな収縮プロセスだけが焼成収縮により生じる。ＬＴＣＣセラミックにより、グリーンシートにコスト的に有利な金属化部を設けることができる。この金属化部の耐久性はＬＴＣＣセラミックの低い焼成温度に対して保証されていなければならない。
【００１８】
しかし支持体基板をＰＣＢとして構成することも可能である。このＰＣＢは単層または多層の導体路基板としてプラスチックベースの上に形成される。
【００１９】
多層支持体基板の材料に依存しないで、支持体基板の個々の層を個別に金属化することができる。個々の層は少なくとも多層支持体基板の内側にある表面で金属化することができる。内側にある貫通接触接続部も個々の層を多層基板に接合する前に設けることができる。外側に向かい、多層支持体基板の表面に至る貫通接触接続部は個々の層を接合した後に取り付け、金属化することができる。個々の層の間で適切にミラー層として金属化部が作用する場合、この金属化部をレーザ処理に対するストップ総として用いることができる。このレーザ処理によりこの金属化部を露出させるための切欠部を形成することができる。しかし貫通接触接続部を切欠部の形態で個々の層にすでに焼成の前に形成することも可能である。この場合、この貫通接触接続部は有利にはまず補助物質により充填される。この補助物質は簡単に焼成後に再び除去することができる。
【００２０】
支持体基板が２層である場合には、第１の層と第２の層の間にある金属化部導体路を２つの層の接合前に取り付けるだけでよい。この金属化部に至る貫通接触接続部は後から切欠部の形態で設けることができ、この切欠部内で金属化部は２つの層の間で露出される。
【００２１】
とりわけ端子面が露出される切欠部に対しては、切欠部の直径が下側層の表面にあるハンダ付け可能な端子面の直径よりも大きいと有利である。ハンダ付け可能な端子面の直径は後でのバンプの直径を決めるものであるから、このようにして小さなバンプ直径が可能になる。これによりバンプを接触なしで切欠部に配置することができ、従って切欠部の壁に接触することはない。このような直径の制限された端子金属化部を実現するために、有利には支持体基板の下側層に配置された貫通接触接続部を、下側層の表面のハンダ付け可能な端子面を定義するために利用する。このようなハンダ付け可能な材料により満たされた下側層の貫通接触接続部はその「表面」と共に、上側層の切欠部にある端子金属化部を形成することができる。この実施形態に対して、下側層の貫通接触接続部には有利には銀パラジウムが充填される。この貫通接触接続部にはハンダ付け可能な端子の作製に続いてさらに導電性の銅または銅金層を設けることができる。この銅金層は無電流でも析出することができる。終結層としてはニッケル金層も適する。ここではとりわけ薄く構成された終結層として金層が特に有利であることが判明した。なぜなら金層はハンダと良好に濡れ、従ってハンダ接続、とりわけバンプの自動的構造化を可能にするからである。ハンダを施す際に、金層はハンダとの良好な濡れ性を示す個所に付着する。すなわちこの個所は薄い金被覆の設けられた面である。
【００２２】
下側層の表面での端子面は後で切欠部に露出する。この端子面は矩形とすることもでき、例えばストライプ状の導体路からの切り抜きでも良い。切欠部もまた矩形とすることができ、ここでも有利には切欠部内に露出され、端子面となる導体路の幅よりも大きな直径を有する。
【００２３】
バンプの作製は種々の方法で行われる。ここで本発明により提案された切欠部内のバンプの配置は、バンプを作製するのにこれまで知られていなかったさらなる可能性を提供する。従来のようにバンプを端子面の上に電解析出によって形成することができる。これは例えばＳｎＰｂ，ＳｎＡｇ，ＡｎＣｕ，ＳｎＡｇＣｕまたはＳｎＡｕの析出により行われる。電解析出に続いて溶解を行うことができる。これにより相応の合金が形成される。
【００２４】
従来のようにバンプをハンダペーストのステンシルプリントまたはスクリーンプリントにより形成し、続いてリフロープロセスを実行することができる。このリフロープロセスでバンプはボール状の幾何形状を得る。とりわけ切欠部での本発明の端子面の形成には次のような方法が適する。すなわち、ハンダペーストを切欠部に塗布し、圧延または平滑化し、引き続きリフロープロセスを実行するのである。この方法の利点は、バンプを形成するのに構造化が必要ないことである。なぜなら、ハンダの析出は自動的に切欠部内で行われるからである。本発明の別の変形方法では、本発明によるバンプの降下が可能であり、これはハンダボールの振動圧縮により行われる。このときにハンダボールの大きさが設定され、これによりバンプの大きさも正確に規定される。
【００２５】
バンプを形成するためのさらなる手段は、リフローハンドの代わりにレーザバンピングを実行することである。このレーザバンピングではハンダボールが点状の加熱により溶解し、これは所望の個所で行われる。
【００２６】
バンプをハンダシートから円筒状に打ち抜くことにより切欠部の上に形成することもできる。
【００２７】
択一的にバンプをチップ表面上にあるハンダ付け可能な金属化部に形成することもできる。このことも同様に電解析出によって相応の金属化部の上に行うことができる。ハンダポットを金属化部にスクリーンプリントし、引き続き溶解プロセスを実行することもできる。ここでもハンダ付け可能な金属化部の濡れ性が構造化を容易にするから、金属構造体の種々異なる濡れ性を、バンプをウェハないしチップの上に構造化するに使用することができる。例えばチップ上に存在する金属化部の大部分を、例えばアノード酸化層の形成によりパッシブ化することができ、このアノード酸化層は付加的にさらに被着された鉱物層、例えば薄い酸化シリコン層または薄い窒化シリコン層により覆うことができる。このパッシブ化層により覆われなかった表面はハンダにより濡れ可能のままである。または適切な別の層、いわゆるアンダーバンプ金属化（UBM）によりハンダと濡れ性にすることができる。一方パッシブ化された金属化部の表面はハンダストップマスクとなる。
【００２８】
チップ表面にもバンプをレーザバンピングにより作製することができる。
【００２９】
構造素子構造体とハンダ付け可能な金属化部の他に、チップの表面に本発明によりさらに別の金属化部を備えることができ、この金属化部は本発明の構成素子とハンダフレームとの密閉を容易にする。このためにチップはその下部エッジの領域で金属化部が設けられている。この下部エッジは構成素子構造体を支持する表面と端面により形成され、構成素子の場合は支持体基板を指す。前記金属化部は同時にハンダ付け可能な金属化部と共に形成することができ、例えばスパッタプロセスにより形成される。ここではまずチタン（付着性を改善するため）と銅の層シーケンスが形成される。この層の十分な厚さはすでにスパッタリングにより達成できる。これは例えば１００から２００ｎｍのチタンと６μｍ以上の銅である。しかし薄いチタン／銅層（１〜２μｍの銅）を形成し、これを引き続き電解的に増強することもできる。ここで銅層は約１０〜２０μｍの厚さに厚くすることができる。有利には支持体基板上のフレームも同様に相応の金属化によって実現され、フレームの構造化はフォトレジマスクを用いスパッタリングにより達成される。このマスクは、電解厚膜化プロセスの間、支持体基板に留まることができるように構成することもできる。
【００３０】
フレームは有利には、チップがその下部チップエッジの領域でフレームに載置され、フレーム領域はチップにより覆われずに留まるように構造化される。ここでチップ上の金属化は、有利にはチップの端面が金属化されるように構成される。
【００３１】
流体ハンダを塗布するための有利な組成は、ＳｎＡｇ，ＳｎＡｇＣｕ，ＳｎＣｕＡｇまたはＳｎＡｕである。有利にはハンダフレームを作製するために高温融解性のハンダを使用する。このことの利点は、高温溶融性ハンダからなるハンダ接続部が構成素子のハンダ付けの際にも変化せず、軟化することも他のものに変化することもない。これによりハンダ接続部が張引されたり、構成素子が元の状態からずれるようなことがない。このことは構成素子の寿命を延長させ、構成素子のさらなる処理の際にハンダ個所が軟化することによる構成素子の損傷が回避される。
【００３２】
本発明のさらなる構成では、ハンダフレームとの接触接続のために設けられる金属化が、チップエッジの領域で、少なくとも支持体基板上のチップエッジ下方のストライプ状領域でチップのハンダ付け後に行われる。このことはスパッタプロセスにより行うこともできる。この場合、チップの裏側全体に金属化部を設けることができ、後でアースへの接続のために設けられる金属化部は有利には支持体基板上の端子と接続される。相応にして有利には金属から構成されたフレームもチップの裏側の金属化部およびアースと接続することができる。これにより構成素子の電磁シールドが達成される。
【００３３】
さらなる利点として、アースと接続されたフレームは有利には熱張力を放出するのに適する。この熱張力は例えば製造プロセス中およびチップの圧電基板に温度が作用するときに発生する。有利にはフレームは金属化部とも接続されており、この金属化部はチップ表面上の構成素子構造体に並んで、熱負荷だけが発生し得る空き面に配置されている。フレームがこのような空き面を覆うように構造化することも可能である。この金属化または相応に構造化されたフレームにより、非アクティブな空き面で熱電的に形成された電荷を吸収し、フレームおよびひいてはアースに無害に放出することができる。
【００３４】
熱電荷の放出はさらに有利な手段により支援することができる。この手段は、チップの表面が、構成素子構造体によって占有されない空き面で粗化されることである。チップ表面の粗化および／または構造化により、チップ表面にできるだけ近在するフレームへのフラッシュオーバにより放電され、空き面がこれにより放電される。
【００３５】
表面を粗化することのさらなる利点は、これに取り付けられる金属化部が良好な付着性を有することである。ここでチップ表面の粗化はビームプロセスにより実行することができる。ビームプロセスでは、粒子流がチップに向けられる。チップ表面の脆弱な領域、とりわけ構成素子構造体はこのときラッカーまたは構造化されたシートにより保護される。なぜならこれらの表面はビームプロセスの際に除去されないからである。表面を選択的なエッチングプロセスにより粗化することもできる。このエッチングプロセスは脆弱な構造体、とりわけ構成素子構造体には侵襲せず、チップの材料、すなわち圧電基板だけをエッチングする。このために例えばフロアプラズマを使用することができる。このプラズマは構成素子構造体を損傷しない。
【００３６】
チップの裏側に取り付けられた金属化部は本発明により構成素子のラベルを作製するために使用することができる。このためにこの金属化部の上にはラッカー層が取り付けられ、ラッカー層は金属化部に対して色的コントラストを有するように構成されている。レーザライトによりラッカー層を選択的に除去し、これにより文字効果が得られる。コントラスト作用を達成するために他の補助層を金属化部の上に形成することもでき、この補助層はレーザにより際立たされる。種々異なる金属化層も、これらが相互に光学的コントラストを形成するならば適する。このコントラストは金属化部の種々の反射作用または種々異なる金属色であっても良い。コントラスト手段としてとりわけブラックニッケルが適する。ブラックニッケルは金属性の光沢のある金属化部または銅と良好なコントラストを形成する。
【００３７】
以下本発明、とりわけ本発明の構成素子の製造方法を実施例に基づき詳細に説明する。図面は概略的に示されており、縮尺通りではない。
図１は、本発明の構成素子の概略的横断面を示す。
図２は、種々の変形実施例での概略的横断面の一部を示す。
図３は、チップを載置する前の支持体基板を示す。
図４は、チップとハンダフレームが載置された支持体基板を示す。
図５は、ハンダ付け可能な端子面を有する切欠部の種々の実施例を示す。
図６は、チップを支持体基板上に載置する間の種々の方法ステップを概略的横断面で示す図である。
図７は、ハンダフレームを接続するためのさらなる金属化部の横断面を示す図である。
図８は、金属化部の上に取り付けられたハンダフレームの概略的横断面である。
図９は、ビーム法によりチップの層厚と支持体基板の層厚をチップ間の領域でどのように低減するかを概略的横断面に示す図である。
図１０は、チップが斜め切りされたエッジにより直接ハンダフレームにどのように載置されるかを概略的横断面に示す図である。
図１１は、単層支持体基板を有する本発明の実施例を概略的横断面に示す図である。
【００３８】
図１は、本発明の構成素子の第１実施例を概略的横断面に示す。構成素子は実質的にチップＣＨ、例えば圧電基板からなり、チップの一方の表面には構成素子構造体ＢＳが取り付けられている。これは例えば表面波構成素子（ＳＡＷ構成素子）のストライプ状金属化部である。チップは支持体基板ＴＳに取り付けられており、支持体基板は少なくとも１つの上側層ＯＳと下側層ＵＳを有する。
【００３９】
支持体基板の上側層ＯＳには切欠部ＡＮが設けられている。切欠部の底部にはハンダ付け可能な端子面ＬＡが配置されている。この端子面の上にはバンプ接続部ＢＵが配置されている。バンプＢＵはハンダ付け可能な端子面ＬＡをチップＣＨの表面にあるハンダ付け可能な金属化部ＬＭと接続する。チップ自体はここではフレームＲＡを有する。このフレームは上側層ＯＳの表面とチップＣＨの表面との間の間隔を規定し、構成素子構造体ＢＳが支持体基板ＴＳに直接接触するのを阻止する。チップ下側エッジと支持体基板の隣接する表面領域との直接的コンタクト部には、チップ全体を取り囲むハンダフレームＬＲが配置されている。このハンダフレームはチップＣＨを支持体基板ＵＳに対して密閉する。上側層ＯＳと下側層ＵＳとの間には導体路ＬＢが設けられており、この導体路は配線面を形成することができる。下側層または場合により別の層を通る別の貫通接触接続部は、電気端子への導電接続を形成する。この導電接続は構成素子を外部へ、例えばＳＭＤ機能付き接点ＫＯへ、支持体基板の下側でコンタクト接続する。
【００４０】
図２は、本発明の構成素子の別の変形実施例を示す。この変形実施例は、フレームの配置の点で図１の実施例と異なる。
【００４１】
図２Ａは、フレームが支持体基板の表面ないしその上側層ＯＳの上で、チップがフレームＲＡの内側部分でだけ載置されるように構成された実施例の断面を概略的に示す。フレームＲＡの空き領域上にはハンダフレームＬＲが配置されており、このハンダフレームはここでは基板とではなく、フレームおよびチップＣＨと気密に密閉している。フレームＲＡも気密に支持体基板と密閉している。
【００４２】
図２Ｂは、凹部ＶＴが支持体基板の上側層ＯＳに設けられている実施例を示す。凹部ＶＴの縁部はフレームＲＡを形成し、このフレームにはチップＣＨが載置されている。ここでフレームは上側層ＯＳの他の表面と同じレベルにある。凹部ＶＴの高さｈ２はチップ表面から支持体基板ないしは凹部ＶＴの上側層までの間隔を規定する。
【００４３】
図２Ｃは、チップが前面で支持体基板の上側層ＯＳに載置されている構成を示す。この実施形態では、構成素子構造体ＢＳ（図示されていない）は有利にはパッシブ化層により保護されている。このパッシブ化層は機械的に十分に安定しており、十分な硬度を有する。このようなパッシブ化層はアノード酸化層とすることができ、通常はアルミニウムからなる構成素子構造体の上にある。このパッシブ化部は付加的にＳｉＯ２層またはＳｉ３Ｎ４層により覆うことができる。この実施例は特に簡単に製造できることを特徴とする。なぜならフレームまたは凹部の作製を省略することができるからである。
【００４４】
図３は、チップＣＨを取り付ける前の支持体基板ＴＳの表面幾何形状を概略的に示す平面図である。フレームＲＡは有利にはチップＣＨの外側形状に続く。従ってとりわけ矩形に構成されている。場合により斜め切りされたチップエッジがフレームの相応に変形された形状に続く。フレーム内には切欠部ＡＮが示されている。この切欠部内に、チップＣＨをハンダ付けおよびコンタクト接続するためのバンプＢＵが配置されている。
【００４５】
図４は、チップＣＨとハンダフレームＬＲを取り付けた後の構成素子の実施例の概略的平面図である。図から、ハンダフレームＬＲがチップＣＨを完全に取り囲んでおり、構成素子構造体と場合により存在する中空空間を、チップと支持体基板との間で良好に密閉していることが明かである。
【００４６】
図５は、どのようにハンダ付け可能な端子面ＬＡを切欠部ＡＮ内でこれに対して相対的に構造化することができるかを種々異なる実施例で概略的平面図に示す。
【００４７】
図５Ｂは、ハンダ付け可能な端子面ＬＡの基面が円形ではなく例えば矩形である構成を示す。このような形状は、切欠部ＡＮ内で下側層の表面に配置された導体路ＬＢが露出している場合に得られる。
【００４８】
図５Ｃは、同様に矩形のハンダ付け可能な端子面ＬＡを示す。しかしこの端子面は図５Ａと５Ｂとは異なり同様に矩形の切欠部Ａｎに配置されている。切欠部は他の横断面形状、例えば楕円形であってもよい。
【００４９】
図６には、概略的断面図に基づいて、どのようにチップを支持体基板ＴＳにハンダ付けするのかが示されている。図示の実施例では、バンプがハンダ付けの前に上側層の切欠部内に形成される。バンプＢＵはこのために場合によりフラックス剤により濡らされ、それからチップＣＨが載置される。この載置は、ハンダ付け可能な金属化部ＬＭがチップの表面でバンプＢＵとコンタクトし、このバンプの上に図６Ｂに示すように載置されるよう行われる。ここでこの載置は高精度で行うことができ、その標準的偏差は僅か数μｍである。図６Ｂは、バンプがフレームＲＡのレベルを越えて突出していることを示している。その結果、チップはバンプへの載置後、基板に対して高さｈ５を有する。この高さはフレームの高さｈ２よりも大きい。
【００５０】
ハンダ付けは例えばリフロープロセスによって実行される。このときバンプＢＵは軟化し、これに基づいてハンダ付け可能な端子面ＬＡもハンダ付け可能な金属化部ＬＭもチップの表面で濡らし、これらと固定的に接合する。このときに横断面が拡大し、その結果、バンプの高さが低下し、チップを下方に引っ張り、フレームＲＡの上に載置させる。この状態でチップの確実な固定が、フレームＲＡにより提供される大きな載置面によって保証され、チップと支持体基板との間でいっての間隔ｈ２が調整される。バンプの収縮程度は、相応の下部バンプ金属化部ＵＢＭの面積（ここではハンダ付け可能な端子面ＬＡとハンダ付け可能な金属化部ＬＭ）とバンプの容積との比によって決められる。ＵＢＭがバンプの質量に対して大きければ大きいほど、収縮の程度も大きい。しかし有利にはこの比は、収縮がチップを支持体基板ないしはフレームＲＡに載置するのにちょうど十分な程度に調整する。これによりハンダ付け後に最小の張引力がハンダ個所ないしゃバンプに作用する。
【００５１】
図７は次のステップ後の構成素子を示す。このステップでは、基板とチップの表面全面に裏側から薄い金属化部Ｍが取り付けられる。これは例えばスパッタリングにより行われる。この層は有利には表面を、次のステップで取り付けられるハンダフレームＬＲと良好に濡らすために用いられる。この金属化部Ｍは電解的または無電流で増強される。これは例えばＣｕおよび／またはＮｉまたはＰｔにより、そして引き続き薄いＡｕ層を設けることにより行われる。
【００５２】
図８は、ハンダフレームＬＲを取り付けた後の構成素子を示す。このハンダフレームは金属化部Ｍに対して良好な気密閉鎖を形成する。
【００５３】
本発明の別の構成では、チップがハンダフレームＬＲの取り付け後に薄くされる。これは構成全体をビーム法で粒子流に曝すことにより行われる。このとき表面には微細で相応に堅い固体粒子、例えば酸化アルミニウム粒子または石英粒子が照射される。粒子流の表面が堅ければ堅いほど、粒子流により生じる材料除去の程度が大きい。反対に柔らかい表面被覆をマスクまたは粒子流に対する保護として用い、この個所での材料の除去を阻止することができる。金属化部、例えばハンダフレームも構造化のために使用することができる。例えば図７で形成された金属化部Ｍが適切な方法によってハンダフレームの取り付け後にこの周囲で再び除去され、引き続き全面でビーム法に曝されるならば、チップＣＨもハンダフレームＬＲ外の基板も薄くすることができる。このハンダフレームはここではマスクとして用いられる。この薄化方法では、ウェハの厚さが例えば元の約２５０μｍから５０〜１００μｍまたはそれ以下に薄くされる。この薄化は本発明によりとりわけ簡単に可能となる。なぜならチップが張力なしでフレームないし支持体基板に載置しているので、チップは一方ではビーム法により過度に高い機械的負荷に曝されることがなく、他方では薄くした後に十分に確実に支持体基板ないしはフレームＲＡにより安定化されるからである。ビーム法はまた、ハンダフレームの周囲で支持体基板ＴＳが切断されるように実行することができる。このとき共通の支持体基板に配置された個々の構成素子は個別化される。構成素子の個別化の前に、相応に柔らかく構造化されたレジストマスクを設け、これによりチップを覆い、場合より生じる過度の薄化を保護することも可能である。
【００５４】
図９には、ビーム法により除去すべき領域が斜線により示されている。
【００５５】
図１１は、単層の支持体基板を有する本発明の構成を示す。ここではまず、支持体基板の下側にＳＭＤコンタクトＫＯに対するハンダパッドを切欠部ＡＮの設けられる個所で形成することができる。この切欠部は上方からの材料除去により、例えばレーザまたは粒子ビーム法を使用して形成できる。レーザが使用されるならば、ＳＭＤコンタクトＫＯにミラー層をレーザストップ層として設けることができる。これは例えば薄い金層である。切欠部ＡＮに露出されたＳＭＤコンタクトＫＯは端子面ＡＦとして用いられる。この端子面にはバンプＢＵが載置され、これにバンプはハンダ付けされる。ここで単層の支持体基板ＴＳはセラミックまたは導体基板材料から作製することができる。相応にしてＳＭＤコンタクトＫＯを場合により電解または無電流で補強されたスクリーンプリントペースト、ないしは後者の場合、銅から形成することができる。約２０〜３５μｍの厚さがここではコンタクトＫＯの機械的機能に対して十分である。
【００５６】
以下、個々の方法ステップについてさらに詳細に説明する。
【００５７】
セラミック製支持体基板の作製
多層支持体基板ＴＳはセラミックのグリーンシートから作製される。グリーンシートには所要の金属化部がプリントされ、この金属化部は後で多層基板の個々の層の間に来る。このためには例えばＡｇ／Ｐｄ含有ペーストが適する。貫通接触接続のための開口部（ビア）と、バンプＢＵを収容するための切欠部ＡＮは例えば打ち抜きによりすでにグリーンシートに形成しておくことができる。電極パターンの設けられたグリーンシートは引き続きラミネートされ、焼成される。実施例ではすでにグリーンシートに取り付けられたビアを充填剤により閉鎖し、この充填剤を焼成後に再び除去することができる。このために以下の方法コンビネーションが可能である。
ａ）ビアに酸化アルミニウムを充填し、焼成後に酸化アルミニウムをビームプロセスにより除去する。
ｂ）ビアに酸化鉛を充填し、焼成後に酸化鉛を酢酸による溶解によって除去する。
ｃ）ビアに炭素含有物質を充填し、焼成後にこの物質または残留物を酢酸による溶解によって除去する。
【００５８】
焼成後に外部金属化部、導体路、および端子面／コンタクトも形成される。これは例えば導電性ペーストをプリントし、引き続き無電流または電解的に補強することにより行うことができる。補強のためにニッケルおよび／または銅および／またはプラチナを析出し、有利には薄い金層を、ハンダとの濡れ性を改善するため被覆することができる。
【００５９】
チップ上への金属化部の作製
構成素子構造体ＢＳの設けられたチップＣＨはすでに、ハンダ付け可能な金属化部およびアース被覆部も含めて、構成素子構造体ＢＳの材料でもある物質から予め形成されている。この物質はとりわけアルミニウム、アルミニウム含有合金またはアルミニウムと銅層を含む多層構造体である。ハンダ付け可能な金属化部ＬＭをチップの上に作製するため、予め形成された構造体そのために設けられた個所で補強され、このために有利にはまずフォトラッカーマスクが被着され、構造化される。続いてハンダ付け可能な金属化部ＬＭが層構造体Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕの形態で例えばスパッタリングまたは蒸着により被着される。ハンダ付け可能な金属化部ＬＭの全体構造は続いて例えば４００ｎｍの層厚を有する。これはその下にある、構成素子構造体に対するアルミニウム含有金属化部と同じ厚さである。
【００６０】
この方法の変形実施例では、フォトラッカーマスクが次のように構造化される。すなわちマスクがハンダ付け可能な金属化部ＬＭに対して設けられた面に残るように構造化される。マスクにより覆われない金属化領域、とりわけ構成素子構造体は続いてパッシブ化され、例えばアノード酸化される。マスクの除去後、ハンダ付け可能な金属化部ＬＭは簡単に選択的に、露出された金属面に電解的に形成することができる。なぜなら構成素子構造体のパッシブ化された表面は導電性でないからである。
【００６１】
ハンダ付け可能な金属化部に対する金属化シーケンス：チタン／プラチナ／金の代わりに、チタン／銅／金またはチタン／ニッケル／金を析出することもできる。ここで個々の層は電解的または無電流で形成することができ、薄い層は有利にはスパッタリングにより形成される。
【００６２】
有利な構成では、バンプのハンダ付け可能な金属化部への付着は以下のステップａまたはｂにより改善される：
ａ）金属化部を取り付ける前にチップ表面をハンダ付け可能な金属化部の領域で粗化する。
ｂ）金属化部を構造化して、ハンダ付け可能な金属化部に打ち抜き構造、ストライプ構造、格子構造、またはふるい状構造が発生するように取り付け、それらの亀裂部にチップの表面が露出されるようにする。
【００６３】
チップ表面の粗化はビームプロセスにより実行することができる。このビームプロセスでは、構成素子構造体のような脆弱な構造体をレジストマスク、ラッカーまたはシートにより保護することができる。
【００６４】
金属化部を構造化して取り付けることは構成素子構造体の定義と共に行うことができる。これは例えば剥離技術により行われる。差し当たり大面積に取り付けられた金属化部の亀裂部を後から構造化された材料除去により形成することも可能である。
【００６５】
フレームの作製
実施例の一部分で設けられるフレームＲＡは支持体へのチップ間隔ｈ２を保証する。このフレームＲＡはチップＣＨの表面または支持体基板ＴＳの上側層ＯＳの表面に取り付けることができる。チップに取り付けられるフレームは有利にはプラスチックフレームとして構成され、支持体基板に構成されるフレームは有利には金属化部またはスクリーンプリントペーストの形態で実現される。スクリーンプリントペーストは導電性とすることができる。支持体基板上のこの金属化部に対しては、ハンダ付け可能な端子金属化部に対して適する前記の金属層シーケンスが有利である。薄いチタン層を介して無電流で銅を約１〜２μｍの厚さで被着することができる。銅を電解的に補強することも可能である。これは１０〜２０μｍの厚さの銅層および／または１０μｍまでの厚さの中間層により行われる。
【００６６】
フレームはその外側寸法においてチップ外側エッジに続き、内側に向かって構造体を有する。これは空き面をチップの圧電基板上で接触接続するため、または空き面に存在するアース被覆をフレームと接触接続するためである。
【００６７】
チップ上のプラスチックからなるフレームはフォトラッカーから形成することができる。またはフォトリソグラフにより他の層から構造化することができる。
【００６８】
ハンダ付け可能な端子面の作製
ハンダ付け可能な端子面ＡＦは上側層ＯＳの切欠部の底部に作製される。ベース金属化部は銀／パラジウムペーストを用いてプリントされた導体路、ないしは上側層と下側層との間の配線構造体とすることができる。または択一的に下側層ＵＳを通る貫通接触接続部ＤＫの上側端子から形成することもできる。貫通接触接続部ＤＫは通常、同じように銀／パラジウムペーストにより閉鎖されている。ハンダ付け可能な端子面ＡＦは次に金属化部の露出後に、切欠部へ電解的にまたは無電流で、銅／金層またはニッケル／金層により補強して作製される。金属化部の補強は切欠部ＡＮを貫通して行うことができる。
【００６９】
バンプの作製
バンプは上側層ＯＳの切欠部に形成することができる。この場合、以下の方法ステップが適する：
ａ）ＳｎＰｂ，ＳｎＡｇ，ＳｎＣｕ，ＳｎＡｇＣｕ，ＳｎＡｕを電解的に析出し、引き続き溶解する。このとき相応の合金が発生する。
ｂ）ハンダペーストをスクリーンプリントまたはステンシルプリントし、引き続きリフロープロセスによりハンダを溶解する。
ｃ）ハンダペーストをドクターで均すことによりハンダを充填することのできる切欠部をステンシルとして使用し、これを引き続きリフロープロセスで溶解する。
ｄ）適切な大きさのハンダボールを振動圧縮し、引き続きリフロープロセスを実行する。このときハンダボールは、溶解されたハンダボールが切欠部ＡＮの底部まで降下し、そこに存在する端子面に接触接続するように選定される。
ｅ）レーザバンピングする。
ｆ）ハンダシートからシリンダを切欠部の上に配向して直接打ち抜く。
【００７０】
択一的にバンプをチップＣＨの上に形成することもできる。ここでは以下の方法ステップが適する：
ａ）すでに上に述べたハンダ塊を電解的に析出し、続いて溶解する。
ｂ）ハンダデポをハンダ付け可能な金属層ＬＭにステンシルプリントし、引き続き溶解する。このとき他の金属化部（構成素子構造体）の電極パッシブ化をハンダストップマスクとして用いる。
ｃ）レーザバンピングする。
【００７１】
チップの支持体基板への載置
チップまたは支持体基板上でのバンプの配置に応じて、バンプされたチップは、このバンプが切欠部に配置されるように支持体基板の上に載置される。択一的にチップを切欠部に存在するバンプに載置し、これによりバンプがハンダ付け可能な金属化部と接触するようにする。続いてリフロープロセスが実行される。このときバンプ容積とＵＢＭの面積（ハンダ付け可能な金属化部ＬＭおよび／または切欠部ＡＮ）との比は、ハンダ付けがバンプの収縮を引き起こし、この収縮がチップを支持体基板ないしフレームに載置するのに十分であるように調整する。支持体基板ないしフレームに載置した後、チップは安定化され、チップ、バンプおよび支持体基板の種々異なる熱膨張によるバンプの負荷が格段に低減され、バンプ直径が縮小される。その際にハンダ付けおよび構成素子の安定性が損なわれることはない。同様に有利にはフレームの厚さと上側層ＯＳの厚さは、２つの層が共に１つの熱膨張特性を生じるように相互に整合されており、この熱膨張特性はバンプの熱膨張特性とほぼ同じである。このようにしてさらにバンプの有害な引っ張り負荷が回避される。
【００７２】
ハンダフレームの取り付け
チップを支持体基板上にハンダ付けした後、チップ裏側の全面および支持体基板の表面に金属化部が例えばスパッタリングにより取り付けられる。このためにとりわけ厚さ１００〜２００μｍのチタンが適する。この層は引き続き銅および／またはニッケルにより約２〜２０μｍの厚さに補強される。耐酸化性があり、ハンダと良好に濡れる表面層としてここでは薄い金層を閉鎖層として取り付けることができる。これは例えば蒸着またはスパッタリングにより行われる。続いてこの金属化部を構造化することができ、これにより金属化部はハンダフレームに当接すべき個所にだけ残る。
【００７３】
続いてハンダフレームが形成される。これは例えばハンダ粉末を全面に散布し、引き続きリフロープロセスを実行することにより行われる。溶融してハンダを流体とすることにより、ハンダはもっぱら表面により濡らされた個所に集中する。すなわち剥き出しの金属層が設けられた表面領域に集中する。例えばフレーム状の部材をハンダシートから打ち抜き、チップの周囲またはチップの上に置くことも可能である。ハンダシート部材を、ハンダフレーム全体を取り囲む面に相応する大きさで打ち抜く、チップの上に配置することも可能である。
【００７４】
ここでもリフロープロセスが実行され、ハンダは剥き出しの金属表面により覆われた領域に集中する。ハンダフレームを取り付ける前にこの領域をフォトラッカー技術により相応に構造化することによって、金属化部の濡れるべき領域が狭いストライプの上で、チップエッジおよびこれに隣接する、支持体基板の表面のストライプ状領域に沿って画定される。
【００７５】
図１０は本発明の択一的実施形態を示す。ここではハンダフレームＬＲが支持体基板に、チップＣＨを載置する前に形成される。このためにまず金属化部ＲＭＳがアンダーバンプ金属化部（ＵＢＭ）と同じように支持体基板の上で、ハンダフレームに対して設けられた個所に形成される。次にハンダフレームはプリントまたはＵＢＭの電解的補強により、または同様にフレーム状のハンダシート部材として取り付けられる。この実施例では、チップの側面エッジが次のように斜め切りされている。すなわちチップが構成素子構造体を有する表面に向かって先細になるよう斜め切りされている。次にチップは側面エッジで有利にはハンダ付け可能な金属化部ＬＭ（ないしはUBM）と共に金属化されるRMC。これは例えばスパッタリングにより行われる。チップエッジでの有利なエッジ角KWは４５゜よりも小さい。なぜならこの場合に金属化部RMCはUBMと共にチップ上に形成することができるからである。
【００７６】
次にチップを支持体基板に載置することができる。ここでチップは斜め切りされた側面エッジを以てハンダフレームLRの上に配置され、ハンダ付けの際に同時にハンダ接続部が金属化部RMCへと、チップの側面エッジで移行する。
【００７７】
セラミック上でのチップの薄化
ハンダ付けの後、チップを薄くして全体でさらに低い構造高を達成することができる。取り扱いの理由から構成素子機能に対して不要な２５０μｍの大きな厚さを有するチップ（圧電結晶）を５０〜１００μｍまでの厚さに薄くすることができる。薄化のためにはとりわけ直径＜５０μｍの酸化アルミニウム粒子による粒子流が適する。チップを研磨することも可能である。フレームまたは支持体基板上のチップの確実な載置は、薄化の間にチップの損傷が発生しないことを保証する。なぜならチップはフレームによって十分に安定化されているからである。粒子流により処理する前に、柔らかいレジストマスク、例えばフォトラッカーマスクにより除去を阻止すべき領域を覆うことができる。しかしチップの薄化と同時に支持体基板の領域を取り除くか、またはこの領域をビーム法によって完全に分離することも可能である。この場合はチップを前もって同様にマスクにより覆うことができる。
【００７８】
本発明を少数の実施例に基づいてだけ説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明の構成素子ないしその製造方法の変形実施例では他の幾何形状を取ることができ、使用される材料とは別の材料、または同じ作用を達成することのできる同様のプロセスを使用することができる。しかし本発明の要点は常に、バンプが支持体基板の切欠部に配置されていることであり、この切欠部により本発明の構造高の小さい構成素子を簡単にかつ構成素子の良好な密閉を以て達成することができる。
【００７９】
本発明の方法により有利には複数のチップを平行に、１つの相応に面積の大きな支持体基板に取り付け、接続し、カプセル化することができる。個々のチップ間では引き続き支持体基板が分離される。これは個々の構成素子または相互にモジュールとして接続された構成素子群を個別化するためである。分離および個別化はビームプロセスまたは切り出しにより行うことができる。表面層およびとりわけ分離すべき金属化部は前もって場合により湿式化学的に構造化されるか、またはプラズマエッチングにより取り除かれる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】図１は、本発明の構成素子の概略的横断面を示す。
【００８１】
【図２】図２は、種々の変形実施例での概略的横断面の一部を示す。
【００８２】
【図３】図３は、チップを載置する前の支持体基板を示す。
【００８３】
【図４】図４は、チップとハンダフレームが載置された支持体基板を示す。
【００８４】
【図５】図５は、ハンダ付け可能な端子面を有する切欠部の種々の実施例を示す。
【００８５】
【図６】図６は、チップを支持体基板上に載置する間の種々の方法ステップを概略的横断面で示す図である。
【００８６】
【図７】図７は、ハンダフレームを接続するためのさらなる金属化部の横断面を示す図である。
【００８７】
【図８】図８は、金属化部の上に取り付けられたハンダフレームの概略的横断面である。
【００８８】
【図９】図９は、ビーム法によりチップの層厚と支持体基板の層厚をチップ間の領域でどのように低減するかを概略的横断面に示す図である。
【００８９】
【図１０】図１０は、チップが斜め切りされたエッジにより直接ハンダフレームにどのように載置されるかを概略的横断面に示す図である。
【００９０】
【図１１】図１１は、単層支持体基板を有する本発明の実施例を概略的横断面に示す図である。
【図１】
2005514846.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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