(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気部品（Ｂ）において以下を備える：
少なくとも１つのポリマー層（ＴＳＯ）を有する支持基板（ＴＳ）と、
その下側に接合構造体（ＶＢＳ）と金属配線接続構造体（ＶＳＳ）を有する第１チップ（ＣＨ１）、
以下を特徴とする、
前記第１チップ（ＣＨ１）は前記支持基板（ＴＳ）上に配置され、
前記接合構造体（ＶＢＳ）は前記ポリマー層（ＴＳＯ）上に載置されるか、又は前記ポリマー層（ＴＳＯ）内において貫通することなく突出し、
前記金属配線接続構造体（ＶＳＳ）は前記ポリマー層（ＴＳＯ）を貫通し、
前記第１チップ（ＣＨ１）と支持基板（ＴＳ）との間の隙間と、ここにおいて、感受性が高い構造体（ＢＥＳ）は、前記支持基板（ＴＳ）と接触することなく、前記第１チップ（ＣＨ１）の下側に配置され、
前記第１チップ（ＣＨ１）と並んで前記支持基板（ＴＳ）上に配置され、かつ前記第１チップ（ＣＨ１）と電気的に接触する、第２チップ（ＣＨ２）、
ここにおいて、前記部品は、外部の回路環境との差込接続により接合し配線接続されるために備えられた露出するストリップ導体（ＳＬ）を前記支持基板（ＴＳ）の上側に更に備える。
【請求項２】
前記第１チップ（ＣＨ１）は、ＭＥＭＳチップ、ＮＥＭＳチップ、ＩＣチップ、光電子チップ、アクチュエータチップ、単にパッシブ回路素子を備えるチップの中から選択される、請求項１に記載の部品。
【請求項３】
前記支持基板（ＴＳ）は、半導体内蔵基板（ＳＥＳＵＢ）、回路基板、ＬＴＣＣ基板、ＨＴＣＣ基板、有機支持薄片、無機支持薄片、金属薄片、単結晶基板、多結晶基板、半導体基板、セラミック基板、ガラス基板から選択される層（ＴＳＵ）を更に備える、請求項１又は請求項２の何れか１項に記載の部品。
【請求項４】
前記隙間は側方において前記第１チップ（ＣＨ１）の下側にフレーム（Ｒ）として形成された前記接合構造体（ＶＢＳ）により画定され、前記第１チップ（ＣＨ１）、前記フレーム（Ｒ）、及び前記支持基板（ＴＳ）は中空空間（Ｈ）を取り囲む、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の部品。
【請求項５】
請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の部品において、
主要構成要素としての前記接合構造体（ＶＢＳ）はポリマー、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇ、又はＡｕを含み、そして、
主要構成要素としての前記金属配線接続構造体（ＶＳＳ）はＣｕ、Ａｌ、Ａｇ、又はＡｕを含む。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の部品において、前記金属配線接続構造体（ＶＳＳ）は、
バンプ接合体若しくは金属ピラー又は
前記第１チップ（ＣＨ１）及び／又は前記支持基板（ＴＳ）にめっきスルーホールを有する。
【請求項７】
前記接合構造体（ＶＢＳ）は円形若しくは長方形の断面を有する支持体又は支持フレーム（Ｒ）を含む、請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の部品。
【請求項８】
請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の部品は、以下を更に備える：
積層体、型材（ＶＭ）、プリント工程による被塗布材、若しくは前記第１チップ（ＣＨ１）上方の薄片（Ｆ）を有するチューブシート及び／又は、
前記支持基板（ＴＳ）の領域上に直接配置され、チップ材と前記支持基板（ＴＳ）との間の隙間を充填する充填材（ＵＦ）。
【請求項９】
少なくとも１つの更なるチップ（ＣＨ２、ＣＨ３）を備える部品において、前記更なるチップ（ＣＨ２、ＣＨ３）は前記支持基板（ＴＳ）の上側に配置され、前記支持基板（ＴＳ）上の前記第１チップ（ＣＨ１）と前記更なるチップ（ＣＨ２、ＣＨ３）との間の接続区間は非常に長いため、前記第１チップ（ＣＨ１）と前記更なるチップ（ＣＨ２、ＣＨ３）との間の前記支持基板（ＴＳ）は湾曲可能である、請求項１〜請求項８の何れか１項に記載の部品。
【請求項１０】
電気部品（Ｂ）の製造方法は以下のステップを備える：
第１チップ（ＣＨ１）を設けるステップと、
前記第１チップ（ＣＨ１）の下側に金属接合構造体（ＶＢＳ）と金属配線接続構造体（ＶＳＳ）を形成するステップにおいて、前記両構造体（ＶＢＳ、ＶＳＳ）は異なる高さを有するステップと、
柔らかいポリマー層（ＴＳＯ）を有する支持基板（ＴＳ）を設けるステップと、
前記第１チップ（ＣＨ１）と前記支持基板（ＴＳ）とを接合するステップにおいて、前記金属配線接続構造体（ＶＳＳ）は前記ポリマー層（ＴＳＯ）を貫通し、前記金属接合構造体（ＶＢＳ）は前記ポリマー層（ＴＳＯ）を貫通することなく前記ポリマー層（ＴＳＯ）と接触するステップと、
ここにおいて、前記第１チップ（ＣＨ１）に加えて、更なる第２チップ（ＣＨ２）が前記支持基板（ＴＳ）上に配置され、
ここにおいて、前記ポリマー層（ＴＳＯ）が、前記第１チップ（ＣＨ１）及び前記第２チップ（ＣＨ２）が載置された後に、照射又は加熱によって硬化される、
ここにおいて、前記支持基板（ＴＳ）は前記ポリマー層（ＴＳＯ）の下に更なる層（ＴＳＵ）を含み、前記更なる層（ＴＳＵ）は、前記ポリマー層（ＴＳＯ）の硬化後、完全に又は選択的に前記金属配線接続構造体（ＶＳＳ）の領域から除去され、前記金属配線接続構造体（ＶＳＳ）は露出され、
前記金属配線接続構造体（ＶＳＳ）は接触部（ＫＰ）を備え、
前記接触部（ＫＰ）は、前記金属配線接続構造体（ＶＳＳ）が露出された後、ストリップ導体（ＳＬ）の形成により、前記支持基板（ＴＳ）の下側で接触され、
ここにおいて、充填材（ＵＦ）は、前記第２チップ（ＣＨ２）と前記支持基板（ＴＳ）との間の領域に配置される。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法において、
前記支持基板（ＴＳ）は前記ポリマー層（ＴＳＯ）の下に層を含み、前記層は光波長領域において透明であり、前記ポリマー層（ＴＳＯ）を前記波長領域において曝射により硬化する。
【請求項１２】
型材（ＶＭ）及び／又は薄片（Ｆ）は前記第１チップ（ＣＨ１）の上方に載置される、請求項１０〜請求項１１の何れか１項に記載の方法。
【請求項１３】
導電性構造体（ＳＬ）は前記第１チップ（ＣＨ１）の表面及び／又は前記支持基板（ＴＳ）の表面に金属若しくは合金を被着すること又は金属含有ナノ粒子を噴射することにより形成される、請求項１０〜請求項１２の何れか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、簡易に製造可能な電気部品及びそのような部品の簡易な製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気部品、例えば電気若しくは電子モジュール又はいわゆる部品パッケージ若しくはモジュールパッケージは、一般に、１又は複数のチップと、１又は複数の十分な機械的安定性を有する支持基板と、チップ間、つまりチップと支持基板との間を電気的に配線接続するストリップ導体とを備える。その場合、電気部品の中には、機械的又は電気機械的機能を果たすためのチップを更に有するものもある。半導体技術のみに基づく集積回路を備えるチップは外的影響に対してまだ比較的感受性が低い一方、機械的にアクティブなチップを感受性が高い部品構造体に基づいて一体化するのは問題がある。
【０００３】
米国特許第８，２２７，９０４号、米国特許公開第２００９／０１０１９９８号、又は独国特許公開第１０２０１０００６１３２号から、互いに配線接続されたチップを有する電気部品は公知である。そのような部品の製造は高価であり、高い製造コストや、最適化されていない耐久性に反映される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、本発明の課題は、複数のチップ、特に機械的にアクティブなチップとその間の電気配線接続を備えることができ、チップに適切で保護する環境を与え、簡易な方法で製造可能で、長寿命である電気部品を提供することにある。よって、そのような部品の簡易な製造方法も提供されることになる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
これらの課題は独立請求項に記載の部品又は方法により解決される。従属請求項は部品又は方法の有利な形態を記載する。
【０００６】
電気部品は少なくとも１つのポリマー層を有する支持基板を備える。部品は接合構造体と金属配線接続構造体とを有する第１チップを更に備える。接合構造体も金属配線接続構造体もチップの下側に配置される。第１チップは支持基板上に配置される。接合構造体はポリマー層上に載置されるか、又はポリマー層内を完全に貫通することなく突出する。配線接続構造体はポリマー層を貫通する。
【０００７】
また、チップの下側に異なる構造体を有する電気部品が提供される。接合構造体は一般に、チップの下側から測定して、配線接続構造体よりも小さい高さを有する。このように、配線接続構造体はチップ下の支持基板のポリマー層を貫通して、電気配線接続に用いられることが可能である一方、接合構造体は、チップと支持基板との間の機械的接合を確立する。
【０００８】
支持基板の一部としてのポリマー層は製造時に、比較的柔らかいか、又は完全に液状になる場合があるため、支持基板のこの層に電気めっきスルーホールを得ることができ、チップはその下側のその構造体が、最上層として柔らかいポリマー層を有する支持基板上に単に十分な強度で押圧されることで、続いてポリマー層が硬化される。そして、ポリマー層の下に位置する更なる層の１つが除去される場合でも、支持基板の下側におけるチップとの電気接続はすでに存在している。
【０００９】
例えば、接合構造体が周囲を環状に閉鎖されたフレーム構造を形成している場合等に、接合構造体のトポロジーに応じて、簡単な方法で、閉鎖された中空空間を第１チップと支持基板との間の隙間に更に得ることができる。
【００１０】
その場合、更に、第１チップはＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）チップ、ＮＥＭＳ（Ｎａｎｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ）チップ、ＩＣチップ、光電子チップ、アクチュエータチップ、又は単にパッシブ回路素子を備えるチップであってよい。その上、第１チップは複合チップであってもよく、上記チップカテゴリーの異なる回路構造体又は部品を備えることができる。
【００１１】
基板層を通過して達する接続を有する部品が簡素なため、製造時における欠陥の可能性が低下するため、部品の寿命が長くなる。
【００１２】
その場合、更に、部品はただ１つ又は少数のチップを備えることに限定されない。むしろ、部品は第２チップ、つまり、例えば上記カテゴリーの感受性が高く、脆弱なチップであってよい、複数の更なるチップを有してよい。
【００１３】
更に、支持基板は上記ポリマー層の他に、ポリマー層の下に配置される層を備えてよい。その場合、層は１又は複数の層から成ってよく、半導体内蔵基板（ＳＥＳＵＢ）、回路基板、ＬＴＣＣ（Ｌｏｗ−Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ）基板、ＨＴＣＣ（Ｈｉｇｈ−Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ  Ｃｅｒａｍｉｃｓ）基板、有機支持薄片、無機支持薄片、金属薄片、単結晶基板、多結晶基板、半導体基板、セラミック基板、又はガラス基板であってよい。また、これらの基本的に支持材として適切な材料の複合層は、少なくとも部品の製造時は、ポリマー層の下に配置されてよい。
【００１４】
更に、部品は第１チップと支持基板との間の隙間を有してよい。例えばＭＥＭＳ部品構造体等の感受性が高い構造体は、支持基板と接触することなく、第１チップの下側に配置される。その場合、有利には平らである接合構造体がポリマー層上にある時、接合構造体の構造の高さは、ほぼ第１チップの下側とポリマー層の上側との間の距離を示す。接合構造体は特にチップと支持基板との間に中空空間を形成するために使用されるため、そして密閉された密な中空空間は多くの適用例において有利であることから、ポリマー層に若干の起伏がある場合においても密閉を確保するために、接合構造体は多少ポリマー層に突出できる。それとともに、ポリマー層の起伏はチップと支持基板との可能最短均等距離を決定する。この距離は例えば５μｍであってよい。その場合、ポリマー層の厚さは１０μｍと５０μｍとの間であってよい。従って、接合構造体の構造の高さは５μｍ又は５μｍよりも数パーセント大きいことになる。配線接続構造体の構造の高さは、（ほぼ）、チップと支持基板との距離とポリマー層の厚さとを加えたものになる。
【００１５】
第１チップの下側の（感受性が高い）部品構造体は、例えば、ＳＡＷ構造体（ＳＡＷ＝Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ＝表面弾性波）、ＢＡＷ構造体（Ｂｕｌｋ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ＝バルク弾性波）又はマイクロホンチップの電気音響トランスデューサ構造体であってよい。一般に、そのような構造体は、自在に揺動可能であるよう、隣接する表面に対して若干の距離を必要とする。
【００１６】
よって、更に、第１チップと支持基板との間の隙間は側方においてチップの下側にフレームとして形成された接合構造体により画定されてよい。それとともに、このフレーム、チップ、及び支持基板は中空空間を取り囲む。フレームは長方形の形状を有してよい。例えば３、５、６、７、８、若しくはそれ以上の角を有する多角形等、フレームの直線的接合要素によって接合される他の形状、又は湾曲部を有するフレームが同様に可能である。
【００１７】
フレームの他に、接合構造体はその上、例えばスペーサとしてフレーム内部又はフレーム外部に配置され、チップに力が加わってもチップと支持基板との間に均等な距離を確保する更なる要素を有してよい。そのようなスペーサは特にいわゆるピラーであってよい。
【００１８】
第１チップの下側の接合構造体は主要構成要素としてポリマー、Ｃｕ（銅）、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｇ（銀）、若しくはＡｕ（金）又は更なる金属を含んでよい。同様に、配線接続構造体は例えば金属の主要構成要素としてＣｕ、Ａｌ、Ａｇ、若しくはＡｕ、又はこれらの金属からなる導電性金属ナノ粒子を含有するポリマーを含んでよい。
【００１９】
主要構成要素としての金属の中で、特にＣｕが接合構造体にも配線接続構造体にも有利なのは、Ｃｕは標準ＣＭＯＳプロセスと適合し、良好な電気伝導性を有し、良好な機械的剛性値を有し、そして製造工程において十分に長い間酸化性雰囲気に対して耐えるからである。
【００２０】
非金属主要構成要素の中で、ポリマーは、ポリマープリンタを用いた噴射により良好な水平方向の分解能とともに正確に位置合わせされ、十分な厚さで製造されえるという点で有利である。噴射するポリマー材料が例えば金属ナノ粒子の形で金属を含有する場合、その上３次元プロファイルを有する導電性構造体がプリントされる。
【００２１】
配線接続構造体はチップと支持基板との間に１又は複数のバンプ接合体若しくは金属ピラー又はチップ及び／又は支持基板にめっきスルーホールを有してよい。
【００２２】
更に、接合構造体は円形若しくは長方形の断面を有する支持体（ピラー）又は支持フレームを含んでよい。
【００２３】
特に、チップが支持基板上で製造工程において型材によって囲まれる場合、高圧がチップに加わることがある。チップと支持基板との間の接合構造体の一部として支持要素を備えることで、チップの位置や特に場合によっては感受性が高い電気配線接続構造体を安定させることができる。
【００２４】
更に、チップと支持基板との間の支持接合構造体はチップと支持基板との間の材料の異なる膨張係数による悪影響を低減又は完全に補償する。
【００２５】
部品は第２チップを備えてよい。第２チップは第１チップの上方又は直接上に配置されてよい。また、第２チップは第１チップと並んで支持基板上に配置されてもよい。
【００２６】
従って、そのような部品は２つのチップを備える。両チップの一方が機械的にアクティブな部品構造体を含んでよい一方、それぞれ他方のチップは、例えばＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ＝特定用途向け集積回路）が実現される集積回路を含む。このように、機械的な部品を支持するチップは例えば自在に揺動する導電性ダイアフラムや導電性バックプレートを有するマイクロホンチップであってよい一方、他方のチップは、受信した音響信号の電気的にエンコードされた出力信号を出力するため、アナログ又はデジタルの評価ロジックを含む。
【００２７】
部品は、更に、積層体、型材、プリント工程による被塗布材、若しくは第１チップ上方の薄片を有するチューブシート及び／又は支持基板の領域上に直接配置される充填材を備えることができる。その場合、充填材（例えばいわゆるアンダーフィル材等）は、チップと支持基板との間の安定した接合を確立するか又はチップの下の中空空間を密閉するために、例えば第１又は更なるチップ等のチップ材と支持基板との間の隙間を充填する。
【００２８】
更に、部品は、金属からなるトップ層を第１チップ上方又は更なるチップ上方に備えてよい。その場合、金属からなるトップ層はチップと直接接触していてよい。また、トップ層の金属は部品の最上層の１つであり、その下に配置される層を電磁的に遮蔽してよい。
【００２９】
並設されたチップ間の距離が例えば２００μｍよりも長くできる場合、被覆する薄片を基板の表面まで引き下げてよい。
【００３０】
並設されたチップ間の距離が例えば５０μｍよりも短い場合、薄片は基板まで引き下げられない時には中空空間の周囲を囲い込む一部を具現してよい。
【００３１】
トップ層が高音響コントラストを有する１又は複数の層を含む場合、選択的除去により部品の印字を得ることができる。
【００３２】
第１チップ又は更なるチップはセンサチップであってよい。チップはカバーの下に配置されてよい。また、センサチップが部品の周囲と連通でき、例えば圧力比又は異なるガス組成物を分析できる場合、センサチップはカバーの孔を通して周囲と接続される。
【００３３】
部品はマイクロホンであってよい。その場合、センサチップは例えばダイアフラムやバックプレート等の電気音響トランスデューサ構造体を備える。カバーの下には後方容積が構成される。
【００３４】
備えられたマイクロホンが調整可能な信号品質はとりわけいわゆる後方容積に依存する。後方容積は、ダイアフラム後方の音響方向に設置される。後方容積が小さいほど、音響伝搬方向におけるダイアフラムの偏向に対して作用するカウンタープレッシャーは大きい。よって、大きい後方容積が有利である。しかし、小型化に向かう継続的傾向は大きい後方容積とは反対方向にあるため、大きい後方容積を有しながらも全体として小さい寸法を有するマイクロホンを提供することは常に有利である。電気部品が第１チップの他に更なる回路要素を備える場合、これらは共通のカバーの下に配置されてよく、カバー下のチップ間の空間を拡張後方容積として使用してよい。
【００３５】
また、支持基板に凹部を設ければ、後方容積を拡張できる。
【００３６】
部品は第１チップの他にその上少なくとも１つの更なるチップを備えることができる。同様に、更なるチップは支持基板の上側に配置される。支持基板の上側に延在するチップ間の接続区間は非常に長いため、チップ同士が互いに接触又は他の方法で妨害することなく、チップ間に延在する折曲線の形で支持基板は湾曲可能である。複数のそのような折曲線が備えられる場合、主に大きな表面を有する部品をコンパクトな部品と組み合わせることができる。組み合わされた部品が後で成型材とともに成型される結果、異なる回路要素間の距離が正確に定義された機械的に安定した成型部品が得られる。
【００３７】
更に、部品は、外部の回路環境との差込接続により接合し配線接続されるために備えられた露出するストリップ導体及び／又は接触面を支持基板の上側に備えてよい。有利には、ストリップ導体は支持基板の縁で終端する。そこでは、ストリップ導体は有利にはコンタクトパッドに拡張される。また、部品は、容易に対応する適合したねじこみ口に差し込むことができるコネクタを構成する。そのような差込接続は、同時に電気配線接続と機械的接続を具現し、外すのが容易であるという有利な点を有する。従って、不良部品の交換を容易に実行できる。
【００３８】
電気部品の製造方法は第１チップを設けることを含む。第１チップの下側には金属接合構造体と金属配線接続構造体が形成される。接合構造体と配線接続構造体は異なる高さを有する。
【００３９】
更に、十分に柔らかいポリマー層を有する支持基板が設けられる。
【００４０】
第１チップと支持基板とを接合する。その場合、配線接続構造体はそれに十分に柔らかいポリマー層を貫通する。接合構造体はポリマー層を完全に貫通することなく、ポリマー層と接触するか又は僅かにポリマー層に突入する。
【００４１】
支持基板の主要構成要素を構成するポリマー層上に第１チップを載置した後、ポリマー層を硬化することは可能であり、ポリマー層の粘度応じて必要である。その場合、ポリマー層を照射又は加熱により硬化させることができる。
【００４２】
ポリマー層を加熱により硬化させる場合、第１チップ下の接合構造体の存在が有利な効果を奏するのは、異なる熱膨張係数が存在する可能性があるからである。
【００４３】
支持基板は、ポリマー層の下に好適な光波長領域において透明な層を含む。その場合、ポリマー層を有利にはこの波長領域の光を用いた曝射により硬化する。その場合、好適なのは、ポリマー層の硬化が良好に可能な、その光波長領域である。特に、紫外線照射によって、ポリマー層を容易に硬化することができる。
【００４４】
第１チップと並んで又は第１チップ上にまた更なるチップ又は複数の更なるチップ（を配置する。
【００４５】
例えばアンダーフィル材等の充填材は、チップ材と支持基板との間の領域に配置されてよい。
【００４６】
それにより、接合構造体は中空空間の周囲にフレームを形成することができ、充填材を中空空間から溢れ出るリスクなく、大面積に渡り支持基板の上側に載置することができる。
【００４７】
型材及び／又は薄片は第１チップの上方に載置されてよい。
【００４８】
更に、金属トップ層は第１チップの上又は第１チップの上方に載置されてよい。
【００４９】
支持基板はポリマー層の下に更なる層を含み、更なる層は、ポリマー層の硬化後、完全に又は選択的に配線接続構造体の領域から除去され、その場合配線接続構造体は露出されてよい。
【００５０】
配線接続構造体の露出はレーザを用いて行われてよい。
【００５１】
配線接続構造体は接触部を備えてよい。配線接続体の接触部はストリップ導体の形成により露出された後、支持基板の下側に接触される。
【００５２】
ストリップ導体の形成には、通常のリソグラフィ工程を用いてよい。
【００５３】
複数の部品が同時に複数製造されてよい。全ての部品の全ての構成要素がつなぎ合わされた後、個々の部品を個別化することにより分離してよい。
【００５４】
部品の上側に光学的に高コントラストを有する複合層を付着させてよい。そのような複合層は、例えば銅、ニッケル、及び黒ニッケルを含有する薄膜又は層を含んでよい。その後、部品はニッケル含有材料を選択的に除去することで印字される。
【００５５】
導電性構造体はチップの表面及び／又は支持基板の表面に金属若しくは合金を被着すること又は例えばナノ粒子等の金属含有粒子を噴射することにより形成してよい。導電性構造体は、このように、電解めっき若しくは無電解めき工程により又は好適なプリンタによるプリントにより製造してよい。
【００５６】
チップはお互いに積み重ねてよく、めっきスルーホールを通してお互いに又は基板と配線接続されてよい。そのため、チップ表面上に再配線層が配置されてもよく、接触部を通して異なる水平方向の位置で配線接続されてよい。
【００５７】
例えばチップと基板との間又はチップ間の電気的はんだ接続は、例えばコテはんだにより実施してよい。
【００５８】
以下、部品又は方法の主な特徴を、概略的であって限定的でない図面を参照して更に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】ポリマー層のベースとなる支持基板下層ＴＳＵを示す。
【図２】支持基板上層ＴＳＯを有する支持基板を示す。
【図３】部品構造体ＢＥＳをその下側に有する第１チップＣＨ１を示す。
【図４】同時にその下側に配線接続構造体ＶＳＳが形成されている、第１チップを示す。
【図５】その下側に更に接合構造体ＶＢＳが配置されている、チップの一態様を示す。
【図６】支持基板ＴＳ上の第１チップＣＨ１の配置を示す。
【図７】支持基板ＴＳ上の第２チップＣＨ２の配置を示す。
【図８】第１チップＣＨ１と第２チップＣＨ２が並設されている支持基板の一部を示す。
【図９】第２チップＣＨ２と支持基板との間の隙間の充填材ＵＦを示す。
【図１０】下層ＴＳＵに孔Ｌが形成されている支持基板を示す。
【図１１】コンタクトパッドＫＰとチップの異なる電気接触部間の信号経路を実現する、支持基板の下側の金属被覆部Ｍを示す。
【図１２】ポリマー層を硬化させた後ポリマー層以外には更なる層を最早含まない、支持基板の形態である。
【図１３】更なる充填材を用いていない、ポリマー層上における第２チップＣＨ２の直接配置を示す。
【図１４】第２チップ下の充填材によって強化されていない支持基板を示す。
【図１５】支持基板の上側のチップの上方に配置される薄片Ｆを示す。
【図１６】充填材に対する障壁としてのフレーム形状の接合構造体の効果を示す、部品の断面図である。
【図１７】差込接続の構成のため、支持基板の上面に信号経路とコンタクトパッドとを有する部品を示す。
【図１８】成型材ＶＭを有する部品を示す。
【図１９】カバー下に後方容積を有するマイクロホンとして構成された部品を示す。
【図２０】第１チップの下に凹部において後方容積を有するマイクロホンとして構成された部品を示す。
【図２１】後方容積の大部分が凹部においてトランスデューサチップと並んで配置される、マイクロホンとしての部品の構成である。
【発明を実施するための形態】
【００６０】
図６は、支持基板のポリマー含有上層ＴＳＯの厚さに対する、接合構造体ＶＢＳ及び配線接続構造体ＶＳＳの主要な幾何学的寸法又は構造の高さを示す。接合構造体ＶＢＳ及び配線接続構造体ＶＳＳは第１チップＣＨ１の下側に配置される。配線接続構造体ＶＳＳの高さは接合構造体ＶＢＳの高さより大きい。主に、接合構造体ＶＢＳは、第１チップＣＨ１の下側と支持基板ＴＳの上側との距離を維持する役割を果たす。その場合、接合構造体ＶＢＳは、主にポリマー材料からなる支持基板ＴＳの最上層ＴＳＯと接触する。接合構造体ＶＢＳはほぼ上層ＴＳＯの上側に載置されるか、又は場合によっては僅かに上層ＴＳＯに突入していてよい。
【００６１】
配線接続構造体ＶＳＳはその大きい高さにより支持基板ＴＳのポリマー含有上層ＴＳＯを貫通している。後で配線接続構造体ＶＳＳの要素と電気的接触を起こす場合、単に支持基板の下層ＴＳＵを貫通すればよい。その場合、上層ＴＳＯはほぼ維持され、機械的安定性が確保される。
【００６２】
図１〜５はそのような部品の主な製造工程を示す：
図１には、支持基板のベース、つまり支持基板の下層ＴＳＵが示されている。
【００６３】
その上には、ポリマー含有上層ＴＳＯが載置される（図２）。その場合、上層は非常に柔らかいため、配線接続構造体ＶＳＳはこれを後ほど容易に貫通できる。特に、上層ＴＳＯは液状であってよい。
【００６４】
図３は、その下側に、例えばＳＡＷ構造体、ＢＡＷ構造体、又はダイアフラム等の感受性が高い部品構造体ＢＥＳを支持する第１チップＣＨ１を示す。部品構造体は、正確な機能を確保するため、揺動自在に第１チップＣＨ１の上側に配置されることを特徴とする。
【００６５】
図４は、例えば部品構造体を外部の回路環境又は部品の更なる回路部品と配線接続するために、配線接続構造体ＶＳＳが第１チップＣＨ１の下側に配置される仕方を示す。
【００６６】
図５は、更に第１チップの下側の接合構造体ＶＢＳを示す。それにより、部品構造体ＢＥＳとそのために設けられた支持基板ＴＳとの十分な距離を維持することができるが、接合構造体ＶＢＳは、好ましくは、部品構造体ＢＥＳよりも大きい構造高さを有する。
【００６７】
このように、第１チップＣＨ１におけるその下側のその構造体と支持基板ＴＳとが接合した後、図６に示される部品が得られ、部品構造体は支持基板ＴＳとの十分な距離を有する。接合構造体ＶＢＳは自身が閉じられている場合、特に、部品構造体が配置される、遮断された中空空間が得られる。
【００６８】
図７は第２チップＣＨ２が配置された支持基板ＴＳの一部を更に示す。第２チップは感受性が高い部品構造体をその表面に備えることを必要としない。そのため、その下側と支持基板ＴＳとが直接接触しても破損しない。第２チップＣＨ２と支持基板ＴＳとの接合構造体は可能であるが、必須ではない。
【００６９】
ここで、図８は、機械的に感受性が高い部品構造体をその下側に有する第１チップＣＨ１とともに感受性が低い第２チップＣＨ２を支持基板上に配置した部品Ｂを示す。両チップは、支持基板ＴＳのポリマー含有最上層を通る、電気接触構造体をその下側に備える。
【００７０】
図９は、第２チップＣＨ２が支持基板と直接接触していない実施形態を示す。第２チップＣＨ２と支持基板ＴＳとの間の自由空間が望ましくない場合、第２チップＣＨ２下の容積を、例えばアンダーフィル材ＵＦ等の充填材で充填してよい。
【００７１】
第１チップＣＨ１の接合構造体ＶＢＳはリング状に閉じられているフレームＲとして形成されているので、第１チップＣＨ１の下側の感受性が高い部品構造体にとってもアンダーフィル材ＵＦを塗布することによる危険はない。逆に、充填材ＵＦは第１チップＣＨ１下の中空空間の密閉閉止を向上させることができる。
【００７２】
図１０は、配線接続構造体ＶＳＳが電気的に接続される場合における、従来の部品に対する本発明の構成の主な利点を示す。有利には、支持基板の上層が硬化される一方で、十分な機械的安定性を与えることができる。なお、信号線を形成して配線構造体の配線接続を行うため、その下の層ＴＳＵを貫通し、それにより配線接続構造体ＶＳＳを露出させることがただ必要である。このように、例えばレーザを用いて、孔Ｌを支持基板ＴＳのポリマー層の下に配置された層ＴＳＵに作孔してよい。
【００７３】
図１１は、通常のリソグラフィ工程によって支持基板の下側に配置され、チップの電気接触部間又はチップの接触部と外部のコンタクトパッドＫＰを配線接続する、その金属被覆部Ｍを示す。
【００７４】
図１２は、信号経路を形成するための金属被覆部Ｍを下側に設置する前に、個々の孔Ｌを選択的に配線接続構造体ＶＳＳの位置に作孔するのではなく、支持基板ＴＳの下層ＴＳＵを完全に除去した実施形態を示す。
【００７５】
図１３及び１４は、支持基板と第２チップＣＨ２との間に充填材が配置されていない、支持基板の下側の対応する電気接続を示す。ポリマー層の厚さ及び安定性に応じて、これらはすでに十分な機械的安定性（図１４）を自在に有することができる。
【００７６】
図１５は、部品の上側が薄片Ｆによって被覆される、更なる場合を示す。支持基板上側のチップがどれだけお互いに距離が離れているかに応じて、薄片Ｆを支持基板の上面と接合するか、又はチップの間で薄片の下の中空空間を取り囲んでよい。薄片が支持基板の上面と接触する場合、例えば支持基板のめっきスルーホールによって、薄片は電位と接続することができる。更に、対応して複数製造された支持基板を個別化してよく、薄片による密閉が個別化によって損なわれない、複数の異なる部品を得る。薄片が支持基板及びチップの側面とともに中空区間を形成する場合、マイクロホンのための後方容積として形成される。
【００７７】
図１６は、第１チップＣＨ１下の中空空間Ｈから充填材ＵＦが溢出することを効果的に妨げる、フレームとして形成された接合構造体ＶＢＳの保護効果を示す。従って、部品構造体ＢＥＳは確実に中空空間Ｈに格納される。
【００７８】
第１チップＣＨ１の他にも、更なるチップＣＨ２と第３チップＣＨ３が支持基板の上側に配置されている。
【００７９】
図１７は、信号経路ＳＬを支持基板の上面の金属被覆部により形成する場合を示す。その場合、信号経路はチップの接触部から美品の縁に向かって延在し、コンタクトパッドＫＰで終端してよい。それにより、簡易な方法で、外部の回路環境に差込接続することが可能である。
【００８０】
折曲線ＫＮは、チップ又は他の回路要素が支持基板の上側で支持基板の屈曲後、折曲縁ＫＮにおいてまだ十分な場所を有するように、選択される。屈曲後、支持基板をその部品とともに上面で、例えばポリマー又は合成樹脂等の成型材により成型することができる。
【００８１】
そのような成型材は図１８に示される。その場合、成形材は部品の上側全体を被覆する。
【００８２】
図１９は、マイクロホンとしての部品の実施形態を示す。第１チップＣＨ１は部品構造体としてダイアフラムＭＢとバックプレートＲＰとを支持する。支持基板の上側はカバーＤにより被覆される。カバーＤには孔が音響入力孔として構成される。カバーＤは第１チップＣＨ１と並んで後方容積ＲＶを更に含む。それとともに、音響的な短絡が回避され、音響入力と後方容積ＲＶとの間に音響シールＡＤが形成される。この場合、接合構造体は完全には閉止されないため、第１チップＣＨ１のダイアフラムＭＢの下の容積と後方容積ＲＶとの間のガス交換が可能である。
【００８３】
図２０は、ダイアフラムの下の後方容積を、支持基板つまりその最上層ＴＳＯに凹部により設ける場合を示す。
【００８４】
支持基板の最上層ＴＳＯが厚いほど、後方容積ＲＶは大きい。その場合、配線接続構造体は、最上層ＴＳＯを完全に貫通するほど十分に長い。
【００８５】
図２１は、後方容積の一部が支持基板の凹部ＡＵにより第１チップと並んで形成される、マイクロホンとしての部品の更なる実施形態を示す。支持基板の更なる孔Ｌは音響入力孔を示す。接合構造体は、音響的短絡を回避するため、この実施形態ではリング状に閉じられている。
【００８６】
部品も部品の製造方法も、例示又は記載された実施形態に限定されない。
以下に本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[Ｃ１]  電気部品（Ｂ）において以下を備える：
少なくとも１つのポリマー層（ＴＳＯ）を有する支持基板（ＴＳ）と、
その下側に接合構造体（ＶＢＲ）と金属配線接続構造体（ＶＳＳ）を有する第１チップ（ＣＨ１）、
以下を特徴とする、
前記第１チップ（ＣＨ１）は前記支持基板（ＴＳ）上に配置され、
前記接合構造体（ＶＢＳ）は前記ポリマー層（ＴＳＯ）上に載置されるか、又は前記ポリマー層（ＴＳＯ）内において貫通することなく突出し、
前記配線接続構造体（ＶＳＳ）は前記ポリマー層（ＴＳＯ）を貫通する。
[Ｃ２]  前記第１チップ（ＣＨ１）は、ＭＥＭＳチップ、ＮＥＭＳチップ、ＩＣチップ、光電子チップ、アクチュエータチップ、単にパッシブ回路素子を備えるチップの中から選択される、Ｃ１に記載の部品。
[Ｃ３]  前記支持基板（ＴＳ）は、半導体内蔵基板、回路基板、ＬＴＣＣ基板、ＨＴＣＣ基板、有機支持薄片、無機支持薄片、金属薄片、単結晶基板、多結晶基板、半導体基板、セラミック基板、ガラス基板から選択される層（ＴＳＵ）を更に備える、Ｃ１又は２に記載の部品。
[Ｃ４]  Ｃ１〜３の何れか１項に記載の部品において、
前記第１チップ（ＣＨ１）と前記支持基板（ＴＳ）との間の隙間を更に有し、
感受性が高い構造体（ＢＥＳ）は、前記支持基板（ＴＳ）と接触することなく、前記第１チップ（ＣＨ１）の下側に配置される。
[Ｃ５]  前記隙間は側方において前記チップの下側にフレーム（Ｒ）として形成された前記接合構造体（ＶＢＳ）により画定され、前記チップ（ＣＨ１）、前記フレーム（Ｒ）、及び前記支持基板（ＴＳ）は中空空間（Ｈ）を取り囲む、Ｃ４項に記載の部品。
[Ｃ６]  Ｃ１〜５の何れか１項に記載の部品において、
主要構成要素としての前記接合構造体（ＶＢＳ）はポリマー、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇ、又はＡｕそして、
主要構成要素としての前記配線接続構造体（ＶＳＳ）はＣｕ、Ａｌ、Ａｇ、又はＡｕを含有する。
[Ｃ７]  Ｃ１〜６の何れか１項に記載の部品において、前記配線接続構造体（ＶＳＳ）は、  バンプ接合体若しくは金属ピラー又は
前記チップ（ＣＨ１）及び／又は前記支持基板（ＴＳ）にめっきスルーホールを有する。
有する。
[Ｃ８]  前記接合構造体（ＶＢＳ）は円形若しくは長方形の断面を有する支持体又は支持フレーム（Ｒ）を含む、Ｃ１〜７の何れか１項に記載の部品。
[Ｃ９]  Ｃ１〜８の何れか１項に記載の部品は第２チップ（ＣＨ２）を更に備え、前記第２チップは
前記第１チップ（ＣＨ１）の上方又は上に配置されるか、
前記第１チップ（ＣＨ１）と並んで前記支持基板（ＴＳ）上に配置される。
[Ｃ１０]  Ｃ１〜９の何れか１項に記載の部品は、以下を更に備える：
積層体、型材（ＶＭ）、プリント工程による被塗布材、若しくは前記第１チップ（ＣＨ１）上方の薄片（Ｆ）を有するチューブシート及び／又は、
前記支持基板（ＴＳ）の領域上に直接配置され、チップ材と前記支持基板（ＴＳ）との間の隙間を充填する充填材（ＵＦ）。
[Ｃ１１]  金属からなるトップ層を前記第１チップ（ＣＨ１）上方に更に備える、Ｃ１〜１０の何れか１項に記載の部品。
[Ｃ１２]  Ｃ１〜１１の何れか１項に記載の部品において、
前記第１チップ（ＣＨ１）又は更なるチップ（ＣＨ２、ＣＨ３）はセンサチップであって、カバー（Ｄ）の下に配置され、
前記センサチップは前記カバー（Ｄ）の孔を通して前記部品（Ｂ）の周囲と接続される。
[Ｃ１３]  Ｃ１２に記載の部品において、
前記部品はマイクロホンであって、
前記センサチップは電気音響トランスデューサ構造体を備え、
前記カバー（Ｄ）の下には後方容積（ＲＶ）が構成される。
[Ｃ１４]  少なくとも１つの更なるチップ（ＣＨ２、ＣＨ３）を備える部品において、前記更なるチップ（ＣＨ２、ＣＨ３）は前記支持基板（ＴＳ）の上側に配置され、前記支持基板（ＴＳ）上の前記第１チップ（ＣＨ１）と前記更なるチップ（ＣＨ２、ＣＨ３）との間の接続区間は非常に長いため、前記チップ（ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３）間の前記支持基板（ＴＳ）は湾曲可能である、Ｃ１〜１３の何れか１項に記載の部品。
[Ｃ１５]  外部の回路環境との差込接続により接合し配線接続されるために備えられた露出するストリップ導体（ＳＬ）を前記支持基板（ＴＳ）の上側に更に備える、Ｃ１〜１４の何れか１項に記載の部品。
[Ｃ１６]  電気部品（Ｂ）の製造方法は以下のステップを備える：
第１チップ（ＣＨ１）を設けるステップと、
前記第１チップ（ＣＨ１）の下側に金属接合構造体（ＶＢＳ）と金属配線接続構造体（ＶＳＳ）を形成するステップにおいて、前記両構造体（ＶＢＳ、ＶＳＳ）は異なる高さを有するステップと、
柔らかいポリマー層（ＴＳＯ）を有する支持基板（ＴＳ）を設けるステップと、
前記第１チップ（ＣＨ１）と前記支持基板（ＴＳ）とを接合するステップにおいて、前記配線接続構造体（ＶＳＳ）は前記ポリマー層（ＴＳＯ）を貫通し、前記接合構造体（ＶＢＳ）は前記ポリマー層（ＴＳＯ）を貫通することなく前記ポリマー層（ＴＳＯ）と接触するステップ。
[Ｃ１７]  前記ポリマー層（ＴＳＯ）を、前記第１チップ（ＣＨ１）を載置した後に、照射又は加熱によって硬化させる、Ｃ１６に記載の方法。
[Ｃ１８]  Ｃ１７に記載の方法において、
前記支持基板（ＴＳ）は前記ポリマー層（ＴＳＯ）の下に層を含み、前記層は好適な光波長領域において透明であり、前記ポリマー層（ＴＳＯ）を前記波長領域において曝射により硬化する。
[Ｃ１９]  前記第１チップ（ＣＨ１）と並んで又は前記第１チップ（ＣＨ１）上にまた更なるチップ（ＣＨ２）又は複数の更なるチップ（ＣＨ２、ＣＨ３）を配置する、Ｃ１６〜１８の何れか１項に記載の方法。
[Ｃ２０]  充填材（ＵＦ）はチップ材（ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３）と前記支持基板（ＴＳ）との間の領域に配置される、Ｃ１６〜１９の何れか１項に記載の方法。
[Ｃ２１]  型材（ＶＭ）及び／又は薄片（Ｆ）は前記第１チップ（ＣＨ１）の上方に載置される、Ｃ１６〜２０の何れか１項に記載の方法、
[Ｃ２２]  金属トップ層は前記第１チップ（ＣＨ１）の上方に載置される、Ｃ１６〜２１の何れか１項に記載の方法。
[Ｃ２３]  前記支持基板（ＴＳ）は前記ポリマー層（ＴＳＯ）の下に更なる層（ＴＳＵ）を含み、前記更なる層（ＴＳＵ）は、前記ポリマー層（ＴＳＯ）の硬化後、完全に又は選択的に前記配線接続構造体（ＶＳＳ）の領域から除去され、前記配線接続構造体（ＶＳＳ）は露出される、Ｃ１６〜２２の何れか１項に記載の方法。
[Ｃ２４]  前記配線接続構造体（ＶＳＳ）の露出はレーザを用いて行われる、Ｃ２３に記載の方法。
[Ｃ２５]  Ｃ２３又は２４の何れか１項に記載の方法において、
前記配線接続構造体（ＶＳＳ）は接触部（ＫＰ）を備え、
前記接触部（ＫＰ）はストリップ導体（ＳＬ）の形成により露出された後、前記支持基板（ＴＳ）の下側で接触される。
[Ｃ２６]  前記部品は複数の他の部品とともに複数製造され、前記他の部品から個別化することにより分離される、Ｃ１６〜２５の何れか１項に記載の方法。
[Ｃ２７]  Ｃ１６〜２６の何れか１項に記載の方法において、
前記部品の上側に、Ｃｕ、Ｎｉ、及び黒ニッケルを含有する層を有する複合層を付着させ、その後、
Ｎｉ含有材料を選択的に除去することで、印字される。
[Ｃ２８]  導電性構造体（ＳＬ）は前記チップ（ＣＨ１）の表面及び／又は前記支持基板（ＴＳ）の表面に金属若しくは合金を被着すること又は金属含有ナノ粒子を噴射することにより形成される、Ｃ１６〜２７の何れか１項に記載の方法。
【００８７】
符号の説明
ＡＵ：          凹部
Ｂ：            部品
ＢＥＳ：        部品構造体
ＣＨ１：        第１チップ
ＣＨ２：        第２チップ
ＣＨ３：        第３チップ
Ｄ：            カバー
Ｆ：            薄片
Ｈ：            中空空間
ＫＮ：          折曲線
ＫＰ：          コンタクトパッド
Ｌ：            孔
Ｍ：            金属被覆部
ＭＢ：          ダイアフラム
Ｒ：            フレーム
ＲＰ：          バックプレート
ＲＶ：          後方容積
ＳＬ：          信号経路
ＴＳ：          支持基板
ＴＳＯ：        支持基板最上層
ＴＳＵ：        支持基板最上層の下の層
ＵＦ：          充填材又はアンダーフィル材
ＶＢＳ：        接合構造体
ＶＭ：          成型材
ＶＳＳ：        配線接続構造体
【図１】
0006672301.tif 000002
【図２】
0006672301.tif 000003
【図３】
0006672301.tif 000004
【図４】
0006672301.tif 000005
【図５】
0006672301.tif 000006
【図６】
0006672301.tif 000007
【図７】
0006672301.tif 000008
【図８】
0006672301.tif 000009
【図９】
0006672301.tif 000010
【図１０】
0006672301.tif 000011
【図１１】
0006672301.tif 000012
【図１２】
0006672301.tif 000013
【図１３】
0006672301.tif 000014
【図１４】
0006672301.tif 000015
【図１５】
0006672301.tif 000016
【図１６】
0006672301.tif 000017
【図１７】
0006672301.tif 000018
【図１８】
0006672301.tif 000019
【図１９】
0006672301.tif 000020
【図２０】
0006672301.tif 000021
【図２１】
0006672301.tif 000022