(57)【要約】【解決手段】チップ（２，３）は、可撓性の支持体（１）における上面の上方に配置され、支持体から機械的に分離される。チップの電気接続（８，１１）は平面接続技術を使用して具体化される。チップは支持体からエアギャップ又は柔軟又は圧縮可能な材料からなる基層（７）によって分離可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面を有した可撓性の支持体（１）と、
前記支持体の上面の上方に実装され、微小電子機械要素を有する少なくとも１個のチップ（２，３，２５）と、
前記支持体から前記チップを機械的に分離するすくなくとも１つの手段と、
平面接続技術を使用したチップの電気接続と、
前記支持体（１）の上面に配置され、前記要素に電気的に接続する導体路（８）と、
前記支持体に背向した前記チップ（２，３，２５）の上面に設けられ、前記導体路（８）が導かれる接点（９）と
を備えたことを特徴とする電子要素のシステムサポート。
【請求項２】
前記チップ（２，３，２５）と前記支持体（１）の上面との間に、前記支持体からの前記チップの機械的な分離をもたらすエアギャップ（２１）又は金属の基層（７）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電子要素のシステムサポート。
【請求項３】
前記チップ（２，３，２５）と前記支持体（１）の上面との間に、１GPaよりも小さな弾性係数を有する金属の基層（７）が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の電子要素のシステムサポート。
【請求項４】
前記チップ（２，３，２５）と前記支持体（１）の上面との間に、５０MPaよりも小さな弾性係数を有する金属の基層（７）が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の電子要素のシステムサポート。
【請求項５】
前記チップ（２，３，２５）と前記支持体（１）の上面との間に、３MPaよりも小さな弾性係数を有する金属の基層（７）が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の電子要素のシステムサポート。
【請求項６】
前記チップ（２，３，２５）と前記支持体（１）の上面との間に、シリコーンゴム、シリコーンゲル又はポリウレタンからなる基層（７）が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の電子要素のシステムサポート。
【請求項７】
前記チップ（２，３，２５）と前記支持体（１）の上面との間に、圧縮可能な発泡体又は発泡接着テープからなる基層（７）が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の電子要素のシステムサポート。
【請求項８】
前記支持体（１）は、接点ラグ（１３）を形成する切り抜き（１２）を備えた縁を有し、
前記接点ラグに前記導体路の端が配置されていることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の電子要素のシステムサポート。
【請求項９】
前記導体路（８）は湾曲されているか、単一又は複数に曲げ又は折曲されて具体化されていることを特徴とする請求項８に記載の電子要素のシステムサポート。
【請求項１０】
前記支持体（１）の上面上方に少なくとも２つのチップ（２，３）が配置され、
前記支持体とは背向したチップの上面にチップ-チップ接続（１１）が設けられ、このチップ-チップ接続が前記チップの接続接点間の導電接続をもたらすことを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の電子要素のシステムサポート。
【請求項１１】
前記チップ（２，３）は、これらチップ間にギャップが存するように５μｍ〜２００μｍの距離を存して配置され、
前記ギャップはカバー層（６）によって覆われ、
前記チップ−チップ接続（１１）が平面接続技術を使用して具体化されていることを特徴とする請求項１０に記載の電子要素のシステムサポート。
【請求項１２】
シールドシールド（１０，２７）が設けられ、このシールドが前記チップ（２，２５）上に配置され且つ接地電位に接続されるべく設けられた導体領域によって形成されていることを特徴とする請求項１〜１１の何れかに記載の電子要素のシステムサポート。
【請求項１３】
前記チップ（２，３，２５）の電気接続はそれぞれ、前記チップの接続金属被膜と完全にオーバラップしていることを特徴とする請求項１〜１２の何れかに記載の電子要素のシステムサポート。
【請求項１４】
前記支持体（１）における上面の上方に少なくとも２つのチップ（３，２２）が上下に実装され、これらチップ（３，２２）の電気接続が平面接続技術を使用して具体化されていることを特徴とする請求項１〜１３の何れかに記載の電子要素のシステムサポート。
【請求項１５】
前記支持体（１）は、外部に向けて導かれた導電体（１５）を備えたハウジング（１４）の空所に配置され、
前記支持体の導体路（８）と前記ハウジングの前記導電体との間に導電接続（１６）が設けられていることを特徴とする請求項１〜１４の何れかに記載の電子要素のシステムサポート。
【請求項１６】
前記支持体（１）は、少なくとも１個のチップ（２，３，２５）を覆うキャップを有することを特徴とする請求項１〜１５の何れかに記載の電子要素のシステムサポート。
【請求項１７】
前記支持体（１）は、切り抜き（１２）を備えた端を有し、
前記切り抜き（１２）は前記キャップの外側に配置されていることを特徴とする請求項１６に記載の電子要素のシステムサポート。
【請求項１８】
チップ（２，３，２２，２５）は１個以上の慣性センサ及び／又は１個以上の駆動評価回路を含むことを特徴とする請求項１〜１７の何れかに記載の電子要素のシステムサポート。
【請求項１９】
前記支持体（１）は、前記支持体（１）の屈曲位置（２８）にて互いに介して角度を存して配置された少なくとも２つの部分を有することを特徴とする請求項１〜１８の何れかに記載の電子要素のシステムサポート。
【請求項２０】
ハウジングを備え、このハウジングが前記部分の１つを前記支持体（１）の他の部分に対して所定の角度で方向付ける手段を有していることを特徴とする請求項１９に記載の電子要素のシステムサポート。
【請求項２１】
前記角度は９０°であることを特徴とする請求項２０に記載の電子要素のシステムサポート。
【請求項２２】
少なくとも１個の電子要素のためのシステムサポートを製造する方法であって、
可撓性の支持体（１）の上面に柔軟又は圧縮可能な材料からなる基層（７）を準備し、
前記基層に微小電子機械要素を有する少なくとも１個のチップ（２，３，２５）を実装し、
前記支持体の上面に、前記要素を電気的に接続し且つ前記チップの接続接点（９）を前記支持体のめっきスルーホール及び／又は接続接点パッド（５）に導電接続する導体路（８）を作り、
前記導体路が前記支持体に対して背向した前記チップ（２，３，２５）の上面の接続接点（９）に導かれていることを特徴するシステムサポートの製造方法。
【請求項２３】
少なくとも１個の電子要素のためのシステムサポートを製造する方法であって、
可撓性の支持体（１）の上面に基層（７）を準備し、
前記基層に微小電子機械要素を有する少なくとも１個のチップ（２，３，２５）を実装し、
前記支持体の上面に、前記要素を電気的に接続し且つ前記チップの接続接点（９）を前記支持体のめっきスルーホール及び／又は接続接点パッド（５）に導電接続する導体路（８）を製作し、
前記導体路が前記支持体に対して背向した前記チップ（２，３，２５）の上面の接続接点（９）に導かれ、
前記基層（７）が全体的又は部分的に除去されるか又は収縮され、これにより、前記チップと前記支持体の上面との間にエアギャップ（２１）が形成されることを特徴とするシステムサポートの製造方法。
【請求項２４】
少なくとも１個の電子要素のためのシステムサポートを製造する方法であって、
可撓性の支持体（１）の上面に、溶融材料からなるベース（１８））を準備し、
前記ベース上に微小電子機械要素を有するチップ（２，３，２５）を実装し、
前記支持体の上面に、前記要素を電気的に接続し且つ前記チップの接続接点（９）を前記支持体のめっきスルーホール及び／又は接続接点パッド（５）に導電接続する導体路（８）を製作し、
前記導体路が前記支持体に対して背向した前記チップ（２，３，２５）の上面の接続接点（９）に導かれ、
前記ベースが溶融され、これにより、前記チップと前記支持体の上面との間にエアギャップ（２１）が形成されることを特徴とするシステムサポートの製造方法。
【請求項２５】
前記チップ（２，３，２５）と前記支持体（１）の上面との間に犠牲層を設け、
前記エアギャップ（２１）の製作中、前記犠牲層が除去されることを特徴とする請求項２３又は２４に記載のシステムサポートの製造方法。
【請求項２６】
前記支持体（１）における上面の上方に少なくとも２個のチップ（３，２２）が上下に実装することを特徴とする請求項２２〜２５の何れかに記載のシステムサポートの製造方法。
【請求項２７】
前記支持体（１）の縁に接点ラグ（１３）を形成する切り抜き（１２）を設け、
前記接点ラグに前記導体路（８）の端を配置し、
前記接点ラグにめっきスルーホールを設けたことを特徴とする請求項２２〜２６の何れかに記載のシステムサポートの製造方法。
【請求項２８】
外部に導かれた導電体（１５）を備えるハウジング（１４）内に前記支持体（１）を配置し、
前記支持体（１）の導体路（８）と前記ハウジング（１４）の前記導電体（１５）との間に導電接続（１６）が製作されることを特徴とする請求項２２〜２７の何れかに記載のシステムサポートの製造方法。
【請求項２９】
前記支持体（１）における上面の上方に少なくとも２個のチップ（２，３，２５）を実装し、
前記支持体（１）に屈曲位置（２８）を設け、
前記屈曲位置（２８）がその両側に少なくとも１個のチップ（２，３，２５）が配置されるように配置されていることを特徴とする請求項２２〜２８の何れかに記載のシステムサポートの製造方法。
【請求項３０】
ハウジングを準備し、このハウジングにより、支持体（１）の一部が支持体の他の部分に対して所定の角度に方向付けられることを特徴とする請求項２９に記載のシステムサポートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械的ストレスの伝達に対し、MEMS要素等の電子要素を保護するシステムサポート及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの微小電子機械要素は、例えば、使用したハウジングや取り付け材料の湿分の吸収、熱膨脹、又は、チップが実装されたプリント配線基板の曲げや振動に起因するチップの機械的な歪みに対し過敏である。チップのためのハウジングは十分な保護を与えると同時に、チップの機械的ストレスを可能な限り小さく維持しなければならない。特に、要素の接点接続が危険に晒されてはならない。
【０００３】
半導体チップの通常の実装の場合、例えば、チップはハウジングベース又はリードフレームの堅固な支持体に対し、例えば半田等の接着又は金属接点要素を介して実装され、その複数の面にてプラスチック、通常は熱硬化性プラスチックで包み込まれている。この目的のために使用される比較的硬いプラスチックはチップに機械的ストレスを伝達し、付け加えて、水を吸収することでチップの変形や機械的ストレスを同様に招く。
【０００４】
比較的大きく且つ密封された金属又はセラミックのハウジングが使用されたとき、チップはハウジングの空所内に実装され、ボンディングワイヤによって接続される。この目的のために要求される長いボンディングワイヤを保護し且つ短絡を阻止するため、空所は非常に軟らかいシリコーンゲルで満たされている。しかしながら、このような高い熱膨張係数の材料はその信頼性を危惧させる。
【０００５】
テープ自動ボンディング(TAB)の技術において、チップを実装するためのガイドグリッド及び窓を形成するため、薄い可撓性の電気絶縁フィルムテープが打ち抜かれ、この後、銅の薄層でコーティングされる。この薄層は接点及び接続構造を形成するため、写真技術でパターン形成される。チップは実装窓内に自由に突出する銅製のラグに対し、半田又はボンデングによって接続されている。フィルムテープからの打ち抜きの後、要素は半田付けによる外部接点ラグ又は導電性接着材による接続を介してプリント回路基板に接続される。チップを保護するため、所謂グラブトップの形態の成形化合物が通常付与されるが、これにより、大きな機械的ストレスが再びチップに伝達される。
【０００６】
特許文献１は圧電素子を有したチップを記載し、このチップはTAB方法により実装されている。また、保護ハウジングが備えられており、この保護ハウジングは空所を有し、この空所内にチップが配置されている。
特許文献２は方法を記載し、ここでは、通常に使用されるハウジング内にチップを実装するため、ストレス低減接続構造が写真技術にて製作されている。
【０００７】
フリースケール再分配チップ包装（フリースケールRCP）の方法において、チップは支持フィルム上に接続面によって接着結合され、そして、背面が成型又は植え込みによって樹脂化合物内に埋設されている。前面側の接着結合の結果、個々のチップの接続面は面一の共通の配線面となる。これは、チップを固定するために背面の埋設を要求する。このような実装形態の場合、チップに適合した熱膨張係数を有する材料を使用したとしても、外因によって引き起こされる機械的なストレスの発生は避けることができない。この場合、使用された樹脂化合物が比較的硬く且つ水を吸収する傾向があるという問題もまた生じる。
【０００８】
特許文献３は接続技術を記載し、ここでは堅固な基板に接着結合されたチップが先ず、プラスチックフィルムで覆われている。電気接続のため、プラスチックフィルムには接点開口が作られている。全域に亘って付与された核生成層及びこの層に積層されたパターン形成のフォトフィルムは接続層の電解質構造を可能にする。最後に、フォトフィルム及び核生成層の非被覆部分は除去される。この技術においても、チップは堅固な基板に接着結合され、ここでは特に、高い熱伝導性を有する厚く且つ強固なセラミック基板が備えられ、この基板はチップへの高い機械的ストレスを防止できない。
【０００９】
特許文献４はチップの接点パッドと導電接続層との間の接続に対し、温度変化に起因した損傷を避けるための手段を記載する。この目的のため、危機的な境界位置への傾斜部の取り付けが提案されている。
特許文献５は放射線感応型コンバータを記載し、このコンバータは可撓性の支持フィルムに導電接着層によって固定されている。電気接続のために、蒸着した導体路又はボンディングワイヤが備えられている。
【００１０】
特許文献６はハウジング内における半導体基板の配置を記載し、ここでは半導体基板がハウジングの支持基盤及び保護カバーから分離装置を介して分離され、この分離装置は柔軟及び／又は弾性及び／又は可撓性の材料からなっている。圧縮可能な化合物、発泡体及び、特にシリコーン又はポリウレタンが分離装置の材料として明示されている。半導体基板はフリップ−チップ実装技術を使用して配置可能であり、プリント回路基板に電気的に結合する接続装置に導体路又は薄膜技術を使用した再分配配線を介して接続可能である。
【００１１】
特許文献７は機械的に過敏な電子要素のために、空所を備えたハウジング及びその製造方法を記載する。ハウジング部分の材料はセラミック又はポリマである。前記要素は空所内にて導電マウントを介して自由な懸架形態で保持されている。前記マウントは、フォトリトグラフでパターン形成されたレジスト層に金属被膜を付与した後にリフトアップするプロセス、又は、フォトリトグラフでパターン形成されたマスクを介しての金属被膜のエッチングによって製作される。この代わりに、マウントはボンディングワイヤによって形成可能である。マウントの製作中に前記要素を固定するため、液化可能な化合物、特にワックスが使用される。
【００１２】
特許文献８は、温度変化による悪影響を減少する目的で、螺旋又は湾曲したスポーク形態の導体路を明示する。
特許文献９は、誘電体上の導体層の接着を改善する手段を記載し、この手段は温度変化の結果としての影響を阻止する。
特許文献１０は、光電子要素及びモジュールのための接続技術を記載し、ここでは、光電子要素は基板上に平面方式で接点接続されている。使用可能な基板の例として、プリント回路基板、特に両面が銅でコーティングされた可撓性のプリント回路基板、セクミック、打ち抜き又はエッチングされたリードフレーム及び積層構造が明示されている。この種の支持体はスマートカード又は可撓性回路の製造に使用されている。このようにしてして、その上にチップが実装且つ半田付けされた可撓性プリント回路基板の屈曲はチップに機械的に伝達されることから、機械的なストレスの増加を考慮する必要がある。屈曲及び捻りのストレスの場合、薄い可撓性支持体は厚く堅固な基板よりも好都合ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】US 7 145 283
【特許文献２】WO 2007/045 204 A1
【特許文献３】WO 2003/030 247
【特許文献４】WO 2005/083 785
【特許文献５】DE 298 23 91 U1
【特許文献６】DE 10 2004 015 597 A1
【特許文献７】DE 10 2005 050 398 A1
【特許文献８】WO 2006/076 984 A1
【特許文献９】WO2006/084 525 A1
【特許文献１０】WO 2005/050 746 A2
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明の目的は、ストレスに過敏な電子要素の機械ストレスを可能な限り小さくし、その保護を可能にした電子要素のシステムサポートを明記することにある。また、他の目的はその製造方法を明記することにある。
この目的は、請求項１の特徴を備えたシステムサポート及び請求項２２，２３又は２４の特徴を備えた方法によってそれぞれ達成される。その構成は従属項から明らかになる。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
システムサポートの場合、電子要素を備えたチップ又は複数のチップは薄い可撓性の支持体上に実装され、この支持体は好ましくは、１０μｍから２００μｍの厚みを有する。支持体として、補強繊維の有無に拘わらず、ポリイミド、液晶ポリマ(LCP)からなる絶縁プラスチックフィルムが特に好適する。チップの機械的ストレスの低減は特に支持体からチップを機械的に分離する手段によって保証され、この手段は以下に記載される。電気的なワイヤリングは平面接続技術を使用して具体化され、パターン形成された導体層によって形成可能である。
【００１６】
チップはその上面にて接点孔を介して接点接続され、接点孔はチップ上に設けられた電気絶縁カバー層に作られ、チップの接続接点パッドは接点孔内にて電気的に接点接続されている。カバー層はフィルムを積層することで作り出すことができる。代わりに、カバー層は鋳込み、吹き付け又は浸け込み方法によっても付与可能である。付け加えて、支持体にはめっきスルーホールが備えられ、このめっきスルーホールは導体路間の導電接続を作り出す。導体路は、チップを備えた支持体の面に設けられ、この後、この面は上面と称せされる。チップとは背向する支持体の面は後に下面と称せられる。特に、支持体の下面はチップの外部電気接続のため、１個以上の接続接点パッドを備えている。対応する支持体が複数のチップを含む実施例に適合する。
【００１７】
更にまた、接点ラグを形成するため、支持体は周辺に切り抜きを備えることができる。例えば、切り抜きは支持体の縁にレーザで形成された切り目又はスロットである。この実施例の場合、１個以上のチップの電気接続のために備えられ且つ支持体の上面に配置された導体路の端は接点ラグ上に配置され、そこで、拡幅した外形を有する。接点ラグは、導体路における端を下側に接続するため、めっきスルーホールを備えている。外部接続及びそのリードの領域において、このような可撓性回路の支持体はその構造の結果、機械的に高い追従性を局所的にもたらす。付け加えて、導体路は異なる形態で湾曲されるか、単一又は複数に曲げ又は折曲されて具体化されている。
【００１８】
チップと支持体との間の機械的な分離は、チップと支持体との間に配置され、非常に柔軟で、好ましくは圧縮可能な媒体からなる中間層を介して達成可能である。好ましくは、この目的のために備えられる材料は１GPa、好ましくは５０MPaよりも小さな弾性係数を有する。特に、中間層はエアギャップである。このタイプの実施例において、要素は支持体の上方のカバーによって保持され、このカバーは上面及び上面の導体路上に付与されている。以下の可能性は同様に利点となる。チップと支持体との間の中間層は厚い接着層によって形成され、この接着層は、シリコーンゴム、シリコーンゲルポリウレタン等の柔軟な材料からなる。代わりに、支持体上にチップが実装されるとき、圧縮可能な発泡体、発泡接着テープ又は他の柔軟体からなる中間層を配置することも可能である。機械的な分離のための手段、特に、外部接点ラグ及び中間層及び／又はエアギャップは個々に又は組み合わせて使用可能である。
【００１９】
また、後の処理工程、例えば加熱によって収縮される層上にチップが実装されることは好適する。この場合、収縮した層が支持体には接着するが、支持体に面したチップ下面に接着しない。このようにして特に完全な機械的分離のためのエアギャップを作り出すことが可能となる。また、チップと支持体との間の中間層として、犠牲層を使用することも可能である。この犠牲層はチップの実装中のみに使用され、後の処理工程にて除去される。この処理工程は例えば熱分解や、そのための開口を通じた洗浄によってなされる。また、明示された手段は互いに組み合わせることができる。好適な実施例において、薄い犠牲層は、収縮可能な他の層のための分離材料として役立つ。この結果、層の収縮中、犠牲層側、好ましくはチップ側の層が完全に分離され、そこにエアギャップが形成される。
【００２０】
更なる可能性は、可撓性の支持体上に溶融可能な材料、好ましくはスズ又はスズ合金からなるベースを作り出し、この後、このベース上にチップが実装されることにある。この場合、ベースは、チップと支持体との間の実装領域全体を側方に塞がないように決められる。ベースの材料は後の処理工程にて液化し、チップを備えた支持体の上面を濡らし、この上面の広い領域に亘って広がるまで加熱される。広い領域に広がることで、ベースは高さを減じ、広がり且つ再び固化したベースの材料とチップ下面との間にエアギャップが形成される。チップと支持体との間の接続は、機械的な分離をもたらすエアギャップによって妨げられる。
【００２１】
特にシステムサポートのチップは１個以上の慣性センサ（例えば、加速又はジャイロセンサ）及び／又は１個上の駆動評価回路を含むことができる。
システムサポートの実施例は添付図面を参照する以下の詳細な説明に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】可撓性の支持体上のチップの配置を示す断面図である。
【図２】可撓性の支持体上のチップの配置を示す平面図である。
【図３】ハウジングの空所内でのチップを備えた支持体の配置を示す図である。
【図４】ベース上に実装されたチップを備えた図１と同様な断面図である。
【図５】ベースの材料の加熱及び材料が流れた後の図４と同様な断面図である。
【図６】可撓性の支持体上におけるチップの積層配置のための図１と同様な断面図である。
【図７】図１と同様に、他の配置を示す断面図である。
【図８】図７の可撓性の支持体が屈曲された後の配置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、可撓性の支持体上におけるチップの配置を断面にて示す。例えば、支持体１は電気絶縁性のプラスチックフィルムであって、このプラスチックフィルムは補強繊維の有無に拘わらず、ポリイミド又は液晶ポリマ(LCP)からなる。好ましくは、支持体１の厚さは１０μｍ〜２００μｍである。可撓性を有したプリント回路基板又は他の可撓性基板は通常、半導体技術分野にて使用されるが、支持体の１つとしても好適する。支持体１の上面には半導体チップが配置されており、図１に示された例では、MEMS要素２（微小電子機械システム）及びASIC要素３（特定用途集積回路）が示されている。電気接続のための極端な細密化や精密な縮小に鑑み、支持体上のチップは互いに非常に近接して配置可能となっている。この場合、一般的に、チップ間の距離はチップの上方に配置されたカバー層、例えばラミネートフィルムの厚みの約２倍である。しかしながら、チップ間の距離をより短くすべく選択することもまた可能である。ここでの距離は一般的に５μm〜２００μmの範囲にある。チップ縁とチップ縁との間の実装ギャップにはカバーが掛けられ、このカバーには例えば薄膜が用いられている。図１の断面はそのカバー層６を示し、このカバー層６には電気めっきされたスルーホールのための複数の切り抜きが設けられている。
【００２４】
図１の実施例において、支持体１にはまた電気めっきされたスルーホール４が設けられ、これらスルーホール４はその下面の接続接点パッド５を支持体１の上面又はこの上面の上方に配置された導体路８に接続する。支持体１上に配置された複数のチップは導体路８を介して電気的に接続されている。
可撓性の支持体を単独で使用しても、支持体上に配置されたチップに対する機械的なストレスの伝達は阻止されない。それ故、本発明によれば、付加的な手段が備えられており、この手段は支持体からチップを機械的に分離する課題を解決する。この目的のため、図１に示された基層７を備えることができ、この基層７は種々の輪廓形状を有する。基層７は例えば非常に軟らかく且つ好ましくは圧縮可能な材料から成形可能である。この代わりに、支持体１とチップ２との間に薄い空気層、即ち、エアギャップを基層７として備えることも可能である。特に、基層７のための柔軟な材料としてはシリコーンゴム、シリコーンゲル、ポリウレタン等が好適する。この種の材料は同時に接着層としても機能する。代わりに、基層７として圧縮可能な発泡体又は発泡接着テープを設けることも可能である。
【００２５】
エアギャップを作り出すため、先ず、収縮可能、好ましくは支持体１には接着するがチップ２，３には接着しない層が基層７として付与されるならば好適する。このようにして機械的に分離するためのエアギャップを収縮した材料とチップ２，３との間に作り出すことができる。この種の実施例において、図１に示された基層７の領域は一部がエアギャップからなり、残部が収縮した層からなっている。収縮すべき層に代えて、犠牲層を設けることもでき、この犠牲層は後の処理工程にて完全に除去される。この処理工程は熱分解又は支持体内の開口を通じた洗浄或いはチップの側方からの洗浄によって実施される。この目的のため、例えば、ポリビニールアルコール、セルロース誘導体又はポリビニールピロリドン等の水溶性ポリマが好適する。また、上述した種々の代替手段は互いに組み合わせ可能である。好適な実施例において、薄い犠牲層はチップと収縮される他の層との間の分離層として役立つ。犠牲層の除去は、収縮した層がチップから完全に離れるのを確実なものとする。更に可能となる態様は図４，５を参照して以下に説明される。
【００２６】
図１の断面は、チップに関し、その上面上での電気接続が如何になされているかを付加的に明らかにしている。この目的のため、カバー層６には適切な切り抜きが設けられ、これら切り抜き内にて導体路８とチップの接続箇所との間に接続接点９が形成されている。また、このようにして支持体１上に実装されたチップ２，３間を接続するにあたり、導電を確立するチップ-チップ接続１１を提供可能となる。MEMS要素２のため、その上面にはシールド１０が設けられ、このシールド１０は導体路８に接続された平坦な金属被膜によって形成されている。
【００２７】
表面クリープ電流や結露した水分に起因する部分的な腐食を避けるため、接点箇所のシールは好適する。この目的をため、カバー層６の接点窓内にて覆われていないチップ接続のための金属被膜は異種金属間における境の接触腐食を防止するため、完全に且つ外側に向けてオーバラップする導電層で覆うことができる。付け加えて、導体路８もまた電気接続の領域にて、少なくとも部分的に例えば積層フィルム等の絶縁層で覆うことができる。このことは、内部の雰囲気が永久的に水蒸気の無しとはならないハウジング内に配置される場合、特に重要である。
【００２８】
チップの形態によって引き起こされる顕著な表面の不均一さは、積層によるカバーフィルムの付与を相当困難なものにする。更に、非常に急で、垂直又はオーバハングした側壁はその箇所のより厚いフォトレジスト層が実質的に水平に走る面の領域での場合よりも効果的に露光されなければならないので、フォトリソグラフィの分解能を阻害する。このことは、ダイレクトパターンニングのためのカバーをレーザ除去する場合にも同様に当て嵌まる。それ故、高い輪廓が適切な手段を使用して平坦化されるならば有利となる。この目的にために可能なことは例えば、形作られた部品（例えば、射出成形プラスチックフレーム又はチップ又はその回りに配置された傾斜外縁を有するプラスチック楔）、アンダフィル材、個別のチップ接着ビード、ディスペンサ又はインクジェットによって塗布され、最初は粘性を有するものの後に硬化する材料からなる傾斜縁、そして、ステレオリトグラフによって作り出された傾斜部を使用することである。このような傾斜部２９が図１の断面に示されており、傾斜部２９は支持体１上を走る導体路８とMEMS要素２における上面のシールド１０との間の急峻な接続を緩やかにできる。
【００２９】
図２は、如何にして支持体１上に実装されたチップ２，３を支持体から機械的に分離できるかに関し、他の可能性を示している。この構成においては、支持体１における周辺の切り抜き１２内の接点ラグ１３に外部電気接続が位置付けられている。付け加えて、チップ２，３と支持体１との間に上述した図１の実施例の基層を設けることができる。図２は支持体１の平面図であって、カバー層６によって占められた領域及びこの領域上に配置された導体路８を示している。また、この実施例においては、MEMS要素２及ASIC要素３が設けられており、ASIC要素３はMEMS要素２に並んで配置されている。これら要素の輪廓はカバー層６、導体路８、シールド１０及びチップ−チップ接続１１によって隠されることから破線で示されている。
【００３０】
導体路８は支持体１の縁の接点ラグ１３まで導かれ、そこで拡幅されている。この拡幅は好ましいものの、必要なものではない。接点ラグ１３は支持体１の周辺の切り抜き１２内に配置されている。切り抜き１２は支持体の縁において、各接点ラグの両側に設けられたスロット又は切り目によって形成でき、これにより、接点ラグは支持体の材料によって形成されている。図２の平面図には示されていないが、接点ラグ１３における下面の半田接続パッドに導体路８を接続するため、導体路８における拡幅端の下側の接点ラグ１３に図１の実施例のめっきスルーホールと同様なめっきスルーホールを設けることができる。導体路８の周辺にある接続接点パッドが支持体１の主部に堅固に接続されていないので、切り抜き１２は局所的に大きな機械的追従をもたらす。それ故、外部接続の位置変位の大部分は接点ラグに伝達され、更に支持体１に直接に伝達されることはない。この結果、導体路８や、支持体１上に実装されたチップの機械的ストレスの低減が達成される。導体路８が単一又は複数の方向に変位できるように種々の態様で曲げられているなら、付加的な改良が達成される。このような場合、導体路の形態はチップにおける接続接点の位置が異なっても効果的に適合する。従って、チップの接続接点は接点ラグ１３にて形成された外部接続から大きく機械的に分離され、接点ラグが互いに又は支持体に対して変位されるなら、チップにはせいぜい低減された機械的ストレスが伝達されるに過ぎない。導体路８及びチップ−チップ接続１１の数は、図２の要素の数や構成と同様に単に一例として明示され、要求に応じて変更可能である。従って、全ての実施例に１個以上のチップや、他のアクティブ及び／又はパッシブ要素又は支持体に組み込まれた他の要素を設けることができる。
【００３１】
特に、図１の積層フィルムであるカバー層６の接点窓に露出し、例えばチップの接続金属被膜となり得る接続接点９は、異種金属間の境界における接触腐食を防止するため、導体路８によって完全に覆われているのが好ましい。チップ−チップ接続１１は少なくとも上面の領域にて例えば積層フィルム等の絶縁層で覆われているのが好ましい。このことは、支持体１が残りの要素とともに密封して包み込まれていないとき、特に有利となる。
【００３２】
図３は、図１の断面に関し、チップ２，３が実装された支持体１がハウジング内に取り付けられた構成を示す。このハウジング１４は外部電気接続のための導電体１５を備える。ハウジングは例えば２つの部分からなり、これら部分の間の導電体１５は内部から外部に導出されている。ハウジング１４の導電体１５と支持体１における導体路８の接続パッドとの間には導電接続続１６が設けられている。図３の断面中、図１の断面の構成要素に対する残りの要素には同一の参照符号が付されている。
【００３３】
図４，５を参照し、チップと支持体との間の全体的な領域にエアギャップを作り出す他の実施例を以下に説明する。この場合、図４の断面によれば、チップ２，３はその各々が下面における１個又は複数の部分領域にてベース上に実装され、このベースは可融性材料からなっている。好ましくは、ベースは例えばスズ又はスズ合金からなる金属ベース１８である。この金属ベース１８はその上面に接着層１９を備え、支持体１の金属被膜１７上に配置されている。この金属被膜１７は支持体１の上面内にて、少なくともチップによって占有される領域を実質的に覆っている。金属ベース１８は加熱されて液化し、この液化金属は広い領域に亘って広がり、金属被膜１７はその領域の濡れを助長する。広がった金属は金属ベースよりも低い高さを有し、この結果、チップと支持体との間にギャップが形成される。
【００３４】
図５は金属ベース１８の材料が流れ、この後、材料が固化して金属層２０を形成した後の構成を示す。ここでは、チップ２，３と支持体１との間にチップ２，３の下側の全域に亘ってエアギャップ２１が設けられ、このエアギャップ２１は支持体１からのチップ２，３の分離をもたらす。この実施例において、チップ２，３はエアギャップ２１の上方のカバー層６及び導体路８によって保持されている。金属ベース１８は例えばパターン形成にて電着されたスズのベースである。金属被膜１７は溶融したスズによって濡らされるべく設けられ、これにより、スズは一様に広がって金属層２０を形成する。この実施例においては、周囲の空気圧や温度等の外部条件の変化に起因した微小な変形を避けるために、エアギャップ２１の領域に対する或る透過性、例えば、支持体１又は上面のカバー層６に小孔を設けることが有効である。この目的のため、エアギャップ２１は外部に対して密封されるべきではない。
【００３５】
図６の実施例の断面に示されている上記構成の改良の１つは、支持体１上にて積み重ねられたチップのために備えられている。積み重ねのチップのうち、底に配置されたチップ３上の接点パッドはそのチップが電気的に接続されるように側方に解放されている。図６の例は、支持体１上の基層７の上方左側にMEMS要素２、その右手側にASIC要素３及びこのASIC要素３上に配置されたメモリ要素２２を示している。例えば、ASIC要素３とメモリ要素２２との間には中間層２３が位置付けられ、この中間層２３は基層７と同じ材料から形成されている。このタイプの実施例は原理上、異なる面内に所望の要素を有することができ、省スペースの態様で支持体上に複数のチップを配置可能とする。また、要素間の電気接続は、支持体上を直接的に走る導体路を経て迂回せずに、２つ以上の面内での直接接続により省スペースの態様でもって実現される。導体路８やチップ-チップ接続１１、適切であるならば、図６の実施例におけるASIC要素３とメモリ要素２２との間の他のチップ-チップ接続２４は１つの製造工程にて、複数の面内間での電気接続を同時に作り出すことができる。
【００３６】
図７及び図８は他の実施例の断面を示し、この他の実施例はシステムサポートを空間に合わせて実装するために提供されている。これは、システムサポートが慣性センサのために備えられているならば特に好適する。この種のセンサは、センサの基板に対して弾力的に懸架された慣性質量の動きを測定し、これによって、並進及び／又は回転の加速を測定するのに役立つ。この種のセンサの通常の構造は、システムサポート上に通常はその前面又は後面で取り付け可能となっているチップ内に所望の空間的検出軸線を実現させることを実際上多くの場合に不能にする。代わりに、システムサポートの表面に対して垂直に又は異なる角度にチップを向ける必要性があり、これは通常の実装技術では一般的に可能ではない。
【００３７】
断面で示された図７の実施例は支持体の一部が屈曲可能となっており、これにより、その屈曲部分に実装されたチップを異なる姿勢にする一方、支持体の他の部分は元の姿勢に維持される。図７は支持体の一部を示し、この一部は図１の断面の右手側部分に対応する。更にまた、図７は別に実装されたチップの例として他のMEMS要素２５を示している。このMEMS要素２５上には他の接続接点２６及び他のシールド２７が位置付けられている。この実施例の場合、これら接続接点２６及びシールド２７は図１に示された要素と同様に具体化されているが、変形可能である。ASIC要素３と他のMEMS要素２５との間にはチップが配置されていない支持体１の一部が位置付けられている。この一部の領域には薄いカバー層６や適切であるなら、導体路８のみが位置付けられる。それ故、支持体１は、図７中に示された矢印に従い、前記領域にて屈曲可能である。従って、図８に示された実施例が得られ、この実施例の支持体１は屈曲位置２８を有する。従って、他のMEMS要素２５は、ASIC要素３や適切であるならば他の要素を有する支持体１の残部に対して垂直に配置され、これにより、例えば、他のMEMS要素２５におけるセンサ軸線の向きが支持体１の残部に対して変更される。この構成は、上述の実施列が製造される場合と同一の処理工程によって簡単に作り出すことができる。異なるチップの異なる方向付けは支持体を単に屈曲することによって可能である。屈曲プロセス中、特に、その角度に正確に合致させるため、支持体の屈曲部分を基準領域に対して方向付けし、そして、そこで、支持体を固定することが好都合となる。この目的のため、MIDの形成部分（型成形された相互連結装置）、例えば、射出成形方法によって作り出され且つ適切であるならば、部分的に金属被覆された三次元回路の支持体が特に好適する。しかしながら、原理上、所望のハウジング部分の壁やウエブもまた支持体の屈曲部分を方向付けするのに好適し、ここで、ハウジングに例えば、支持体における屈曲部分の正確な角度を決定するための止め、ラッチ配置又は固定要素等の特定の手段を設けることも可能である。このようにして特に相互に垂直な３つの部分領域が最終的に得られるべく、複数の回路部分をその面の外側に異なる角度でもって屈曲することが可能である。
【００３８】
支持体１は少なくとも１個のチップを覆うキャップを備えることができる。この場合、全てのチップがキャップによって覆われる必要はない。キャップはプラスチック、金属、ガラス又はセラミックからなり、接着、溶着又は半田付けによって固定される。支持体が図２の実施例のように切り抜き１２を有し、これら切り抜きがキャップの外に配置され、キャップによって覆われていないことが好都合となる。
【符号の説明】
【００３９】
１        支持体
２        MEMS要素
３        ASIC要素
４        めっきスルーホール
５        接続接点パッド
６        カバー層
７        基層
８        導体路
９        接続接点
１０      シールド
１１      チップ-チップ接続
１２      切り抜き
１３      接点ラグ
１４      ハウジング
１５      導電体
１６      導電接続
１７      金属被膜
１８      金属ベース
１９      接着層
２０      金属層
２１      エアギャップ
２２      メモリ要素
２３      中間層
２４      他のチップ-チップ接続
２５      他のMEMS要素
２６      他の接続接点
２７      他のシールド
２８      屈曲位置
２９      傾斜部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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