DE10335153B4 - Schaltungsanordnung auf einem Substrat, die einen Bestandteil eines Sensors aufweist, und Verfahren zum Herstellen der Schaltungsanordnung auf dem Substrat - Google Patents

Schaltungsanordnung auf einem Substrat, die einen Bestandteil eines Sensors aufweist, und Verfahren zum Herstellen der Schaltungsanordnung auf dem Substrat Download PDF

Info

Publication number
DE10335153B4
DE10335153B4 DE10335153A DE10335153A DE10335153B4 DE 10335153 B4 DE10335153 B4 DE 10335153B4 DE 10335153 A DE10335153 A DE 10335153A DE 10335153 A DE10335153 A DE 10335153A DE 10335153 B4 DE10335153 B4 DE 10335153B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
component
substrate
electrical
semiconductor device
discrete
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.)
Expired - Fee Related
Application number
DE10335153A
Other languages
English (en)
Other versions
DE10335153A1 (de
Inventor
Franz Dr. Auerbach
Bernd Gutsmann
Thomas Dr. Licht
Norbert Dr. Seliger
Eckhard Prof. Wolfgang
Jörg ZAPF
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies AG
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
EUPEC GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, EUPEC GmbH filed Critical Siemens AG
Priority to DE10335153A priority Critical patent/DE10335153B4/de
Priority to PCT/EP2004/051458 priority patent/WO2005013363A2/de
Priority to US10/566,439 priority patent/US20060267135A1/en
Publication of DE10335153A1 publication Critical patent/DE10335153A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10335153B4 publication Critical patent/DE10335153B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/16—Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/538—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames the interconnection structure between a plurality of semiconductor chips being formed on, or in, insulating substrates
    • H01L23/5389—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames the interconnection structure between a plurality of semiconductor chips being formed on, or in, insulating substrates the chips being integrally enclosed by the interconnect and support structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—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
    • H01L24/18—High density interconnect [HDI] connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/23—Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process
    • H01L24/24—Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process of an individual high density interconnect connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/82—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected by forming build-up interconnects at chip-level, e.g. for high density interconnects [HDI]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/16—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
    • 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
    • H01L2224/18—High density interconnect [HDI] connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/23—Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process
    • H01L2224/24—Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process of an individual high density interconnect connector
    • H01L2224/2401—Structure
    • H01L2224/2402—Laminated, e.g. MCM-L type
    • 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
    • H01L2224/18—High density interconnect [HDI] connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/23—Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process
    • H01L2224/24—Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process of an individual high density interconnect connector
    • H01L2224/2405—Shape
    • H01L2224/24051—Conformal with the semiconductor or solid-state device
    • 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
    • H01L2224/18—High density interconnect [HDI] connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/23—Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process
    • H01L2224/24—Structure, shape, material or disposition of the high density interconnect connectors after the connecting process of an individual high density interconnect connector
    • H01L2224/241—Disposition
    • H01L2224/24151—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
    • H01L2224/24221—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
    • H01L2224/24225—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
    • H01L2224/24226—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 the HDI interconnect connecting to the same level of the item at which the semiconductor or solid-state body is mounted, e.g. the item being planar
    • 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
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • H01L2224/818—Bonding techniques
    • H01L2224/81801—Soldering or alloying
    • 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
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/82—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected by forming build-up interconnects at chip-level, e.g. for high density interconnects [HDI]
    • 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
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • 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
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/86—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using tape automated bonding [TAB]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/81—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a bump connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/07—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00
    • H01L25/072—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L29/00 the devices being arranged next to each other
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01005—Boron [B]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01006—Carbon [C]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01023—Vanadium [V]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01029—Copper [Cu]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01033—Arsenic [As]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01058—Cerium [Ce]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01061—Promethium [Pm]
    • 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
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01074—Tungsten [W]
    • 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
    • H01L2924/013—Alloys
    • H01L2924/014—Solder alloys
    • 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
    • H01L2924/095—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00 with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials provided in the groups H01L2924/013 - H01L2924/0715
    • H01L2924/097—Glass-ceramics, e.g. devitrified glass
    • H01L2924/09701—Low temperature co-fired ceramic [LTCC]
    • 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
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • 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
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
    • 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
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304—Transistor
    • H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
    • H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]
    • 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
    • H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/1901—Structure
    • H01L2924/1904—Component type
    • H01L2924/19041—Component type being a capacitor
    • 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
    • H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/1901—Structure
    • H01L2924/1904—Component type
    • H01L2924/19042—Component type being an inductor
    • 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
    • H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/1901—Structure
    • H01L2924/1904—Component type
    • H01L2924/19043—Component type being a resistor
    • 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
    • H01L2924/30—Technical effects
    • H01L2924/301—Electrical effects
    • H01L2924/3025—Electromagnetic shielding
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/14—Related to the order of processing steps
    • H05K2203/1461—Applying or finishing the circuit pattern after another process, e.g. after filling of vias with conductive paste, after making printed resistors
    • H05K2203/1469—Circuit made after mounting or encapsulation of the components
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Manufacturing Of Electrical Connectors (AREA)

Abstract

Schaltungsanordnung (1) auf einem Substrat (2) mit
– mindestens einem auf dem Substrat (2) angeordneten Halbleiterbauelement (3) mit mindestens einer elektrischen Kontaktfläche (31), die vom Substrat abgekehrt ist,
– mindestens einer auf das Substrat und das Bauelement auflaminierten Folie aus elektrisch isolierendem Material, wobei die Folie derart angeordnet ist, dass die Kontaktfläche frei zugänglich ist, und
– mindestens einer auf der Folie angeordneten Verbindungsleitung (4) zur elektrischen Kontaktierung der Kontaktfläche (31) des Halbleiterbauelements (3),
dadurch gekennzeichnet, dass
– die elektrische Verbindungsleitung (4) ein Bestandteil (51) mindestens eines auf dem Substrat (2) angeordneten, diskreten, passiven elektrischen Bauelements (5) ist und das diskrete, passive elektrische Bauelement (5) ein Bestandteil eines Sensors (7) einer physikalischen Größe ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung auf einem Substrat mit mindestens einem auf dem Substrat angeordneten Halbleiterbauelement mit mindestens einer elektrischen Kontaktfläche, die vom Substrat abgekehrt ist, mindestens einer auf das Substrat und das Bauelement auflaminierten Folie aus elektrisch isolierendem Material, wobei die Folie derart angeordnet ist, dass die Kontaktfläche frei zugänglich ist, und mindestens einer auf der Folie angeordneten Verbindungsleitung zur elektrischen Kontaktierung der Kontaktfläche des Halbleiterbauelements. Daneben wird ein Verfahren zum Herstellen der Schaltungsanordnung angegeben.
  • Eine derartige Schaltungsanordnung und ein Verfahren zum Herstellen dieser Schaltungsanordnung sind beispielsweise aus der WO 03/030247 A2 bekannt. Das Substrat ist beispielsweise ein DCB (Direct Copper Bonding)-Substrat, das aus einer Trägerschicht aus einer Keramik besteht, an der beidseitig elektrisch leitende Schichten aus Kupfer aufgebracht sind. Auf eine dieser elektrisch leitenden Schichten aus Kupfer wird beispielsweise ein Halbleiterbauelement derart aufgelötet, dass eine vom Substrat wegweisende Kontaktfläche des Halbleiterbauelements vorhanden ist. Das Halbleiterbauelement ist beispielsweise ein Leistungshalbleiterbauelement in Form eines MOSFETs.
  • Auf diese Anordnung aus dem Halbleiterbauelement und dem Substrat wird eine Folie auf Polyimid- oder Epoxidbasis unter Vakuum auflaminiert, so dass die Folie mit dem Halbleiterbauelement und dem Substrat eng anliegend verbunden ist. Die Folie bedeckt das Halbleiterbauelement und das Substrat. Nachfolgend wird dort, wo sich die elektrische Kontaktfläche des Halbleiterbauelements befindet ist, ein Fenster in der Folie erzeugt. Das Erzeugen des Fensters erfolgt beispielsweise durch Laserablation. Durch das Erzeugen des Fensters wird die Kontaktfläche des Halbleiterbauelements freigelegt. Im Weiteren erfolgt eine elektrische Kontaktierung der Kontaktfläche. Dazu wird beispielsweise auf der Folie eine Maske aufgebracht, die die Kontaktfläche und Bereiche für die Verbindungsleitung zur Kontaktfläche hin freilässt. Nachfolgend wird auf der Kontaktfläche und auf den freien Bereiche der Folie eine zusammenhängende Schicht aus einem elektrisch leitenden Material erzeugt. Es bildet sich die Verbindungsleitung zur elektrischen Kontaktierung der Kontaktfläche des Halbleiterbauelements.
  • Über die beschriebene Verbindungsleitung können mehrere Halbleiterbauelemente bzw. die Kontaktflächen der Halbleiterbauelemente elektrisch leitend verbunden werden. Ein diskretes, passives elektrisches Bauelement, beispielsweise ein Kondensator oder eine Spule, das eventuell für die Schaltungsanordnung benötigt wird, muss als separates Bauelement auf dem Substrat aufgebracht werden. Ein nachträgliches Aufbringen des diskreten, passiven elektrischen Bauelements ist aber aufwändig.
  • Aus US 6 365 498 B1 und aus EP 1 182 703 A2 geht jeweils eine Anordnung eines diskreten passiven Bauelements auf einem Silizium-Wafer und ein Verfahren zum Herstellen der Anordnung hervor. Das passive Bauelement ist beispielsweise ein Kondensator.
  • Aus WO 02/25732 A2 geht ein Schaltungsanordnung in Form eines Leistungshalbleitermoduls hervor. Dabei ist auf einer Oberfläche des Substrats des Leistungshalbleitermoduls ein diskretes elektrisches Bauelement aufgebracht.
  • Bei den vorgestellten Lösungen sind die diskreten passiven Bauelemente jeweils Bestandteil einer Schaltungsanordnung zur elektrischen Ansteuerung von Halbleiterbauelementen. Die passiven Bauelemente dienen der elektrischen Ansteuerung der Halbleiterbauelemente.
  • Weitere Modulbauelemente, beispielsweise ein Temperatursensor zum Erfassen einer Temperatur des Halbleiterbauelements, kann in den bekannten Schichtaufbauten nicht integriert werden. Solche Modulbauelemente werden üblicherweise auf dem Modul separiert von der Schaltungsanordnung aufgebracht.
    •
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen im Vergleich zum bekannten Stand der Technik kompakteren Aufbau der Schaltungsanordnung und ein vereinfachtes Verfahren zum Herstellen der Schaltungsanordnung auf dem Substrat anzugeben.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird eine Schaltungsanordnung auf einem Substrat angegeben, mit mindestens einem auf dem Substrat angeordneten Halbleiterbauelement mit mindestens einer elektrischen Kontaktfläche, die vom Substrat abgekehrt ist, mindestens eine auf das Substrat und das Bauelement auflaminierte Folie aus elektrisch isolierendem Material, wobei die Folie derart angeordnet ist, dass die Kontaktfläche frei zugänglich ist, und mindestens einer auf der Folie angeordneten Verbindungsleitung zur elektrischen Kontaktierung der Kontaktfläche des Halbleiterbauelements. Daneben wird ein Verfahren zum Herstellen der Schaltungsanordnung angegeben. Die Schaltungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindungsleitung ein Bestandteil mindestens eines auf dem Substrat angeordneten, diskreten, passiven elektrischen Bauelements ist und das diskrete, passive elektrische Bauelement ein Bestandteil eines Sensors einer physikalischen Größe ist.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird auch ein Verfahren zum Herstellen der Schaltungsanordnung mit folgenden Verfahrensschritten angegeben: a) Anordnen eines Halbleiterbauelements mit einer elektrischen Kontaktfläche auf einem Substrat derart, dass die elektrische Kontaktfläche vom Substrat abgekehrt ist, b) Aufbringen einer Folie aus elektrisch isolierendem Material auf das Halbleiterbauelement und das Substrat, c) Öffnen eines Fensters in der Folie derart, dass die elektrische Kontaktfläche des Halbleiterbauelements freigelegt wird, und d) Erzeugen der elektrischen Verbindungsleitung, wobei die Kontaktfläche des Halbleiterbauelements kontaktiert wird und der Bestandteil des diskreten, passiven elektrischen Bauelements entsteht.
  • Das Halbleiterbauelement kann ein Halbleiterbauelement auf Basis eines beliebigen Halbleiterwerkstoffs sein. Der Halbleiterwerkstoff ist beispielsweise Silizium oder Galliumarsenid. Besonders vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang der Halbleiterwerkstoff Siliziumcarbid (SiC). Halbleiterbauelemente mit einem derartigen Halbleiterwerkstoff eignen sich besonders für Hochtemperaturanwendungen.
  • In einer besonderen Ausgestaltung ist das Halbleiterbauelement ein Leistungshalbleiterbauelement. Das Leistungshalbleiterbauelement ist beispielsweise ein MOSFET, ein IGBT oder ein Bipolar-Transistor. Derartige Leistungshalbleiterbauelemente sind für ein Steuern und/oder Schalten hoher Ströme (einige hundert A) geeignet.
  • Die genannten Leistungshalbleiterbauelemente sind steuerbar. Dazu verfügen die Leistungshalbleiterbauelemente jeweils über mindestens einen Eingangs-, einen Ausgangs- und einen Steuerkontakt. Bei einem Bipolar-Transistor wird der Eingangskontakt üblicherweise als Emitter, der Ausgangskontakt als Kollektor und der Steuerkontakt als Basis bezeichnet. Bei einem MOSFET werden diese Kontakte als Source, Drain und Gate bezeichnet.
  • Als Substrate kommen beliebige Schaltungsträger auf organischer oder anorganischer Basis in Frage. Solche Substrate sind beispielsweise PCB (Printed Circuit Board)-, DCB-, IM (Insolated Metal)-, HTCC (High Temperature Cofired Ceramics)- und LTCC (Low Temperature Cofired Ceramics)-Substrate.
  • Eine elektrische Verbindungsleitung (Zuleitung) wird im Allgemeinen als parasitäres oder auch als verteiltes Bauelement angesehen. Unter dem diskreten, passiven elektrischen Bauelement ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung kein parasitäres elektrisches Bauelement zu verstehen. Vielmehr ist das diskrete, passive elektrische Bauelement als konzentriertes Bauelement, also als idealisiertes Bauelement, zu betrachten.
  • Die Verbindungsleitung dient der elektrischen Kontaktierung der Kontaktfläche des Halbleiterbauelements. Insbesondere wird aber die Verbindungsleitung zusätzlich zum Aufbau eines diskreten, passiven elektrischen Bauelements eingesetzt. Es wird eine Verbindungsleitung auf dem Substrat erzeugt, die nicht nur die elektrische Kontaktierung der Kontaktfläche des Halbleiterbauelements herstellt, sondern als Bestandteil eines passiven elektrischen Bauelements eine zusätzliche Funktion übernimmt. Die Verbindungsleitung wird dabei derart hergestellt, dass die elektrische Kontaktierung der Kontaktfläche des Halbleiterbauelements und der Bestandteil des diskreten, passiven Bauelements gleichzeitig entstehen. Die eingangs beschriebene, großflächige Kontaktierungs- und Verdrahtungstechnik wird dazu benutzt, auf dem Substrat diskrete, passive elektrische Bauelemente anzuordnen bzw. diese Bauelemente in einem auf dem Substrat angeordneten Mehrschichtaufbau zu integrieren.
  • In einer besonderen Ausgestaltung ist das diskrete, passive elektrische Bauelement ein Kondensator und der Bestandteil eine Elektrode des Kondensators. Im Zuge der Herstellung der Kontaktierung der Kontaktfläche des Bauelements wird gleichzeitig eine Elektrode eines Kondensators erzeugt. Zur Komplettierung des Kondensators wird beispielsweise in weiteren Arbeitsschritten auf der Verbindungsleitung im Bereich der Elektrode und im Bereich der Kontaktfläche des Halbleiterbauelements ein Dielektrikum aufgetragen. Dazu wird beispielsweise eine Folie aus einem elektrisch isolierendem Material mit einer bestimmten Dielektrizitätskonstanten auflaminiert. Nachfolgend wird auf der Folie eine Gegenelektrode der Elektrode des herzustellenden Kondensators erzeugt. Die Folie führt zur elektrischen Isolierung der Kontaktfläche des Halbleiterbauelements. Gleichzeitig dient die Folie als Dielektrikum des Kondensators. Es resultiert eine Schicht aus einem dielektrischen Material, die zwischen der Elektrode und der Gegenelektrode des Kondensators angeordnet ist. Durch mehrfaches Wiederholen des Auftragens von Schichten aus elektrisch leitfähigem Material und elektrisch isolierendem Material ist auf diese Weise insbesondere ein Mehrschichtkondensator zugänglich.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist das diskrete, passive elektrische Bauelement eine Spule und der Bestandteil eine Wicklung der Spule. Im Zuge der Herstellung der Kontaktierung der Kontaktfläche des Bauelements wird gleichzeitig eine Wicklung bzw. ein Teil einer Wicklung einer Spule erzeugt. Insbesondere in einem Mehrschichtaufbau kann auf diese Weise eine Spule auf dem Substrat angeordnet werden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung ist das diskrete, passive elektrische Bauelement ein elektrischer Widerstand und der Bestandteil ein Drahtwiderstand. Im Zuge der Herstellung der Kontaktierung der Kontaktfläche des Bauelements wird gleichzeitig ein elektrischer Widerstand erzeugt. Jede elektrische Verbindungsleitung stellt per se einen elektrischen Drahtwiderstand dar. Bei einer elektrischen Verbindungsleitung ist aber in der Regel ein möglichst niedriger elektrischer Widerstand gewünscht. Die hier verwendete Verbindungsleitung wird derart ausgestaltet, dass die Funktion eines an sich benötigten, externen elektrischen Widerstandes durch die Verbindungsleitung übernommen wird. Dazu wird beispielsweise ein bestimmtes elektrisch leitendes Material verwendet. Ebenso wird zur Beeinflussung des elektrischen Widerstandes der Verbindungsleitung ein Durchmesser der Verbindungsleitung definiert eingestellt. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, mit der elektrischen Verbindungsleitung nicht nur die elektrische Kontaktierung der Kontaktfläche des Halbleiterbauelements, sondern auch eine elektrische Schmelzsicherung für die Schaltungsanordnung bereitzustellen.
  • Das diskrete, passive elektrische Bauelement ist ein Bestandteil eines Sensors einer physikalischen Größe. Durch einen Stromfluss durch die Verbindungsleitung bzw. durch das diskrete, passive elektrische Bauelement wird eine physikalische Größe generiert, die auf den Stromfluss schließen lässt. Umgekehrt beeinflusst die physikalische Größe den durch die Verbindungsleitung fließenden Strom. Bei bekannter Abhängigkeit des Stromflusses durch die Verbindungsleitung von der physikalischen Größe kann die physikalische Größe ermittelt werden.
  • So kann ein Hallsensor mit der physikalischen Größe "Magnetisches Feld" realisiert sein. Ebenso kann ein Stromsensor mit der physikalischen Größe "Strom" integriert sein. Beispielsweise besteht der Stromsensor im Wesentlichen aus einem elektrischen Transformator mit mindestens zwei magnetisch gekoppelte Spulen. Durch den Stromfluss durch eine der Spulen wird ein Magnetfeld erzeugt, das eine Spannung in der benachbarten Spule induziert. Es wird ein elektrisches Signal erzeugt, das auf den Stromfluss schließen lässt.
  • Insbesondere ist der Sensor ist ein Temperatursensor mit der physikalischen Größe "Temperatur". Der Temperatursensor weist beispielsweise ein passives elektrisches Bauelement in Form eines elektrischen Drahtwiderstandes auf. Durch das Fließen des Stromes durch den Widerstand kommt es zu einer Erwärmung des Widerstandes. Bei bekannter Temperaturabhängigkeit des Widerstandes kann auf die Temperatur geschlossen werden.
  • Zum Bereitstellen des Halbleiterbauelements wird das Halbleiterbauelement beispielsweise auf die elektrisch leitende Schicht eines DCB-Substrates aufgelötet oder mit Hilfe eines elektrisch leitenden Klebstoffs aufgeklebt. In jedem Fall wird das Halbleiterbauelement auf dem Substrat derart angeordnet, dass der elektrische Kontakt vom Substrat abgekehrt ist.
  • Nachfolgend wird eine geschlossene Schicht aus dem elektrisch isolierenden Material aufgetragen und der Kontakt nach dem Auftragen durch Öffnen eines Fensters in der Schicht aus dem elektrisch isolierenden Material freigelegt. Die Schicht wird von einer Folie gebildet. Zum Öffnen des Fensters wird beispielsweise eine Folie mit fotoempfindlichem elektrisch isolierendem Material verwendet, das nach dem Auftragen belichtet wird. Nachfolgendes Wegätzen der belichteten Stellen führt zu einem Freilegen der Kontaktflächen des Halbleiterbauelements.
  • In einer besonderen Ausgestaltung wird eine Folie aus dem elektrisch isolierenden Material auf dem Substrat und dem Halbleiterbauelement auflaminiert. Die Folie weist beispielsweise Polyimid (PI), Polyethylen (PE), Polyphenol oder Polyetheretherketon (PEEK) auf. Eine Folie auf Epoxidbasis ist ebenfalls denkbar. Vorzugsweise wird eine Folie verwendet, die frei von Halogenen bzw. nahezu keine Halogene aufweist.
  • Das Auflaminieren erfolgt vorzugsweise unter Vakuum in einer Vakuumpresse. Damit wird ein besonders inniger und fester Kontakt zwischen der Folie und dem Halbleiterbauelement bzw. dem Substrat erzeugt. Zur Verbesserung der innigen Verbindung zwischen Folie und Halbleiterbauelement bzw. zwischen Folie und Substrat kann während und/oder nach dem Auflaminieren der Folie unter Vakuum ein Temperschritt erfolgen.
  • Nach dem Auftragen des elektrisch isolierenden Materials wird ein Fenster zum Freilegen der Kontaktfläche des Halbleiterbauelements erzeugt. Das Fenster beträgt dabei insbesondere mindestens 60% der Größe einer Seite und/oder der Fläche des Halbleiterbauelements. Für eine großflächige Kontaktierung beträgt das Fenster insbesondere mindestens 80% der Größe der Seite und/oder der Fläche des Halbleiterbauelements. Somit ist das Verfahren für Leistungshalbleiter besonders geeignet, für die bei der Kontaktierung mit einem flachen Leiter ein Fenster und eine Kontaktfläche mit einer entsprechenden Größe bereitgestellt werden. Das Fenster wird insbesondere an der größten und/oder an der vom Substrat abgewandten Seite des Halbleiterbauelements geöffnet und hat vorzugsweise eine absolute Größe von mehr als 50 mm2, insbesondere mehr als 70 mm2 oder sogar mehr als 100 mm2.
  • Das Erzeugen des Fensters erfolgt beispielsweise photolithographisch. Vorzugsweise wird das Fenster durch Laserablation erzeugt. Dazu wird beispielsweise ein CO2-Laser mit einer Emissionswellenlänge von 9,24 μm verwendet.
  • Nach dem Öffnen bzw. nach dem Freilegen der Kontaktfläche des Bauelements wird ein elektrisch leitendes Material aufgetragen. Das Auftragen erfolgt beispielsweise durch Sprühen, Drucken und/oder durch Vakuumabscheidung des elektrisch leitenden Materials in Form einer dünnen Schicht. Auf dieser dünnen, elektrisch leitenden Schicht kann zur Erhöhung der Stromtragfähigkeit ein weiteres elektrisch leitendes Material aufgetragen werden. Beispielswiese wird auf der dünnen Schicht Kupfer galvanisch abgeschieden. Denkbar ist auch ein Auflöten einer elektrisch leitenden Folie. Die elektrisch leitende Folie ist beispielsweise strukturiert, so dass eine Verbindungsleitung mit unterschiedlichen Leitungsdurchmessern entsteht.
  • Das beschriebene Verfahren, insbesondere das Verfahren mit dem Auflaminieren der elektrisch isolierenden Folie und dem Auftragen des elektrisch leitenden Materials kann mehrfach durchgeführt werden. Es resultiert ein Mehrschichtaufbau mit einer Mehrlagenverdrahtung, über die gleichzeitig beliebige diskrete, passive elektrische Bauelemente, vorzugsweise Mehrschichtbauelemente, integriert werden können. Auf diese Weise kann auf dem Substrat in einfacher Weise ein kompliziert aufgebautes elektrisches passives Bauelement angeordnet werden. So kann beispielsweise ein Mehrschichtkondensator auf dem Substrat erzeugt werden.
  • Durch eine Erweiterung der einzelnen Verfahrensschritte lassen sich auch weitere funktionelle Bauelemente, beispielsweise thermische Durchkontaktierungen (Vias) durch eine Schicht aus dem elektrisch isolierenden Material herstellen. Bei einer Anbindung an eine Wärmesenke kann somit die Wärme, die im Betrieb des Halbleiterbauelements entsteht, effizient abgeleitet werden. Denkbar ist auch die Integration von elektrisch leitenden Schichten, die der Abschirmung von elektrischen bzw. magnetischen Feldern dienen. Dies führt zu einer verbesserten EMV-Verträglichkeit.
  • Zusammenfassend ergeben sich mit der vorliegenden Erfindung folgende besonderen Vorteile:
    • – Die Schaltungsanordnung ist kompakt. Dies führt zu einem relativ geringen Platzbedarf.
    • – Die Schaltungsanordnung kann einfach hergestellt werden.
    • – Neben der elektrischen Verbindungsleitung und dem diskreten, passiven elektrischen Bauelement können weitere funktionelle Bauelemente einfach integriert werden.
  • Anhand mehrere Ausführungsbeispiele und der dazugehörigen Figuren wird die Erfindung im Folgenden näher erläutert. Die Figuren sind schematisch und stellen keine maßstabsgetreuen Abbildungen dar.
  • 1 zeigt eine Schaltungsanordnung in einem seitlichen Querschnitt
  • 2 zeigt ein diskretes, passives elektrisches Bauelement in Form eines Mehrschichtkondensators.
  • 3A und 3B zeigen einen integrierten Stromsensor in einer seitlichen Ansicht und in Aufsicht.
  • 4 zeigt eine Schaltungsanordnung mit thermischen Durchkontaktierungen.
  • Gegeben ist eine Schaltungsanordnung 1 eines Leistungshalbeiterbauelements und eines diskreten, passiven elektrischen Bauelements 5 auf einem Substrat 2 (1). Das Substrat 2 ist ein DCB-Substrat mit einer Trägerschicht 21 aus einer Keramik und einer auf der Trägerschicht 21 aufgebrachten elektrisch leitenden Schicht 22 aus Kupfer.
  • Auf der elektrisch leitenden Schicht 22 aus Kupfer ist ein Leistungshalbleiterbauelement 3 in Form eines MOSFETs derart aufgelötet, dass eine Kontaktfläche 31 des Leistungshalbleiterbauelements vom Substrat 2 abgewandt ist. Über die Kontaktfläche 31 ist einer der Kontakte des Leistungshalbeiterbauelements 3 elektrisch kontaktiert.
  • Zur elektrischen Kontaktierung der Kontaktfläche 31 des Leistungshalbleiterbauelements 3 ist eine Verbindungsleitung 4 auf dem Substrat 2 vorhanden. Die Verbindungsleitung 4 dient dabei nicht nur der elektrischen Kontaktierung der Kontaktfläche 31 des Halbleiterbauelements 3. Die Verbindungsleitung 4 ist auch ein Bestandteil 51 eines diskreten, passiven elektrischen Bauelements 5.
  • Zum Herstellen der Schaltungsanordnung 1 wird das Leistungshalbleiterbauelement 3 derart auf der elektrisch leitenden Schicht 22 des DCB-Substrats 2 aufgelötet, dass die Kontaktfläche 31 des Leistungshalbleiterbauelements 3 dem Substrat 2 abgewandt ist. Alternativ dazu wird das Leistungshalbleiterbauelement 3 auf die elektrisch leitende Schicht 22 des DCB-Substrats 2 mit Hilfe eines elektrisch leitfähigen Klebstoffs aufgeklebt. Im Weiteren wird eine Folie 6 auf Polyimid-Basis auf der Kontaktfläche 31 des Halbleiterbauelements 3 und dem Substrat 2 unter Vakuum auflaminiert. Dabei entsteht eine innige Verbindung zwischen der Folie 6 und dem Halbleiterbauelement 3 bzw. dem Substrat 2. Die Folie 6 verbindet sich mit dem Halbleiterbauelement 3 und dem Substrat 2 derart, dass eine Kontur, die im Wesentlichen durch die Form des Halbleiterbauelements 3 gegeben ist, nachgezeichnet ist.
  • Im Weiteren wird in der Folie 6 durch Laserablation mit Hilfe eines CO2-Lasers ein Fenster 61 geöffnet. Dadurch wird die Kontaktfläche 31 des Leistungshalbleiterbauelements freigelegt. Nachfolgend wird eine nicht dargestellte, dünne Schicht aus einem elektrisch leitenden Material aus einer Titan-Kupfer-Legierung durch Abscheiden aus der Dampfphase auf der Kontaktfläche 31 und auf Bereichen der Folie 6 aus elektrisch isolierendem Material erzeugt. Nachfolgend wird eine elektrisch leitfähige Haftschicht aus Titan und anschließend eine als Diffusionsbarriere fungierende, elektrisch leitfähige Schicht aus einer Titan-Wolfram-Legierung aufgetragen. Zur Erhöhung der Stromtragfähigkeit wird anschließend eine Schicht aus Kupfer auf der Schicht aus der Titan-Wolfram-Legierung galvanisch abgeschieden. Es wird eine Schichtfolge Ti/TiW/Cu erzeugt, wobei die Verbindungsleitung 4 und gleichzeitig das diskrete, passive elektrische Bauelement 5 gebildet werden.
  • Beispiel 1:
  • Das diskrete, passive elektrische Bauelement 5 ist ein Drahtwiderstand 521 eines elektrischen Widerstand 52 (1). Der Drahtwiderstand 521 ist durch verdünnte Bereiche der Verbindungsleitung 4 gebildet.
  • Beispiel 2:
  • Das diskrete, passive elektrische Bauelement 5 ist ein Mehrschichtkondensator 53 und die Verbindungsleitung 4 fungiert als Elektrode 531 des Mehrschichtkondensators (2). Zum Herstellen des Mehrschichtkondensators 53 werden mehrfach Folien 6 aus elektrisch isolierendem Material auflaminiert. Auf den auflaminierten Folien 6 wird jeweils nach dem Auflaminieren eine Schicht aus elektrisch leitendem Material erzeugt, so dass der Mehrschichtkondensator 53 entsteht. Alternativ dazu werden Folien 6 aus einem elektrisch isolierendem Material auflaminiert, die bereits mit einer Schicht aus elektrisch leitendem Material versehen sind. Die für die elektrische Kontaktierung der "Innenelektroden" des Mehrschichtkondensators benötigten "Außenelektroden" 532 können durch die Schichten aus elektrisch leitendem Material gebildet sein. Alternativ dazu werden die Außenelektroden 532 nach dem Herstellen der Mehrschichtstruktur durch Siebdruck angebracht. Die Außenelektroden 532 werden gemäß einer weiteren Ausführungsform durch galvanisches Abscheiden von Kupfer verstärkt.
  • Beispiel 3:
  • Das diskrete, passive elektrische Bauelement 5 ist eine Wicklung 541 einer Spule, die ihrerseits Bestandteil 71 eines Sensors 7 ist (3A und 3B). Der Sensor 7 ist ein Stromsensor. Der Stromsensor besteht aus zwei, durch Wicklungen gebildete, magnetisch miteinander gekoppelte Schleifen 73 und 74, die mit Hilfe der oben beschriebenen Technik auf dem Substrat 2 aufgebracht werden. Die Schleifen 73 und 74 sind jeweils durch galvanisch abgeschiedenes Kupfer verstärkt.
  • Beispiel 4:
  • Mit der beschriebenen Verbindungs- und Kontaktierungstechnik werden weitere funktionelle Bauelemente im Mehrschichtaufbau integriert. Diese weiteren funktionellen Bauelemente sind thermische Durchkontaktierungen 8, die nach dem Auflaminieren der entsprechenden Folie in die Folie 6 durch Öffnen von Fenstern und Füllen der Fenster mit thermisch leitfähigem Material eingebracht werden. Diese thermischen Durchkontaktierungen 8 sind mit einer nicht dargestellten Wärmesenke thermisch leitend verbunden.

Claims (7)

  1. Schaltungsanordnung (1) auf einem Substrat (2) mit – mindestens einem auf dem Substrat (2) angeordneten Halbleiterbauelement (3) mit mindestens einer elektrischen Kontaktfläche (31), die vom Substrat abgekehrt ist, – mindestens einer auf das Substrat und das Bauelement auflaminierten Folie aus elektrisch isolierendem Material, wobei die Folie derart angeordnet ist, dass die Kontaktfläche frei zugänglich ist, und – mindestens einer auf der Folie angeordneten Verbindungsleitung (4) zur elektrischen Kontaktierung der Kontaktfläche (31) des Halbleiterbauelements (3), dadurch gekennzeichnet, dass – die elektrische Verbindungsleitung (4) ein Bestandteil (51) mindestens eines auf dem Substrat (2) angeordneten, diskreten, passiven elektrischen Bauelements (5) ist und das diskrete, passive elektrische Bauelement (5) ein Bestandteil eines Sensors (7) einer physikalischen Größe ist.
  2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, wobei – das diskrete, passive elektrische Bauelement (5) ein Kondensator (53) und – der Bestandteil (51) des diskreten, passiven Bauelements (5) eine Elektrode (531) des Kondensators (53) ist.
  3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, wobei – das diskrete, passive elektrische Bauelement (5) eine Spule und – der Bestandteil (51) des diskreten, passiven Bauelements (5) eine Wicklung (541) der Spule ist.
  4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, wobei – das diskrete, passive elektrische Bauelement (5) ein elektrischer Widerstand (52) und – der Bestandteil des diskreten, passiven Bauelements (5) ein Drahtwiderstand (521) ist.
  5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Halbleiterbauelement ein Leistungshalbleiterbauelement ist.
  6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, wobei das Leistungshalbleiterbauelement aus der Gruppe MOSFET, IGBT und/oder Bipolar-Transistor ausgewählt ist.
  7. Verfahren zum Herstellen einer Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit den Verfahrensschritten: a) Anordnen eines Halbleiterbauelements mit einer elektrischen Kontaktfläche auf einem Substrat derart, dass die elektrische Kontaktfläche vom Substrat abgekehrt ist, b) Aufbringen einer Folie aus elektrisch isolierendem Material auf das Halbleiterbauelement und das Substrat, c) Öffnen eines Fensters in der Folie derart, dass die elektrische Kontaktfläche des Halbleiterbauelements freigelegt wird, und Erzeugen der elektrischen Verbindungsleitung, wobei die Kontaktfläche des Halbleiterbauelements kontaktiert wird und der Bestandteil des diskreten, passiven elektrischen Bauelements entsteht.
DE10335153A 2003-07-31 2003-07-31 Schaltungsanordnung auf einem Substrat, die einen Bestandteil eines Sensors aufweist, und Verfahren zum Herstellen der Schaltungsanordnung auf dem Substrat Expired - Fee Related DE10335153B4 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10335153A DE10335153B4 (de) 2003-07-31 2003-07-31 Schaltungsanordnung auf einem Substrat, die einen Bestandteil eines Sensors aufweist, und Verfahren zum Herstellen der Schaltungsanordnung auf dem Substrat
PCT/EP2004/051458 WO2005013363A2 (de) 2003-07-31 2004-07-12 Schaltungsanordnung auf einem substrat und verfahren zum herstellen der schaltungsanordnung auf dem substrat
US10/566,439 US20060267135A1 (en) 2003-07-31 2004-07-12 Circuit arrangement placed on a substrate and method for producing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10335153A DE10335153B4 (de) 2003-07-31 2003-07-31 Schaltungsanordnung auf einem Substrat, die einen Bestandteil eines Sensors aufweist, und Verfahren zum Herstellen der Schaltungsanordnung auf dem Substrat

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10335153A1 DE10335153A1 (de) 2005-03-03
DE10335153B4 true DE10335153B4 (de) 2006-07-27

Family

ID=34111805

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10335153A Expired - Fee Related DE10335153B4 (de) 2003-07-31 2003-07-31 Schaltungsanordnung auf einem Substrat, die einen Bestandteil eines Sensors aufweist, und Verfahren zum Herstellen der Schaltungsanordnung auf dem Substrat

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20060267135A1 (de)
DE (1) DE10335153B4 (de)
WO (1) WO2005013363A2 (de)

Families Citing this family (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004061908B4 (de) * 2004-12-22 2009-07-30 Siemens Ag Verfahren zum Herstellen einer Schaltungsanordnung auf einem Substrat
CN102270316B (zh) * 2005-03-31 2015-08-26 株式会社半导体能源研究所 无线芯片以及具有无线芯片的电子设备
US7687882B2 (en) 2006-04-14 2010-03-30 Allegro Microsystems, Inc. Methods and apparatus for integrated circuit having multiple dies with at least one on chip capacitor
US7573112B2 (en) * 2006-04-14 2009-08-11 Allegro Microsystems, Inc. Methods and apparatus for sensor having capacitor on chip
US20080013298A1 (en) 2006-07-14 2008-01-17 Nirmal Sharma Methods and apparatus for passive attachment of components for integrated circuits
US9059083B2 (en) 2007-09-14 2015-06-16 Infineon Technologies Ag Semiconductor device
DE102007045874A1 (de) * 2007-09-25 2009-04-02 Ceos Corrected Electron Optical Systems Gmbh Multipolspulen
US9823090B2 (en) 2014-10-31 2017-11-21 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor for sensing a movement of a target object
US8093670B2 (en) 2008-07-24 2012-01-10 Allegro Microsystems, Inc. Methods and apparatus for integrated circuit having on chip capacitor with eddy current reductions
US8624588B2 (en) 2008-07-31 2014-01-07 Allegro Microsystems, Llc Apparatus and method for providing an output signal indicative of a speed of rotation and a direction of rotation as a ferromagnetic object
US20100052424A1 (en) * 2008-08-26 2010-03-04 Taylor William P Methods and apparatus for integrated circuit having integrated energy storage device
DE102008057833B4 (de) 2008-11-19 2011-12-22 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Leistungshalbleitermodul mit Steuerfunktionalität und integriertem Übertrager
DE102011089639A1 (de) * 2011-12-22 2013-06-27 Siemens Aktiengesellschaft Schaltungsträger mit einer separaten HF-Schaltung und Verfahren zum Bestücken eines solchen Schaltungsträgers
US8629539B2 (en) 2012-01-16 2014-01-14 Allegro Microsystems, Llc Methods and apparatus for magnetic sensor having non-conductive die paddle
DE102012202765B3 (de) * 2012-02-23 2013-04-18 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Halbleitermodul
US9666788B2 (en) 2012-03-20 2017-05-30 Allegro Microsystems, Llc Integrated circuit package having a split lead frame
US9494660B2 (en) 2012-03-20 2016-11-15 Allegro Microsystems, Llc Integrated circuit package having a split lead frame
US9812588B2 (en) 2012-03-20 2017-11-07 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor integrated circuit with integral ferromagnetic material
US10234513B2 (en) 2012-03-20 2019-03-19 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor integrated circuit with integral ferromagnetic material
US9817078B2 (en) 2012-05-10 2017-11-14 Allegro Microsystems Llc Methods and apparatus for magnetic sensor having integrated coil
US8754640B2 (en) 2012-06-18 2014-06-17 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensors and related techniques that can provide self-test information in a formatted output signal
US9411025B2 (en) 2013-04-26 2016-08-09 Allegro Microsystems, Llc Integrated circuit package having a split lead frame and a magnet
US10145908B2 (en) 2013-07-19 2018-12-04 Allegro Microsystems, Llc Method and apparatus for magnetic sensor producing a changing magnetic field
US9810519B2 (en) 2013-07-19 2017-11-07 Allegro Microsystems, Llc Arrangements for magnetic field sensors that act as tooth detectors
US10495699B2 (en) 2013-07-19 2019-12-03 Allegro Microsystems, Llc Methods and apparatus for magnetic sensor having an integrated coil or magnet to detect a non-ferromagnetic target
US9190389B2 (en) * 2013-07-26 2015-11-17 Infineon Technologies Ag Chip package with passives
US10712403B2 (en) 2014-10-31 2020-07-14 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor and electronic circuit that pass amplifier current through a magnetoresistance element
US9823092B2 (en) 2014-10-31 2017-11-21 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor providing a movement detector
US9720054B2 (en) 2014-10-31 2017-08-01 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor and electronic circuit that pass amplifier current through a magnetoresistance element
US9719806B2 (en) 2014-10-31 2017-08-01 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor for sensing a movement of a ferromagnetic target object
US10411498B2 (en) 2015-10-21 2019-09-10 Allegro Microsystems, Llc Apparatus and methods for extending sensor integrated circuit operation through a power disturbance
US10495700B2 (en) 2016-01-29 2019-12-03 Allegro Microsystems, Llc Method and system for providing information about a target object in a formatted output signal
CN105789160B (zh) * 2016-05-03 2017-05-24 扬州国扬电子有限公司 一种组合式电极及其三电平大功率模块
US10041810B2 (en) 2016-06-08 2018-08-07 Allegro Microsystems, Llc Arrangements for magnetic field sensors that act as movement detectors
US10260905B2 (en) 2016-06-08 2019-04-16 Allegro Microsystems, Llc Arrangements for magnetic field sensors to cancel offset variations
US10012518B2 (en) 2016-06-08 2018-07-03 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor for sensing a proximity of an object
US10837943B2 (en) 2017-05-26 2020-11-17 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor with error calculation
US11428755B2 (en) 2017-05-26 2022-08-30 Allegro Microsystems, Llc Coil actuated sensor with sensitivity detection
US10310028B2 (en) 2017-05-26 2019-06-04 Allegro Microsystems, Llc Coil actuated pressure sensor
US10996289B2 (en) 2017-05-26 2021-05-04 Allegro Microsystems, Llc Coil actuated position sensor with reflected magnetic field
US10641842B2 (en) 2017-05-26 2020-05-05 Allegro Microsystems, Llc Targets for coil actuated position sensors
US10324141B2 (en) 2017-05-26 2019-06-18 Allegro Microsystems, Llc Packages for coil actuated position sensors
US10866117B2 (en) 2018-03-01 2020-12-15 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field influence during rotation movement of magnetic target
US10978897B2 (en) 2018-04-02 2021-04-13 Allegro Microsystems, Llc Systems and methods for suppressing undesirable voltage supply artifacts
US10656170B2 (en) 2018-05-17 2020-05-19 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensors and output signal formats for a magnetic field sensor
US11255700B2 (en) 2018-08-06 2022-02-22 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor
US10823586B2 (en) 2018-12-26 2020-11-03 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor having unequally spaced magnetic field sensing elements
US11061084B2 (en) 2019-03-07 2021-07-13 Allegro Microsystems, Llc Coil actuated pressure sensor and deflectable substrate
US10955306B2 (en) 2019-04-22 2021-03-23 Allegro Microsystems, Llc Coil actuated pressure sensor and deformable substrate
US10991644B2 (en) 2019-08-22 2021-04-27 Allegro Microsystems, Llc Integrated circuit package having a low profile
US11280637B2 (en) 2019-11-14 2022-03-22 Allegro Microsystems, Llc High performance magnetic angle sensor
US11237020B2 (en) 2019-11-14 2022-02-01 Allegro Microsystems, Llc Magnetic field sensor having two rows of magnetic field sensing elements for measuring an angle of rotation of a magnet
US11262422B2 (en) 2020-05-08 2022-03-01 Allegro Microsystems, Llc Stray-field-immune coil-activated position sensor
DE102020209752A1 (de) * 2020-08-03 2022-02-03 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Elektronisches Schaltungsmodul
US11493361B2 (en) 2021-02-26 2022-11-08 Allegro Microsystems, Llc Stray field immune coil-activated sensor
US11578997B1 (en) 2021-08-24 2023-02-14 Allegro Microsystems, Llc Angle sensor using eddy currents

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1182703A2 (de) * 2000-08-11 2002-02-27 Integrated Electronics & Packaging Technologies, Inc. Halbleitervorrichtung mit integriertem Kondensator und/oder Induktivität
WO2002025732A2 (en) * 2000-09-20 2002-03-28 Ballard Power Systems Corporation Power module with integrated capacitor
US6365498B1 (en) * 1999-10-15 2002-04-02 Industrial Technology Research Institute Integrated process for I/O redistribution and passive components fabrication and devices formed
WO2003030247A2 (de) * 2001-09-28 2003-04-10 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum kontaktieren elektrischer kontaktflächen eines substrats und vorrichtung aus einem substrat mit elektrischen kontaktflächen

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5559374A (en) * 1993-03-25 1996-09-24 Sanyo Electric Co., Ltd. Hybrid integrated circuit
US6359331B1 (en) * 1997-12-23 2002-03-19 Ford Global Technologies, Inc. High power switching module
US6197613B1 (en) * 1999-03-23 2001-03-06 Industrial Technology Research Institute Wafer level packaging method and devices formed
JP3548488B2 (ja) * 2000-03-13 2004-07-28 沖電気工業株式会社 強誘電体を用いた半導体装置の製造方法
TW535352B (en) * 2000-05-30 2003-06-01 Alps Electric Co Ltd Surface-mounting type electronic circuit unit
JP3745213B2 (ja) * 2000-09-27 2006-02-15 株式会社東芝 半導体装置及びその製造方法
US6891248B2 (en) * 2002-08-23 2005-05-10 Micron Technology, Inc. Semiconductor component with on board capacitor
TWI228807B (en) * 2003-07-01 2005-03-01 Advanced Semiconductor Eng Wafer level passive component

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6365498B1 (en) * 1999-10-15 2002-04-02 Industrial Technology Research Institute Integrated process for I/O redistribution and passive components fabrication and devices formed
EP1182703A2 (de) * 2000-08-11 2002-02-27 Integrated Electronics & Packaging Technologies, Inc. Halbleitervorrichtung mit integriertem Kondensator und/oder Induktivität
WO2002025732A2 (en) * 2000-09-20 2002-03-28 Ballard Power Systems Corporation Power module with integrated capacitor
WO2003030247A2 (de) * 2001-09-28 2003-04-10 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum kontaktieren elektrischer kontaktflächen eines substrats und vorrichtung aus einem substrat mit elektrischen kontaktflächen

Also Published As

Publication number Publication date
DE10335153A1 (de) 2005-03-03
US20060267135A1 (en) 2006-11-30
WO2005013363A2 (de) 2005-02-10
WO2005013363A3 (de) 2005-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10335153B4 (de) Schaltungsanordnung auf einem Substrat, die einen Bestandteil eines Sensors aufweist, und Verfahren zum Herstellen der Schaltungsanordnung auf dem Substrat
DE102005036116B4 (de) Leistungshalbleitermodul
DE102009034083B4 (de) Halbleiterbauelemente und Halbleiterchip
DE10201781B4 (de) Hochfrequenz-Leistungsbauteil und Hochfrequenz-Leistungsmodul sowie Verfahren zur Herstellung derselben
DE102009044641B4 (de) Einrichtung mit einem Halbleiterchip und Metallfolie sowie ein Verfahren zur Herstellung der Einrichtung
WO2003030247A2 (de) Verfahren zum kontaktieren elektrischer kontaktflächen eines substrats und vorrichtung aus einem substrat mit elektrischen kontaktflächen
DE102006034679A1 (de) Halbleitermodul mit Leistungshalbleiterchip und passiven Bauelement sowie Verfahren zur Herstellung desselben
WO2004077548A2 (de) Verbindungstechnik für leistungshalbleiter
DE102014115815B4 (de) Verfahren zur herstellung eines schaltungsträgers, verfahren zur herstellung einer halbleiteranordung, verfahren zum betrieb einer halbleiteranordnung und verfahren zur herstellung eines halbleitermoduls
DE10308928B4 (de) Verfahren zum Herstellen freitragender Kontaktierungsstrukturen eines ungehäusten Bauelements
DE102020121783A1 (de) Isolationsummantelung für eine obere spule eines isolierten transformators
DE10314172B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Anordnung aus einem elektrischen Bauelement auf einem Substrat und Verfahren zum Herstellen der Anordnung
DE102013219780A1 (de) Leistungshalbleitermodul und Verfahren zur Herstellung eines Leistungshalbleitermoduls
DE102004009296B4 (de) Verfahren zum Herstellen einer Anordnung eines elektrischen Bauelements
DE112005001285B4 (de) Halbleitervorrichtungsmodul mit Flipchip-Vorrichtungen auf einem gemeinsamen Leiterrahmen
EP1597756A2 (de) Verbindungstechnik für leistungshalbleiter mit grossflächigen anschlüssen
DE102005034873A1 (de) Anordnung eines elektrischen Bauelements und eines auf dem Bauelement auflaminierten Folienverbunds und Verfahren zur Herstellung der Anordnung
WO2017093116A1 (de) Elektronisches leistungsmodul
WO2005078793A1 (de) Verfahren zur herstellung eines leistungsmoduls und leistungsmodul
WO2001097285A2 (de) Elektronisches bauteil aus einem gehäuse und einem substrat
WO2006058860A2 (de) Wärmeaustauschvorrichtung für ein halbleiterbauelement und verfahren zu ihrer herstellung
WO2005101480A2 (de) Mit planarer verbindungstechnik auf einem insbesondere elektrisch leitendem substrat aufgebaute schaltung
DE3412296A1 (de) Hybridschaltung in multilayer-technik
DE102004061908B4 (de) Verfahren zum Herstellen einer Schaltungsanordnung auf einem Substrat
DE102021126933A1 (de) Halbleitergehäuse und Verfahren zu deren Herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: SIEMENS AG, 80333 MUENCHEN, DE

Owner name: INFINEON TECHNOLOGIES AG, 81669 MUENCHEN, DE

8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee