(57)【要約】  本発明は、モジュール様式に構成された電気的構成素子に関する。ここでこれは有利にはＳｉから成るモジュール基板と、このモジュール基板上に配置され、電気的にこのモジュール基板と接続された、１つまたは複数の、有利にはハウジングされていないチップを有する。ここでこのチップはそれぞれモジュール基板と、例えばダイレクトウェハボンディングよって接続されている。モジュール基板内には凹部が設けられており、従ってモジュール基板とチップの接続時には閉鎖された中空空間が形成される。この中空空間はここで、チップを取り囲み全面でモジュール基板と接続している保護キャップによって生じるのではなく、相互に対向しているチップ下面のコンタクト領域とモジュール基板の上面の接続によって生じる。本発明の構成素子では中空空間を実現するために保護キャップは必要ないので、廉価に製造可能である。本発明はこの利点の他に、機能ユニットのモノリシック集積に対して、より高い歩留まりに関して利点を有している。
2007522730.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的構成素子であって、
モジュール基板（ＭＳ）を伴い、当該モジュール基板は自身の上面にコンタクト面（Ｅ５、Ｅ６）と、フレーム状に閉鎖されたコンタクト領域を有し、自身の上面または下面に外部コンタクト（Ｅ７、Ｅ８）を有しており、
少なくとも１つのチップを伴い、当該チップはチップ基板（ＤＳ）と、該チップ基板上に配置された、前記モジュール基板の方を向いている構成素子構造体と、接続面（Ｅ３、Ｅ４）を有しており、
前記チップ基板（ＤＳ）は取り囲む縁部領域を有しており、当該縁部領域は全面でかつ完全にモジュール基板の前記コンタクト領域上に載置されており、機械的に当該コンタクト領域と固定して接続されており、
前記モジュール基板（ＭＳ）とチップ基板（ＤＳ）との間に閉鎖された中空空間（ＨＲ）が構成され、当該中空空間内に前記構成素子構造体が配置されるように前記チップ基板が載置されている、
ことを特徴とする電気的構成素子。
【請求項２】
前記チップはハウジングされていない、請求項１記載の構成素子。
【請求項３】
前記モジュール基板（ＭＳ）はシリコンから成る少なくとも１つの領域を有している、請求項１または２記載の構成素子。
【請求項４】
・前記モジュール基板の上面に凹部が構成されており、当該凹部は前記構成素子構造体の領域に対向しており、
・モジュール基板の方を向いている前記チップ基板（ＤＳ）の表面は、モジュール基板（ＭＳ）の上面に凹部によって形成された面積より大きい面積を有しており、
・チップ基板（ＤＳ）とモジュール基板の凹部との間に閉鎖された中空空間（ＨＲ）が構成されている、請求項１から３記載の構成素子。
【請求項５】
・モジュール基板の方を向いている前記チップ基板（ＤＳ）の表面のコンタクト領域は、直接的にモジュール基板（ＭＳ）のコンタクト領域上に載置されており、ダイレクトウェハボンディング方法によって機械的に当該コンタクト領域と固定して接続されている、請求項４記載の構成素子。
【請求項６】
電気的構成素子であって、
モジュール基板（ＭＳ）を伴い、当該モジュール基板は自身の上面にコンタクト面（Ｅ５、Ｅ６）と、フレーム状に閉鎖されたコンタクト領域を有し、自身の上面または下面に外部コンタクト（Ｅ７、Ｅ８）を有しており、
少なくとも１つのチップを伴い、当該チップはチップ基板（ＤＳ）と、該チップ基板上に配置された、前記モジュール基板の方を向いている構成素子構造体と、接続面（Ｅ３、Ｅ４）を有しており、
取り囲んでいる縁部領域を有している前記チップ基板（ＤＳ）と、モジュール基板（ＭＳ）の間にシーリングフレーム（ＤＲ）が配置されており、当該シーリングフレームは前記コンタクト領域上にも、前記縁部領域上にも全面でかつ完全に載置されており、機械的に固定して前記コンタクト領域および前記縁部領域と接続されており、
シーリングフレーム（ＤＲ）、チップ基板（ＤＳ）およびモジュール基板（ＭＳ）の間には、閉鎖された中空空間（ＨＲ）が形成されており、当該中空空間内には構成素子構造体が配置されている、
ことを特徴とする電気的構成素子。
【請求項７】
前記シーリングフレーム（ＤＲ）は、モジュール基板内に形成された凹部を取り囲んでおり、当該凹部は構成素子構造体を収容している、請求項６記載の構成素子。
【請求項８】
前記シーリングフレームは金属から成る、請求項６または７記載の構成素子。
【請求項９】
前記シーリングフレームは電気的に絶縁された材料から成る、請求項６または７記載の構成素子。
【請求項１０】
前記モジュール基板は、内部に位置している金属層（ＭＬ）と、当該金属層の間に配置されている誘電層を有しており、
前記金属層（ＭＬ）は重なり合って、外部コンタクト（Ｅ７、Ｅ８）およびコンタクト面（Ｅ５、Ｅ６）とビアホールによって電気的に接続されている、請求項１から９記載の構成素子。
【請求項１１】
前記モジュール基板（ＭＳ）の内部に、集積されたおよび／または組み込まれた受動的および／または能動的な電子コンポーネントが構成されている、請求項１から９記載の構成素子。
【請求項１２】
前記接続面（Ｅ３、Ｅ４）は前記モジュール基板の方に向けられている、請求項１から１１記載の構成素子。
【請求項１３】
前記接続面（Ｅ３、Ｅ４）は前記コンタクト面（Ｅ５、Ｅ６）と直接対向しており、
前記接続面（Ｅ３、Ｅ４）と前記コンタクト面（Ｅ５、Ｅ６）は閉鎖された中空空間（ＨＲ）内に配置されており、前記コンタクト面は前記凹部外に位置している、請求項１から１２記載の構成素子。
【請求項１４】
前記接続面（Ｅ３、Ｅ４）とコンタクト面（Ｅ５、Ｅ６）は閉鎖された中空空間（ＨＲ）外に配置されている、請求項１から１２記載の構成素子。
【請求項１５】
前記接続面（Ｅ３、Ｅ４）は、前記モジュール基板の方を向いていないチップ基板（ＴＳ）の上面に配置されており、電気的に、ビアホールによって前記構成素子構造体と接続されている、請求項１から１２記載の構成素子。
【請求項１６】
前記接続面（Ｅ３、Ｅ４）とコンタクト面（Ｅ５、Ｅ６）はボンディングワイヤによって相互に接続されている、請求項１５記載の構成素子。
【請求項１７】
前記接続面（Ｅ３、Ｅ４）とコンタクト面（Ｅ５、Ｅ６）は、接続線路（ＶＬ）によって相互に接続されており、当該接続線路は前記チップ基板の外縁に沿って延在している、請求項１６記載の構成素子。
【請求項１８】
前記チップ基板（ＤＳ）は複数の誘電層および／または半導体層と、当該層の間に位置する金属化面を有しており、
前記接続面（Ｅ３、Ｅ４）は前記構成素子構造体と、電気的に、チップ基板（ＤＳ）内に内部に位置する金属化面およびビアホールを介して接続されている、請求項１から１７記載の構成素子。
【請求項１９】
前記チップ基板（ＤＳ）内に、集積された能動的電子コンポーネントまたは受動的電子コンポーネントが構成されている、請求項１８記載の構成素子。
【請求項２０】
前記構成素子構造体のうちの少なくとも１つは、音響的なバルク波によって作動する共振器である、請求項１から１９のうちいずれか１項記載の構成素子。
【請求項２１】
前記構成素子構造体のうちの少なくとも１つは、音響的な表面波によって作動する変換器である、請求項１から２０記載のうちいずれか１項記載の構成素子。
【請求項２２】
前記構成素子構造体のうちの少なくとも１つは、マイクロエレクトロメカニカル技術によるコンポーネント、ＭＥＭＳである、請求項１から２１記載のうちいずれか１項記載の構成素子。
【請求項２３】
請求項１から２１いずれか１項記載の構成素子を製造する方法であって、以下のステップを有しており、すなわち：
ａ）第１のウェハをモジュール基板として準備し、当該モジュール基板は多数の構成素子領域を有しており、各構成素子領域内にチップ用の取付場所が設けられており、
ｂ）個々のチップを準備し、
ｃ）前記構成素子領域内で、前記第１のウェハにチップを次のように取り付け、すなわち、前記第１のウェハと各チップの間にそれぞれ閉鎖された中空空間が構成されるように取り付け、
ｄ）前記チップを前記第１のウェハと電気的かつ機械的に固定して接続し、
ｅ）このようにして構成された、構成素子領域に割り当てられた各構成素子を個別化する、
ステップを有する、ことを特徴とする構成素子を製造する方法。
【請求項２４】
各構成素子領域内でチップ用の取付場所を凹部の形状で構成し、
前記第１のウェハにチップを次のように取り付ける、すなわち、前記凹部の領域内で、第１のウェハと各チップの間に閉鎖された中空空間が形成されるように取り付ける、請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
前記第１のウェハ上へのチップの機械的な接続を、ダイレクトウェハボンディング方法によって行う、請求項２３または２４記載の方法。
【請求項２６】
前記第１のウェハにチップを取り付ける前に、第１のウェハ上で接続フレームを取付場所に配置し、機械的に当該ウェハと接続させ、
前記チップを相応する接続フレーム上に配置し、機械的に固定して当該接続フレームと接続させる、請求項２３または２４記載の方法。
【請求項２７】
それぞれ接続フレームを有するチップを準備し、当該接続フレームは自身に割り当てられているチップと機械的に固定して接続され、
前記接続フレームがその間に位置するように前記チップをモジュール基板上に取り付け、
前記接続フレームを機械的に固定してモジュール基板と接続する、請求項２３または２４記載の方法。
【請求項２８】
前記接続フレームとして、電気的に絶縁しているフレームを使用し、当該フレームを介して、第１のＳｉウェハとチップの間に機械的に固定した接続を設ける、請求項２４から２７記載の方法。
【請求項２９】
前記フレームとして金属フレームを使用し、第１のＳｉウェハとチップのコンタクト領域の間に機械的な接続を、熱圧着、はんだ付けまたは共晶結合によって設ける、請求項２４から２７記載の方法。
【請求項３０】
Ｓｉ基板を含むチップを取り付ける、請求項２３から２９記載の方法。
【請求項３１】
内部に埋設して集積されたおよび／または組み込まれた電子的な受動的コンポーネントおよび／または能動的コンポーネントを伴う第１のウェハを提供する、請求項２３から３０記載の方法。
【請求項３２】
内部に埋設して集積された電子的な受動的コンポーネントおよび／または能動的コンポーネントを伴うチップを提供する、請求項２３から３１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、殊に電気音響変換器および共振器等の感応性構成素子構造体を有する、有利には表面実装可能で、かつモジュール様式に構成された電気的構成素子に関する。
【０００２】
音響構成素子構造体は周辺影響に反応するので、周辺影響から保護されなければならない。他方では、この構造体を、容易に、例えば注型コンパウンドによってカプセル封入することはできない。なぜなら、注型コンパウンドは音響波の拡がりに影響を与えてしまうからである。これに相応して、音響構成素子は今日では、中空空間内に配置される。このような中空空間を設け、密閉するのにはコストがかかる。
【０００３】
必要な中空空間は、例えば保護キャップによって実現される。自身のアクティブな表面上に音響構成素子構造体を担うチップは、その背面でモジュール基板上に接着されている。このモジュール基板は同時にハウジングの一部を構成する。チップは保護キャップによって覆われる。ここで保護キャップは密閉してモジュール基板と接続している。
【０００４】
自身のアクティブな表面上に音響構成素子構造体を担うチップを、フリップチップ構造で、複数の、例えばセラミック層を有するモジュール基板上に取り付けることが公知である。チップとモジュール基板の間の空間は、例えばシーリングフレームによって密閉される。
【０００５】
チップ上に、構成素子構造体を収容する保護キャップを構成することも可能である。この場合には、チップの電気的接続端子は、保護キャップによって覆われている面の外に位置する。「裸の」、すなわち、自身の表面上で露出している構成素子構造体を有するハウジングされていなチップを、以下で「ベアダイ」と称し、離散した構成部分と区別する。反応性の構成素子構造体を有する、離散した構成部分は、ベアダイとは異なり、ハウジングされている、または少なくとも保護キャップが設けられている。
【０００６】
通常は多層のセラミックモジュール基板上に直接的に構成された構成部分が取り付けられているモジュール構造構成素子も公知である。離散した電子構成部分、例えば音響表面波またはバルク波で作動するフィルタのこれまでのモジュール組み込みは次のような形状で行われてきた。すなわち、ハウジングされた構成部分がモジュール基板上に取り付けられ、ハウジングされた構成部分の接続端子がモジュール基板の電気的接続端子と、公知の結合技術（例えばボンディングワイヤ、バンプ）を用いて結合される。通常は、露出している構成素子構造体を有する電子構成部分のハウジングが必要である。なぜなら、これらは周辺環境に対して反応するからである。このハウジングは例えばボンディングワイヤまたはスタッドバンプによるプラスチックハウジングまたはセラミックハウジング、ＣＳＰパッケージ技術（ＣＳＰ＝Chip Sized Package：チップサイズドパッケージ）または例えばシリコンベースまたはガラスベースでのウェハレベルパッケージによって行われる。マイクロ音響構成部分の場合には、アクティブな構成部分領域の材料負荷が回避されなければならない。これはハウジング内に中空空間を形成することによって保証される。このようにハウジングされた構成部分が引き続きモジュール基板に取り付けられる。付加的な能動的および／または受動的コンポーネントがモジュールの基板材料内に組み込まれるか、または離散構成部分としてモジュール基板上に載置され、相応の接続端子によって電気的にこのモジュール基板と接続される。引き続き、完全に取り付けられたモジュールに適切な材料（例えばGlobe-Topコンパウンド）が注がれ、これによって平らな表面が得られ、反応性構成部分構造体が周辺影響から保護される。
【０００７】
多数の異なる種類の能動コンポーネントおよび／または受動コンポーネントを有するマルチ機能モジュールを製造する別の方法は、共通の基板（有利にはシリコン等の半導体基板）内に種々の回路をモノリシックに組み込むことである。ここで実現されるべき構造体の複雑さに応じて、多数の順次連続するプロセスシーケンスが実行される。しかし音響波によって作動する構成素子構造体を低コストでモジュール内にモノリシックに組み込むことはできない。
【０００８】
２つのウェハを接続することによって構成素子を製造することが知られている（ダイレクトウェハボンディングによるウェハレベルパッケージ）。ここで第１のウェハ上に構成された構成素子構造体は、第２のウェハ内に構成された凹部内に封入され、このようにしてハウジングされる。ここでウェハはまず相互に接続され、ウェハ結合体が構成素子に個別化される。
【０００９】
本発明の課題は、保護されるべき構成素子構造体を有している、廉価に製造される電気的構成素子並びに、この電気的構成素子の製造方法を提供することである。
【００１０】
上述の課題は、請求項１によって解決される。本発明の有利な構成および発展形態は、従属請求項に記載されている。
【００１１】
本発明は、モジュール様式に構成されており、モジュール基板を有している電気的構成素子を提供する。ここでこのモジュール基板はモジュールのベースとして用いられる。モジュール基板の上面には、１つまたは複数のチップの接触接続のためのコンタクト面が設けられている。チップはモジュールの構成要素であり、これは電気的に、モジュール基板内に集積された回路と接続され、これによって相互に板張りもされる。モジュール基板の下面には、構成素子を外部の導体プレートと接触接続させるための外部コンタクトが設けられている。
【００１２】
モジュール基板の上面には少なくとも１つのチップが取り付けられている。このチップは電気的にモジュール基板と接続されている。チップまたは−複数のチップの場合には−これらのチップのうちの少なくとも１つがベアダイ（「裸の」チップ）である。このベアダイは、その上面に配置された露出している構成素子構造体と、モジュール基板の接触接続のための接続面を伴うチップ基板を有している。チップ基板の接続面は電気的に直接的に、モジュール基板のコンタクト面と接続されている。構成素子構造体はモジュール基板へ向けられている。
【００１３】
少なくとも１つのさらなるチップが、ハウジングされた離散構成部分としてこのモジュール基板上に配置されてよい。
【００１４】
モジュール基板へ向けられた、チップ基板の表面は、取り囲んでいる縁部領域を有している。この縁部領域は、全面で機械的に固定して、直接的にその下に位置しているモジュール基板コンタクト領域と接続されている。ここでモジュール基板とチップ基板の間に閉鎖された中空空間が構成されている。この中空空間は構成素子構造体を収容する。チップ下面の縁部領域は、構成素子構造体の領域を完全に取り囲む。
【００１５】
モジュール基板内、ないしはモジュール基板の上面にはベアダイを装備するための取付場所が設けられている。
【００１６】
ハウジングされていないチップを、モジュール構成要素として使用することは、別個にされた構成部分が装備されているモジュールと異なって、次のような利点を有している。すなわち、「裸」のチップをモジュール基板上に取り付けるときに同時に、チップの反応性構成素子構造体のハウジングを行うという利点を有する。
【００１７】
モジュール基板の上面に機能ユニットを集積することは、モノリシック集積（すなわち、全ての回路を唯一のモノリシック様式に構成された構成素子内に集積すること）に対して設計の柔軟性が高くなるという利点を有している。なぜなら、（例えば異なるチップ基板を有する、または異なる供給元の）種々異なる構成部分を１つのモジュール内に組み合わせることができるからである。機能ユニットを実現する際に、唯一の基板材料、例えばＳｉに制限されない。むしろ１つのモジュール内でそれぞれ異なる基板材料を有するベアダイを組み合わせることができる。個々の構成要素（機能ユニット）から成る本発明のモジュールの構成は、殊にモジュール全体の設計変更の際に有利である。さらに、個々の構成要素を有するモジュールの取り付けは次のような利点を提供する。すなわち、テストされ、正常に機能性すると評価された構成要素（Known Good Dies：品質保証されたダイ）のみを取り付けに使用することができるという利点である。
【００１８】
本発明の有利な実施形態：
モジュール基板は有利にはシリコンから成る少なくとも１つの領域、例えば層を有している。
【００１９】
有利な実施形態では、本発明による構成素子はＳｉから成るモジュール基板を有している。
【００２０】
有利には、複数のハウジングされていない個々のコンポーネント（チップ）がモジュール基板上に配置されており、電気的にこのモジュール基板と接続されている。個々のコンポーネントはモジュール基板内および／またはモジュール基板上に設けられた接続線路を介して電気的に相互に接続されている。
【００２１】
モジュール基板上に取り付けられるべきチップは例えば音響バルク波によって作動するフィルタ（ＢＡＷフィルタ、Bulk Acoustic Wave Filter）である。
【００２２】
露出しており、保護されるべき構成素子構造体とは、本発明では殊に、マイクロエレクトロメカニカル技術によるコンポーネントおよび／または音響波によって作動する電気音響構成素子構造体のことである。これは例えば音響バルク波によって作動する共振器または音響表面波によって作動する変換器である。
【００２３】
露出している構成素子構造体の他に、チップ基板は基板内部に埋設され、組み込まれたおよび／または集積された、能動的および／または非線形ないし能動的な電子コンポーネントを含む。
【００２４】
組み込まれたコンポーネントとは、本発明では次のようなコンポーネントのことである。すなわち、既に完成された、有利には表面実装可能な離散した構成素子、例えばＳＭＤコンデンサとして設けられ、基板の製造中に基板ないしは基板層内に装入されるコンポーネントのことである。これはコンタクト面と電気的に接触接続されており、引き続き、別の被着されるべき基板層によって基板内に隠される。
【００２５】
これに対して集積されたコンポーネントは、基板の構成部分として、基板の製造時に、例えば基板材料のドーピングによって一緒に製造される、または構造化された導体路として、２つの誘電層の間に、一緒に製造される。ここでこのコンポーネントは、基板の製造前には構成部分としては存在しない。
【００２６】
集積ベースとしてのモジュール基板は、有利にはその内部に組み込まれたおよび／または集積された回路を含む。この回路は受動的および／または能動的ないし非線形のコンポーネントを含む。これは有利には、厚膜技術および／または薄膜技術によって生成される。構造化された導体路として構成された集積コンポーネントは、有利には、モジュール基板の、内部に位置する構造化された金属層内に実現されるか、または少なくとも電気的にこれと接触接続される。ここでこの金属層は、誘電層または半導体層によって相互に別個にされている。モジュール基板内には、水平ないしは垂直な電気的接続部が設けられている。これは集積されたコンポーネントを一方ではベアダイ（チップ）と電気的に接続させ、他方では外部コンタクトと電気的に接続させる。ここでこの外部コンタクトは外部コンポーネント（例えば導体プレート）との接続のために用いられる。
【００２７】
ベアダイ取り付けのための取付場所は例えば凹部としてモジュール基板内に構成される。ここでこの凹部は、取り付けられるべきベアダイの基本面積よりも小さい底面積を有している。従ってベアダイの取り付け時にはこれは凹部の上方の遮断部ないしカバーとして用いられる。凹部の外に位置する、モジュール基板の領域は、ベアダイにとって、機械的な保護エレメントとして用いられる。モジュール基板の方を向いているチップ基板表面の縁部領域は、凹部に接している、モジュール基板コンタクト領域と接続される。モジュール基板とベアダイとの間の機械的な接続は有利には、適切な、以降で挙げられるウェハボンディング方法によって行う。
【００２８】
ベアダイをモジュール基板と接続した後に、モジュール基板内の凹部によって、閉成され、かつ外部からアクセス不可能な中空空間が形成される。この中空空間内に、ベアダイの露出している構成素子構造体が配置され、保護される、ないしは適切なウェハボンディング方法が使用される場合にはハーメチックに周囲からカプセル封入される。
【００２９】
本発明の別の形態では（図２ｂ参照）、モジュール基板の凹部内にコンタクト面が配置される。このコンタクト面はベアダイの電気的な接触接続のために用いられる。取り付けられたベアダイとモジュール基板との間の接続は、このコンタクト面と、このコンタクト面に対向するベアダイの接続面を介して、例えばバンプによって行われる。
【００３０】
本発明の別の形態では、ベアダイを接触接続させるためのコンタクト面は、凹部の外で、凹部の周辺に配置されている。ここで、取り付けられたベアダイとモジュール基板の間の接続は、このコンタクト面と、このコンタクト面に相応する、ベアダイの接続面を介して例えばボンディングワイヤによって行われる。
【００３１】
ベアダイ取り付けのための取付場所は、モジュール基板内に構成された凹部と択一的または付加的に、モジュール基板上に配置され、これと固定接続されている接続フレームによって定められる。これは一方では、チップ基板とモジュール基板の間の間隔保持部として用いられ、他方では、この２つの基板を機械的に固定して結合させる。この場合には、接続フレームおよびこの接続フレームによって取り囲まれているモジュール基板面はともに凹部ないしチップ用の取付場所を構成する。チップの縁部領域は固定的に接続フレームと接続される。チップ下面、接続フレームおよびモジュール基板の表面は閉鎖された中空空間を構成する。
【００３２】
文献ＤＥ１０１６４４９４Ａ１号から、モジュール基板とチップ下面の間に金属フレームが設けられている構成素子が公知である。このフレームは、モジュール基板と固定して接続されており、チップ用の間隔保持部として用いられる。しかしチップ下面と固定的に接続されない。この文献から、このようなフレームを介してモジュール基板およびチップの表面が固定的に相互に接続されることは公知でなく、またここからこれを想到することもできない。チップをモジュール基板上に固定するために、チップの側面は金属化されなければならず、付加的に取り付けられたはんだフレームによって金属フレームと固定的に接続されなければならない。本発明はこのような構成素子に対して次の利点を有している。すなわち、チップ側面の金属化も付加的なはんだフレームも必要ないという利点を有している。
【００３３】
本発明の構成素子は例えば以下の方法で製造される。すなわち：
ａ）第１のウェハを準備する。このウェハは多数の構成素子領域を有している。ここで各構成素子領域内に、取付場所が、チップに対する接続フレームの形状で設けられる。
ｂ）個々のチップ（ベアダイコンポーネント）を準備する。これは例えば少なくとも１つの第２のウェハが個々のチップに個別化されることによって行われる。
ｃ）第１のウェハにチップを取り付け、これによって取付場所の領域内に閉鎖された中空空間が、第１のウェハと各チップの間に構成される。
ｄ）チップをこの第１のウェハと電気的かつ機械的に固定して接続する。
ｅ）このようにして構成素子領域内に設けられた構成素子を個別化する。
【００３４】
本発明では、感応性構成素子構造体のカプセル封入が、ウェハとして設けられているモジュール基板を、個別化され、ハウジングされていないチップと接続することだけによって実現される。このような新たなカプセル封入では、露出している構成素子構造体に対する閉鎖された中空空間を設けるために、チップを付加的にハウジングする必要性がない。取り付けられるべき構成部分のための固有のハウジングを省くことによって、相応するハウジングコストがなくなる。
【００３５】
本発明のベアダイ取付によるモジュール製造時の全体的な歩留まりは、モノリシック集積による構成素子と異なり、ウェハ上の個々の機能ユニットないし回路を実現するための個々のプロセスシーケンスの歩留まりの積として得られるのではなく、チップ製造時およびモジュール基板とチップの接続時にあらわれる歩留まりから得られる。ここでチップは取り付け前にテストされ、エラーを有するチップが外される。従って本発明の方法によって高い歩留まりが得られる。
【００３６】
すなわちこの方法の主要な利点は低いハウジングコスト、低いモジュール高さおよび高い歩留まりである。
【００３７】
第１のウェハは有利にはＳｉウェハである。この第１のウェハは、Ｓｉから成る部分領域のみを有するウェハであってもよい。これは部分的にまたは完全にセラミックから成っていてもよい。
【００３８】
取付場所は有利には、凹部の形状でモジュール基板の上面に構成される。ここでチップは直接的に、この凹部を取り囲むモジュール基板のコンタクト領域上に取り付けられ、固定的にこれと接続される。チップとモジュール基板の間の機械的な接続はこの場合には、ウェハボンディング、例えばAnodic Surface Bonding、Direct Surface Bonding、Suface-actuvated Bondingによって行われる。
【００３９】
しかし、凹部の周辺に配置され、チップと接続されるべき、モジュール基板のコンタクト領域と、これに対向しているチップ基板のコンタクト領域との間に、接続層ないし接続フレームを加えることも可能である。この接続フレームはチップ下面を基板の表面と接続し、閉鎖された中空空間の密閉に用いられる。
【００４０】
別の形態では、モジュール基板の上面に接続フレームが構成され、当該接続フレームはそれぞれモジュール基板の凹部を取り囲み、それぞれ１つのチップが取り付けられる。接続フレームの使用時には中空空間が取り付け後に、付加的な凹部なしでモジュール基板内に生じる。引き続き、接続フレームは機械的にチップの縁部領域と固定接続され、ここで閉鎖された中空空間が生じる。
【００４１】
択一的に、取付場所を接続フレームの形状で、付加的な凹部なしに、モジュール基板の上面に構成する、ないし取り付けることが可能である。接続フレームは、第２のウェハの下面に、ないしはハウジングされるべき構成素子構造体を担う面、ないしはチップの縁部領域内に構成される。ここで第２のウェハはその後、複数のチップに個別化される。モジュール基板にはチップが次のように取り付けられる。すなわち接続フレームがモジュール基板の上面を指すように取り付けられる。引き続き、接続フレームはモジュール基板の表面と機械的に固定接続され、ここで閉鎖された中空空間が生じる。
【００４２】
本発明の別の形態では、電気的に絶縁された材料、例えばガラスフリット、酸化ケイ素または接着材料から成る接続フレームが選択される。別の形態では、金属ないしはんだから成る接続フレームが選択される。ここでこの層は例えば共晶結合または熱圧縮着によって一方では機械的にチップ基板の表面と固定接続され、他方ではモジュール基板の表面と接続される。有利には、モジュール基板の上面では、凹部の周辺に第１の金属構造体が、基板表面の積層化によって形成される。このような金属構造体は凹部を全面で取り囲み、はんだから成る接続フレームに対する基礎として用いられる。チップ基板の下面には、少なくとも縁部領域において、相応する第２の金属構造体が形成される。これはチップの取り付け時に、第１の金属構造体ないしはんだフレームに対向する。はんだフレームは自身の溶解温度を超えて加熱され、ここでチップ基板とモジュール基板を接続させる。
【００４３】
モジュール基板内の凹部は有利には、図１ｃに示されているように、階段状に構成されており、ここで、全チップを収容することができる第１の凹部内に、第１の凹部に比べて床面積的に小さい第２の凹部が形成される。さらに第２の凹部の床面積はチップ底面積よりも小さい。従ってチップは第１の凹部内で、第２の凹部によって構成されたステップ上に載置される。
【００４４】
第１の凹部の床面積が、チップの底面積より大きく構成されてもよい。この場合には、隙間は、注形コンパウンドによってシーリングされる。
【００４５】
チップの高さが第１の凹部の深さを超える場合、構成素子の上面は有利には平坦化される。ここでチップ基板の一部は、背面から、例えば化学的機械的研磨を用いて、またはサンドブラストによって削り取られる。
【００４６】
以下で本発明を実施例およびこれに属する図面を用いてより詳細に説明する。図面は、概略的で、縮尺通りでない表示に基づいて本発明の種々異なる実施例を示している。同じ、または同じ作用を有する部分には同じ参照符号が付与されている。概略的な横断面図において部分的に示す。
【００４７】
図１ａは、例示されたベアダイであり、ここでは接続線路が、構成素子構造体と接続面の間で、チップ基板の表面上に配置されており、
図１ｂ、１ｃは、それぞれ、本発明による構成素子であり、ここでチップはダイレクトウェハボンディングによってモジュール基板と接続されており、
図１ｄは、本発明による構成素子であり、ここではチップはモジュール基板とフレームによって接続されており、
図１ｅ、１ｆ、１ｇは、それぞれ、図１ｄに示された構成素子の変形であり、
図２ａ、３ａは、それぞれ例として示されたベアダイであり、ここで接続線路は構成素子構造体と接続面との間で、チップ基板内に隠されており、
図２ｂは、図２ａに示されたベアダイを有する本発明による構成素子であって、ここでチップはダイレクトウェハボンディングによってモジュール基板と接続されており、
図２ｃ、２ｄは、それぞれ、図２ａに示されたベアダイを有する本発明の構成素子であって、ここでチップはモジュール基板とフレームによって接続されており、
図３ｂはそれぞれ、図３ａに示されたベアダイを有する本発明の構成素子である。
【００４８】
第１の実施例（図１ａ〜１ｄ）
ハウジングされていない構成部分（ベアダイ、英語でBare Die）として、モジュール基板とのさらなる接続のために準備されるチップは、構成素子構造体を有するチップ基板を含む。これは有利にはフィルタ回路を実現する。図１ａは概略的な断面でベアダイＢＤの例を示している。このベアダイは構成素子構造体ＢＳとして、簡易化して示された音響バルク波共振器を有する。この共振器は、薄膜技術で、チップ基板ＤＳ上に構成されており、実質的に２つの共振器電極Ｅ１，Ｅ２およびこれらの電極の間に配置された圧電層ＰＳから成る。この共振器の音響的にアクティブな領域は、２つの電極Ｅ１とＥ２のオーバーラップ領域によって定められる。電極Ｅ１は電気的に接続面Ｅ３と接続されている。電極Ｅ２は電気的に接続面Ｅ４と接続されている。電極と接続面との間の接続線路はこの場合には、チップ基板ＤＳの表面上に位置する。
【００４９】
チップ基板の表面上で露出している構成素子構造体は、音響表面波で作動する変換器、受動的および／または能動的な、ないし非線形の電子コンポーネントを含む。
【００５０】
図１ｂは部分的に、本発明に相応の構成素子を示している。これはモジュール基板ＭＳと、図１ａに示されている、このモジュール基板の上に取り付けられているベアダイＢＤを有している。このベアダイはバルク波共振器を有している。本発明による構成素子はさらに少なくとも１つの別の、モジュール基板ＭＳの上面に配置されたチップまたは別のベアダイを含む。これは図示されていない。
【００５１】
ベアダイの接続面Ｅ３、Ｅ４は電気的に、モジュール基板ＭＳのコンタクト面Ｅ５、Ｅ６とバンプＢＵによって接続されている。ベアダイＢＤは、モジュール基板ＭＳとダイレクトウェハボンディング方法によって機械的に固定して接続されており、コンタクト領域ＫＯにおいてモジュール基板ＭＳとチップ基板ＤＳの間に、機械的に安定し、かつ密閉する接続部が設けられる。
【００５２】
構成素子と外部導体プレートの接続は、モジュール基板の下面に配置された外部コンタクトＥ７、Ｅ８を介して行われる。
【００５３】
モジュール基板ＭＳは、本発明のこの形態では多層に構成されており、基板内で内部に位置している構造化された少なくとも１つの金属層ＭＬを有している。
【００５４】
モジュール基板ＭＳは、接続線路と集積された電子コンポーネントとを有している。これらは金属層ＭＬ内に構成されている。ここで内部に位置している各金属層ＭＬは例えば、２つの半導体層（Ｓｉ層）の間に配置されている。この半導体層は有利には高抵抗である。この層が多層であり、１つまたは複数のＳｉ部分層の他にさらに、有利には、電気的に導電性ではない部分層、例えばＳｉＯ２から成る部分層を有していることも可能である。導電性ではない部分層は層結合体において有利には外層である。
【００５５】
モジュール基板またはチップ基板内に組み込まれているコンポーネントは受動的な回路素子（例えばコイル、コンデンサ、抵抗、ストリップまたはトリプレートライン、変圧器）または非線形ないし能動的な回路素子（ダイオード、スイッチ、トランジスタ）である。受動的なコンポーネントは、有利には導体路として実現される。
【００５６】
モジュール基板の方に向けられているチップ基板表面は、ここで、モジュール基板の上面に構成された凹部内の床面積よりも大きい面積を有している。
【００５７】
２つの基板は次のように相互に接続される。すなわち、構成素子構造体の領域において、すなわち少なくとも音響的にアクティブな共振器領域とモジュール基板ＭＳとの間で、中空空間ＨＲないしエアギャップが、感応構成素子構造体とモジュール基板との間に残るように接続される。バンプはベアダイの載置の前に、選択的にベアダイの接続面Ｅ３，Ｅ４上に被着されるか、またはモジュール基板ＭＳのコンタクト面Ｅ５，Ｅ６の上に被着される。
【００５８】
本発明の構成素子は、この形態では表面実装（表面実装設計）に適している。コンタクト面Ｅ５，Ｅ６および外部コンタクトＥ７，Ｅ８は電気的に、モジュール基板内に配置された接続線路、ビアホールＤＫおよび場合によっては埋設された集積電子コンポーネントを介して相互に接続される。
【００５９】
理想的には、チップ基板に対してもモジュール基板に対しても同一の材料、例えばシリコンが使用され、２つの基板のコンタクト箇所で、異なる熱膨張係数によって生じるひずみが最小化される。基板が多層に構成されている場合には、次のことが有利である。すなわち、少なくとも相互に向かい合っている層が同じ材料、殊にＳｉから成るのは有利である。
【００６０】
さらに、モジュール基板としてのＳｉは、使用可能なウェハ直径をより大きくするという利点を提供する。これによって、各ウェハから多数の構成素子が得られる。さらにシリコンは次のような利点を有している。すなわち、この材料に対して有効である、高いラテラル方向の精度を伴う、機能を有する構成部分の実現のための薄膜プロセスが１０ＧＨｚを上回っても存在し、並びに有効である、低い構成部分高さを得るための、ウェハに対する薄化方法が存在するという利点を有している。
【００６１】
しかし他の材料もモジュール基板に対して使用可能である。これは例えば、集積されたおよび／または組み込まれた電子コンポーネントを有する多層セラミック（例えばＬＴＣＣ：低温同時焼成セラミックス）または多層有機基板（例えばＦＲ４）である。使用されている材料に応じてウェハボンディング方法に対して、コンタクト面として設けられるチップ基板および／またはモジュール基板の表面領域を準備するための異なった措置が必要である。これは例えば、適切な材料（例えば樹脂、ＳｉＯ２、有機または無機接着剤、金属／はんだ）による表面積層化、物理的および／または化学的な処理（例えばウェットエッチング方法またはドライエッチング方法、プラズマ処理、化学物質による表面の濡れ化（Benetzung））による表面活性化、平らなコンタクト面を形成するための研磨ステップ（例えば科学的機械的研磨）である。
【００６２】
図１ｃは、図１ｂに示された本発明の変形の有利な発展形態を示している。ここでは、構成素子構造体を収容するために用いられる凹部が、チップ基板ＤＳを収容するために用いられる別の凹部内に構成される。チップ基板ＤＳは、凹部のインタリーブ化によって構成された段の上に載置されている。コンタクト領域ＫＯでは、基板ＤＳとＭＳは次のように相互に接続されている。すなわち、閉鎖されたかつ有利にはハーメチックに密閉された中空空間ＨＲが生じるように接続されている。
【００６３】
モジュール基板ＭＳ内に階段状に構成された凹部は次のような利点を有している。すなわち、これによって、構成素子の上面に、ベアダイの載置後、ないし相応する平坦化プロセス後に平坦な表面が得られるという利点を有している。
【００６４】
図１ｄは、モジュール基板ＭＳ上のベアダイの択一的な配置を示している。チップ基板の接続面Ｅ３、Ｅ４と、モジュール基板のコンタクト面Ｅ５、Ｅ６の間の接続はこの場合には、バンプを用いずに行われる。この接続面ないしコンタクト面は、例えば金属表面による熱作用のもとで強い結合を生じさせる材料（例えばはんだ）を含む、またはこのような材料から成る薄い層を含む。
【００６５】
モジュール基板とベアダイの間の接続部はこの実施例では、シーリングフレームＤＲ（接続フレーム）によって形成される。これは適切な材料から成る。
【００６６】
シーリングフレームは金属フレームであり得る。これはモジュール基板またはチップ基板の表面上に例えば積層方法によって被着される。しかし次のことも可能である。すなわち、金属フレームがはんだ接続によって、相応する基板表面上に設けられた金属構造体と接続されることも可能である。これは構成素子構造体を全面で取り囲む。
【００６７】
シーリングフレームははんだフレームであり得る。これは直接的に基板表面上に被着されるのではなく、金属積層化部上に被着される。この金属積層化部は基板表面上にこのフレームの下に位置する領域内に設けられている。
【００６８】
シーリングフレームは別の形態では、電気的に絶縁された材料からなり得る。ここでこのシーリングフレームＤＲは例えば樹脂等の注型材料または接着性の特性を有する他の材料である。有機または無機の接着剤からなる接続フレームを選択することも可能である。
この実施例でも中空空間ないしエアギャップがアクティブな共振領域ないし感応構成素子構造体とモジュール基板ＭＳの表面との間に設けられている。閉鎖された中空空間はここではモジュール基板、チップ基板およびシーリングフレームＤＲの間に構成されている。
【００６９】
図１ｄに示された実施例では、コンタクト面Ｅ５、Ｅ６が、モジュール基板ＭＳの上面に、モジュール基板内に設けられた凹部外に配置されている。しかし、コンタクト面Ｅ５、Ｅ６並びに接続面Ｅ３、Ｅ４は有利には閉鎖された中空空間内に位置する。
【００７０】
コンタクト面Ｅ５、Ｅ６をモジュール基板の凹部内に配置することも可能である。この場合には接続面Ｅ３、Ｅ４とコンタクト面Ｅ５ないしＥ６の間にバンプ接続部が設けられる。ここで同時に、モジュール基板ＭＳとベアダイの間にはシーリングフレームが使用される。
【００７１】
図１ｄに示された実施例では、構成素子の外部コンタクトＥ７、Ｅ８は、モジュール基板の上面に、チップ基板によって覆われた面の外に設けられている。このような外部コンタクトを介して例えばボンディングワイヤによって、外部導体プレートへの構成素子の電気的接続が形成される。
【００７２】
コンタクトＥ７、Ｅ８はこの実施例では、同じモジュールの別の（有利にはハウジングされた）チップを接触接続するためにも使用される。モジュール基板上に配置された異なるモジュール構成要素の間の接続部は、モジュール基板内に埋設された接続線路を介しても形成される。接続線路ないし外部コンタクトの実現は、別の形態では、相応のスルーホールを伴うモジュール基板の下面でも可能である（図１ｂを参照）。
【００７３】
図１ｅには、本発明の別の有利な形態が示されている。ここでは、平らな表面を有する、ないし凹部を有していないモジュール基板ＭＳ上に複数のチップＢＤ、ＢＤ１がシーリングフレームＤＲによって固定されている。シーリングフレームはＤＲここでは、モジュール基板とチップの間の距離素子として用いられ、チップの縁部領域とモジュール基板のコンタクト領域を機械的に固定的に接続する。これによって、閉鎖された中空空間ＨＲが生じる。この実施例では、構成素子構造体を収容する凹部は、図１ｄのようにモジュール基板ＭＳ自体内に構成されるのではなく、シーリングフレームと、このシーリングフレームによって取り囲まれている、シーリングフレームより深くに位置する、モジュール基板の平らな表面によって規定されている。シーリングフレームＤＲは、この場合には、構成素子構造体を収容するために充分な高さを有している。
【００７４】
図１ｅでは、第２のチップＢＤ１が、表面波によって作動する構成素子構造体ＢＳ１を有していることが示されている。モジュール基板の金属層ＭＬ内には、集積されたコンポーネントＩＥが構成されている。
【００７５】
シーリングフレームに類似した構造体が、図１ｆに示された別の形態内に、チップ基板ＤＳの縁部領域内に構成されてもよい。これはチップ下面に、構成素子構造体の領域内に、ないしは縁部領域外に凹部が設けられていることによって実現される。
【００７６】
択一的に、接続フレームを、図１ｇに示されているように、モジュール基板ＭＳの上面の構造化によって設けることが可能である。
【００７７】
フレームを構成するための別の形態は、文献ＤＥ１０１６４４９４Ａ１号で提示された実施例図１〜１１と組み合わせて可能である。この文献はここで、完全に内容的に参照されている。
【００７８】
第２の実施例（図２ａ〜２ｄ）
図２ａは概略的な断面図で薄膜技術で構成されたバルク波共振器を示している。これは組み込まれた電子回路素子を伴うチップ基板ＤＳ上に設けられている。共振器電極Ｅ１、Ｅ２は、チップ基板ＤＳ内に埋設された電子回路コンポーネントと電気的接続部を介してベアダイの接続面Ｅ３、Ｅ４と接続されている。集積された回路コンポーネントは、例えば構造化された金属化面ＭＥ、ＭＥ１内に構成されている。
【００７９】
金属化面ＭＥ、ＭＥ１は、２つの誘電層の間に配置されている。
【００８０】
図１ｂと同じように、図２ｂに示された実施例では、ベアダイＢＤはウェハボンディング方法によって、コンタクト領域ＫＯにおいて、モジュール基板ＭＳと接続されている。モジュール基板は有利には集積された電子回路素子を含む。この場合にも、同じように中空空間ないしエアギャップがアクティブな共振器領域とモジュール基板の表面との間に設けられる。ここでバンプは接続面Ｅ３、Ｅ４をコンタクト領域Ｅ５、Ｅ６と接続する。接続パッドＥ７およびＥ８は、図１ｂに示されたように、モジュール基板の下面に設けられている。
【００８１】
図２ｃは、図２ａに示されたベアダイを使用して、実質的に図１ｄに相当する構成を有する本発明の別の構成素子を示している。チップ基板ＤＳの接続面Ｅ３、Ｅ４は、電気的に直接的に、かつバンプなしに、モジュール基板ＭＳの相当するコンタクト面Ｅ５、Ｅ６と接続されている。シーリングフレームＤＲ、チップ基板およびモジュール基板によって閉鎖された中空空間が構成されている。ここで２つの基板ＤＳとＭＳの電気的な接続はこの中空空間内で行われる。接続パッドＥ７、Ｅ８は、モジュール基板の下面に設けられている。
【００８２】
図２ｄではモジュール基板ＭＳは、少なくとも図示された領域において集積された電子構成部分を含まない。モジュール基板ＭＳ上のコンタクト面Ｅ５、Ｅ６は、構成素子を外部導体プレートと接続するために用いられるか、またはこの構成素子のここには図示されていない別のチップまたはベアダイへの接続線路の一部をあらわす。
【００８３】
接続面Ｅ３、Ｅ４および相応するコンタクト面Ｅ５、Ｅ６は、この実施例では、閉鎖された中空空間（ＨＲ）外に配置されている。ここでチップ基板の接続面はモジュール基板のコンタクト面と直接的に対向して位置している。
【００８４】
図２ｄに示された実施例の形態では、モジュール基板のコンタクト面Ｅ５およびＥ６を基板凹部内に配置し、接続面Ｅ３、Ｅ４とコンタクト面Ｅ５ないしＥ６の間の電気的接続をバンプによって形成することが可能である。
【００８５】
第３の実施例（図３ａ〜３ｄ）
図３ａは、薄膜技術で構成されたバルク波共振器を有するベアダイをあらわしている。このバルク波共振器は、チップ基板ＤＳ上に配置されている。チップ基板ＤＳは、集積された電子回路を含む。この回路は電気的に共振器と接続されている。接続面Ｅ３およびＥ４は、この形態では、共振器電極Ｅ１、Ｅ２に対向しているチップ基板ＤＳ表面上に位置している。
【００８６】
図３ｂは、図３ａに示されたベアダイを有する本発明による構成素子を示している。ここでこのベアダイは、集積された電子回路コンポーネントを有するモジュール基板ＭＳ上に配置されている。コンタクト面Ｅ５、Ｅ６はモジュール基板ＭＳの上面に配置されており、外部コンタクトＥ７、Ｅ８は下面に配置されている。
【００８７】
接続面Ｅ３、Ｅ４と相応するコンタクト面Ｅ５、Ｅ６の間の電気的接続は、接続線路ＶＬを介して行われる。ここでこの接続線路はチップ基板ＤＳの縁部に沿って案内されている。チップ基板の側面で十分にエッジを覆うために、ここでは９０°対向して平らにされたエッジ角度が有利であり得る。これは例えば適切なソーイング方法を介してダイの個別化する際に得られる。
【００８８】
図３ｂとは異なって、図３ｃに示された形態では、接続面Ｅ３、Ｅ４とコンタクト面Ｅ５ないしＥ６の間の接続はボンディングワイヤＢＯを介して行われる。
【００８９】
図３ｄにおけるモジュール基板ＭＳは、少なくとも図示された領域において、集積された電子構成部分を含まない。ボンディングワイヤＢＯは同じように、接続面Ｅ３、Ｅ４とコンタクト面Ｅ５、Ｅ６を接続する。別の（図示されていない）構成素子領域または外部導体プレートへの構成素子の示された領域の別の接続は、コンタクト面Ｅ５およびＥ６を介して行われる。
【００９０】
示された全ての実施例において、モジュール基板とベアダイの接続後に、周辺環境から保護された、むしろ、相応した接続技術選択時にはハーメチックに周辺環境から密閉された領域が生じる。この領域は中空空間ないしエアギャップをアクティブ共振器面とモジュール基板の表面の間に有している。
【００９１】
本発明は、図示された実施例、形状、機能または図に概略的に示されたエレメントの数に制限されない。
【００９２】
本発明のモジュールでは、チップが保護キャップによって覆われてよい。この保護キャップはモジュール基板の上面と接続している。この保護キャップは付加的な中空空間を形成する。この中空空間内には複数のチップがともに配置される。しかし、各チップに対する保護キャップ内に相応する凹部を設けることも可能である。モジュール内でチップに注型コンパウンドを注ぐことも可能である。しかしこの付加的なカプセル封入素子および密閉部は、露出しているチップ構成素子構造体を保護するためではなく、チップ全体を保護するために使用される。
【００９３】
モジュール基板もチップ基板も多層に構造されてよく、かつ複数の誘電層を含むことができる。誘電層はセラミックまたは有機材料（例えばポリマー）から成り得る。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１Ａ】例示されたベアダイであり、ここでは接続線路が、構成素子構造体と接続面の間で、チップ基板の表面上に配置されている。
【図１Ｂ】本発明による構成素子であり、ここでチップはダイレクトウェハボンディングによってモジュール基板と接続されている。
【図１Ｃ】本発明による構成素子であり、ここでチップはダイレクトウェハボンディングによってモジュール基板と接続されている。
【図１Ｄ】本発明による構成素子であり、ここではチップはモジュール基板とフレームによって接続されている。
【図１Ｅ】図１Ｄに示された構成素子の変形である。
【図１Ｆ】図１Ｄに示された構成素子の変形である。
【図１Ｇ】図１Ｄに示された構成素子の変形である。
【図２Ａ】例として示されたベアダイであり、ここで接続線路は構成素子構造体と接続面との間で、チップ基板内に隠されている。
【図２Ｂ】図２Ａに示されたベアダイを有する本発明による構成素子であって、ここでチップはダイレクトウェハボンディングによってモジュール基板と接続されている。
【図２Ｃ】図２Ａに示されたベアダイを有する本発明の構成素子であって、ここでチップはモジュール基板とフレームによって接続されている。
【図２Ｄ】図２Ａに示されたベアダイを有する本発明の構成素子であって、ここでチップはモジュール基板とフレームによって接続されている。
【図３Ａ】例として示されたベアダイであり、ここで接続線路は構成素子構造体と接続面との間で、チップ基板内に隠されている。
【図３Ｂ】図３Ａに示されたベアダイを有する本発明の構成素子である。
【図３Ｃ】図３Ａに示されたベアダイを有する本発明の構成素子である。
【図３Ｄ】図３Ａに示されたベアダイを有する本発明の構成素子である。
【図１Ａ】
2007522730.tif 000003
【図１Ｂ】
2007522730.tif 000004
【図１Ｃ】
2007522730.tif 000005
【図１Ｄ】
2007522730.tif 000006
【図１Ｅ】
2007522730.tif 000007
【図１Ｆ】
2007522730.tif 000008
【図１Ｇ】
2007522730.tif 000009
【図２Ａ】
2007522730.tif 000010
【図２Ｂ】
2007522730.tif 000011
【図２Ｃ】
2007522730.tif 000012
【図２Ｄ】
2007522730.tif 000013
【図３Ａ】
2007522730.tif 000014
【図３Ｂ】
2007522730.tif 000015
【図３Ｃ】
2007522730.tif 000016
【図３Ｄ】
2007522730.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成18年8月9日(2006.8.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的構成素子であって、
モジュール基板（ＭＳ）を伴い、当該モジュール基板は自身の上面にコンタクト面（Ｅ５、Ｅ６）と、フレーム状に閉鎖されたコンタクト領域を有し、自身の上面または下面に外部コンタクト（Ｅ７、Ｅ８）を有しており、
少なくとも１つのチップを伴い、当該チップはチップ基板（ＤＳ）と、該チップ基板上に配置された、前記モジュール基板の方を向いている構成素子構造体と、接続面（Ｅ３、Ｅ４）を有しており、
前記チップ基板（ＤＳ）は取り囲む縁部領域を有しており、当該縁部領域は全面でかつ完全にモジュール基板の前記コンタクト領域上に載置されており、機械的に当該コンタクト領域と固定して接続されており、
前記モジュール基板（ＭＳ）とチップ基板（ＤＳ）との間に閉鎖された中空空間（ＨＲ）が構成され、当該中空空間内に前記構成素子構造体が配置されるように前記チップ基板が載置されている、
ことを特徴とする電気的構成素子。
【請求項２】
前記チップはハウジングされていない、請求項１記載の構成素子。
【請求項３】
前記モジュール基板（ＭＳ）はシリコンから成る少なくとも１つの領域を有している、請求項１または２記載の構成素子。
【請求項４】
・前記モジュール基板の上面に凹部が構成されており、当該凹部は前記構成素子構造体の領域に対向しており、
・モジュール基板の方を向いている前記チップ基板（ＤＳ）の表面は、モジュール基板（ＭＳ）の上面に凹部によって形成された面積より大きい面積を有しており、
・チップ基板（ＤＳ）とモジュール基板の凹部との間に閉鎖された中空空間（ＨＲ）が構成されている、請求項１から３記載の構成素子。
【請求項５】
・モジュール基板の方を向いている前記チップ基板（ＤＳ）の表面のコンタクト領域は直接的にモジュール基板（ＭＳ）のコンタクト領域上に載置されており、ダイレクトウェハボンディング方法によって機械的に当該コンタクト領域と固定して接続されている、請求項４記載の構成素子。
【請求項６】
電気的構成素子であって、
モジュール基板（ＭＳ）を伴い、当該モジュール基板は自身の上面にコンタクト面（Ｅ５、Ｅ６）とフレーム状に閉鎖されたコンタクト領域を有し、自身の上面または下面に外部コンタクト（Ｅ７、Ｅ８）を有しており、
少なくとも１つのチップを伴い、当該チップはチップ基板（ＤＳ）と、該チップ基板上に配置された、前記モジュール基板の方を向いている構成素子構造体と、接続面（Ｅ３、Ｅ４）を有しており、
取り囲んでいる縁部領域を有している前記チップ基板（ＤＳ）と、モジュール基板（ＭＳ）の間にシーリングフレーム（ＤＲ）が配置されており、当該シーリングフレームは前記コンタクト領域上にも、前記縁部領域上にも全面でかつ完全に載置されており、機械的に固定して前記コンタクト領域および前記縁部領域と接続されており、
シーリングフレーム（ＤＲ）、チップ基板（ＤＳ）およびモジュール基板（ＭＳ）の間には、閉鎖された中空空間（ＨＲ）が形成されており、当該中空空間内には構成素子構造体が配置されている、
ことを特徴とする電気的構成素子。
【請求項７】
前記シーリングフレーム（ＤＲ）は、モジュール基板内に形成された凹部を取り囲んでおり、当該凹部は構成素子構造体を収容している、請求項６記載の構成素子。
【請求項８】
前記シーリングフレームは金属から成る、請求項６または７記載の構成素子。
【請求項９】
前記シーリングフレームは電気的に絶縁された材料から成る、請求項６または７記載の構成素子。
【請求項１０】
前記モジュール基板は、内部に位置している金属層（ＭＬ）と、当該金属層の間に配置されている誘電層を有しており、
前記金属層（ＭＬ）は重なり合って、外部コンタクト（Ｅ７、Ｅ８）およびコンタクト面（Ｅ５、Ｅ６）とビアホールによって電気的に接続されている、請求項１から９記載の構成素子。
【請求項１１】
前記モジュール基板（ＭＳ）の内部に、集積されたおよび／または組み込まれた受動的および／または能動的な電子コンポーネントが構成されている、請求項１から９記載の構成素子。
【請求項１２】
前記接続面（Ｅ３、Ｅ４）は前記モジュール基板の方に向けられている、請求項１から１１記載の構成素子。
【請求項１３】
前記接続面（Ｅ３、Ｅ４）は前記コンタクト面（Ｅ５、Ｅ６）と直接対向しており、
前記接続面（Ｅ３、Ｅ４）と前記コンタクト面（Ｅ５、Ｅ６）は閉鎖された中空空間（ＨＲ）内に配置されており、前記コンタクト面は前記凹部外に位置している、請求項１から１２記載の構成素子。
【請求項１４】
前記接続面（Ｅ３、Ｅ４）とコンタクト面（Ｅ５、Ｅ６）は閉鎖された中空空間（ＨＲ）外に配置されている、請求項１から１２記載の構成素子。
【請求項１５】
前記接続面（Ｅ３、Ｅ４）は、前記モジュール基板の方を向いていないチップ基板（ＴＳ）の上面に配置されており、電気的に、ビアホールによって前記構成素子構造体と接続されている、請求項１から１２記載の構成素子。
【請求項１６】
前記接続面（Ｅ３、Ｅ４）とコンタクト面（Ｅ５、Ｅ６）はボンディングワイヤによって相互に接続されている、請求項１５記載の構成素子。
【請求項１７】
前記接続面（Ｅ３、Ｅ４）とコンタクト面（Ｅ５、Ｅ６）は、接続線路（ＶＬ）によって相互に接続されており、当該接続線路は前記チップ基板の外縁に沿って延在している、請求項１６記載の構成素子。
【請求項１８】
前記チップ基板（ＤＳ）は複数の誘電層および／または半導体層と、当該層の間に位置する金属化面を有しており、
前記接続面（Ｅ３、Ｅ４）は前記構成素子構造体と、電気的に、チップ基板（ＤＳ）内に内部に位置する金属化面およびビアホールを介して接続されている、請求項１から１７記載の構成素子。
【請求項１９】
前記チップ基板（ＤＳ）内に、集積された能動的電子コンポーネントまたは受動的電子コンポーネントが構成されている、請求項１８記載の構成素子。
【請求項２０】
前記構成素子構造体のうちの少なくとも１つは、音響的なバルク波によって作動する共振器である、請求項１から１９のうちいずれか１項記載の構成素子。
【請求項２１】
前記構成素子構造体のうちの少なくとも１つは、音響的な表面波によって作動する変換器である、請求項１から２０記載のうちいずれか１項記載の構成素子。
【請求項２２】
前記構成素子構造体のうちの少なくとも１つは、マイクロエレクトロメカニカル技術によるコンポーネント、ＭＥＭＳである、請求項１から２１記載のうちいずれか１項記載の構成素子。
【請求項２３】
請求項１から２１いずれか１項記載の構成素子を製造する方法であって、以下のステップを有しており、すなわち：
ａ）第１のウェハをモジュール基板として準備し、当該モジュール基板は多数の構成素子領域を有しており、各構成素子領域内にチップ用の取付場所が設けられており、
ｂ）個々のチップを準備し、
ｃ）前記構成素子領域内で、前記第１のウェハにチップを次のように取り付け、すなわち、前記第１のウェハと各チップの間にそれぞれ閉鎖された中空空間が構成されるように取り付け、
ｄ）前記チップを前記第１のウェハと電気的かつ機械的に固定して接続し、
ｅ）このようにして構成された、構成素子領域に割り当てられた各構成素子を個別化する、
ステップを有する、ことを特徴とする構成素子を製造する方法。
【請求項２４】
各構成素子領域内でチップ用の取付場所を凹部の形状で構成し、
前記第１のウェハにチップを次のように取り付ける、すなわち、前記凹部の領域内で、第１のウェハと各チップの間に閉鎖された中空空間が形成されるように取り付ける、請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
前記第１のウェハ上へのチップの機械的な接続を、ダイレクトウェハボンディング方法によって行う、請求項２３または２４記載の方法。
【請求項２６】
前記第１のウェハにチップを取り付ける前に、第１のウェハ上で接続フレームを取付場所に配置し、機械的に当該ウェハと接続させ、
前記チップを相応する接続フレーム上に配置し、機械的に固定して当該接続フレームと接続させる、請求項２３または２４記載の方法。
【請求項２７】
それぞれ接続フレームを有するチップを準備し、当該接続フレームは自身に割り当てられているチップと機械的に固定して接続され、
前記接続フレームがその間に位置するように前記チップをモジュール基板上に取り付け、
前記接続フレームを機械的に固定してモジュール基板と接続する、請求項２３または２４記載の方法。
【請求項２８】
前記接続フレームとして、電気的に絶縁しているフレームを使用し、当該フレームを介して、第１のＳｉウェハとチップの間に機械的に固定した接続を設ける、請求項２４から２７記載の方法。
【請求項２９】
前記フレームとして金属フレームを使用し、第１のＳｉウェハとチップのコンタクト領域の間に機械的な接続を、熱圧着、はんだ付けまたは共晶結合によって設ける、請求項２４から２７記載の方法。
【請求項３０】
Ｓｉ基板を含むチップを取り付ける、請求項２３から２９記載の方法。
【請求項３１】
内部に埋設して集積されたおよび／または組み込まれた電子的な受動的コンポーネントおよび／または能動的コンポーネントを伴う第１のウェハを提供する、請求項２３から３０記載の方法。
【請求項３２】
内部に埋設して集積された電子的な受動的コンポーネントおよび／または能動的コンポーネントを伴うチップを提供する、請求項２３から３１記載の方法。
【請求項３３】
前記チップ基板（ＤＳ）の内部に電気的接続部が構成されている請求項１から２２いずれか1項記載の構成素子。
【請求項３４】
前記チップは、前記モジュール基板（ＭＳ）の凹部内に埋設されている、請求項４から２２および３３いずれか1項記載の構成素子。
【請求項３５】
前記シーリングフレーム（ＤＲ）は前記チップ基板（ＤＳ）と同じ材料から構成されている、請求項６から２２、３３または３４いずれか１項記載の構成素子。
【請求項３６】
前記チップ基板（ＤＳ）内に凹部が構成されており、当該凹部内には前記構成素子構造体が配置されている、請求項１から２２または３３から３５いずれか１項記載の構成素子。
【請求項３７】
・前記感応性構成素子構造体は、閉鎖された中空空間（ＨＲ）内に配置されており、
・前記接続面（Ｅ３、Ｅ４）は当該中空空間（ＨＲ）外に配置されている、請求項１から２２または３３から３６いずれか１項記載の構成素子。
【請求項３８】
前記モジュール基板（ＭＳ）内には、チップの感応性構成素子構造体を収容するために空洞が構成されており、当該空洞はモジュール基板（ＭＳ）と同じではない、モジュール基板（ＭＳ）とチップの間に配置されたシーリングフレーム（ＤＲ）によって全面で取り囲まれている、請求項１から５、８から２１または３３から３６いずれか１項記載の構成素子。
【国際調査報告】
2007522730.tif 000018
2007522730.tif 000019
2007522730.tif 000020
2007522730.tif 000021