WO2009144224A1 - Hermetisch geschlossenes gehäuse für elektronische bauelemente und herstellungsverfahren - Google Patents

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WO2009144224A1
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metal
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cover film
upper side
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PCT/EP2009/056377
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Christian Bauer
Hans Krüger
Jürgen PORTMANN
Alois Stelzl
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Epcos Ag
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Definitions

  • the present invention relates to the production of hermetically sealed and optionally electrically shielded housing on any gas-tight substrates.
  • DE 10 2004 040 465 A1 describes a housing in which electronic components are connected in flip-chip arrangement to a substrate.
  • a frame structure is disposed between the device and the substrate and laterally encloses a cavity therebetween.
  • the frame structure is formed of a buffer layer which an organic compound, especially a polymer, as well as being electrically conductive and which is compressed to increase its density.
  • the buffer layer is formed with the structure provided by partially removing a layer which has been initially applied over the entire surface by photolithography or laser or by using a buffer layer with preformed openings.
  • the upper side of the component facing away from the substrate may be covered with a conductive layer which serves for electrical shielding.
  • JP 2000-299396 A describes an airtight housing for electronic components in which a frame structure is produced from a liquefied potting material which has not yet been cured at first. A lidding material is pressed onto the frame structure for sealing and supported with spacer elements, after which the casting material is heated to harden.
  • Object of the present invention is to provide an improved and easy to manufacture housing for surface-sensitive components and a method with which such housing can be made gas-tight.
  • the housing comprises a metal frame, which is arranged on an upper side of a gas-tight substrate and completely encloses at least surface-sensitive areas of this upper side.
  • the frame can be arranged in this area surface-sensitive structures surround.
  • a wafer is used as substrate, are produced on the housing for a plurality of components together. Pillars, ie small columns or pillars, preferably also made of metal, can be applied together with the frames.
  • Pillars ie small columns or pillars, preferably also made of metal, can be applied together with the frames.
  • the pillars may be placed in the frame-enclosed areas of the top or outside of these areas.
  • the electrical insulation of the bushing can be effected by hermetically sealed inorganic layers or by quasi-hermetic organic layers.
  • the tops of the frames and the tops of the pillars are planarized to the same height above the wafer surface as needed.
  • the planarization can be carried out in accordance with the known planarization process, with which a top surface coplanar with the contact surface of the wafer back, which rests on a flat chuck, is usually produced, in the case of metals preferably by diamond milling.
  • the achievable accuracy and quality of the surface are extremely high, so that optically reflective, in the sub-micron range surfaces are formed.
  • the wafer resting on the chuck which is now provided with a metal frame milled in parallel to the chuck, is connected to a foil.
  • the film is applied so that a gas-tight connection between the frame and the film is produced.
  • the film may be a metal or a metal composite or even out a one-sided or bilaterally metallized organic or inorganic, non-conductive or semiconductive base film are formed.
  • Organic base films can additionally be stabilized by incorporation of fibers, or they can be given anisotropic mechanical properties.
  • Figure 1 shows a plan view of a wafer provided with metal frames for housings.
  • FIG. 2 shows the cross section through the wafer marked in FIG. 1 after the application of the cover film.
  • FIG. 3 shows a cross section according to FIG. 2 for another exemplary embodiment.
  • FIG. 4 shows a cross section according to FIG. 2 for a process step before the application of the cover film.
  • FIG. 5 shows a cross section according to FIG. 4 for a further exemplary embodiment.
  • FIG. 6 shows a cross-section according to FIG. 4 after application of the cover foil and a lacquer mask.
  • FIG. 7 shows a cross section according to FIG. 6 after the production of openings in the covering film.
  • FIG. 8 shows a cross section according to FIG. 7 after the application of an insulating layer.
  • FIG. 9 shows a cross section according to FIG. 8 according to FIG.
  • FIG. 10 shows a cross section according to FIG. 6 with a complementary resist mask.
  • Figure 11 shows another plan view of a wafer provided with metal frames for housings.
  • FIG. 1 shows a plan view of a wafer 1 on which a multiplicity of components are produced simultaneously.
  • the wafer will later be disassembled into the housed individual components. This is done along the drawn in Figure 1 horizontal and vertical dividing lines 2.
  • a known per se method such as lasers, saws or etching can be used.
  • the individual components provided are each arranged within one of the regions of the wafer bordered by the separating lines 2.
  • FIG. 1 shows only one of the existing component structures 5 as an example.
  • the number of components produced on the wafer can be substantially greater than shown, so that the plan view of FIG. 1 can also be understood as a section of a substantially larger wafer.
  • each frame are made, which are metal frame 3 in this embodiment, the z. B. of copper, nickel, silver or gold or also of two or more metals, z. B. of copper and tin can be formed.
  • the metal frame 3 are preferably applied by electroforming. Together with the metal frame 3 and metallic pillars with any base surfaces, hereinafter referred to as metal columns 4, can be produced.
  • the metal columns 4 are preferably made of the same metal or metal composition as the metal frames 3.
  • the metal columns 4 may be respectively disposed within a metal frame 3, that is, in the region enclosed by the metal frame, or outside thereof.
  • the metal composite of the metal frame (the metal pillars) consists of a series of at least one refractory metal (eg, Cu, Ni, Ag, Au) or a refractory metal alloy and a low melting metal (e.g., Sn , In) or a low-melting metal alloy (eg Sn / Ag / Cu, Sn / Ag, Sn / Cu, Sn / Pb or the like).
  • a low melting metal e.g., Sn , In
  • a low-melting metal alloy eg Sn / Ag / Cu, Sn / Ag, Sn / Cu, Sn / Pb or the like.
  • refractory metal e.g., Cu, Ni, Ag, Au
  • a low melting metal e.g., Sn , In
  • a low-melting metal alloy eg Sn / Ag / Cu, Sn / Ag, Sn / Cu, Sn / Pb or the like
  • Thermosonicbonden are particularly combinations of metal frame / columns and cover sheet, in which the connection partners are well bondable, z. B. Au / Au, Al / Al, Cu / Cu, Aq / Aq etc. Interfering oxide layers can be prevented by about 100 nm thick non-oxidizing metal layers or metal layer sequences.
  • Thermosonic method can also be used to connect metal frames / columns and coverslips if metal frames / columns and / or coverslip are soldered. Here the Thermosonic process also for the destruction of oxide layers on the solders.
  • the solder layer may be provided with a layer which does not oxidize, e.g. Ag, Pd, Pt, Ag / Pd, Ag / Pt or the like. Typical layer thicknesses are between 70 nm and 150 nm. Alternatively, a thin organic layer can be applied to the solder layer, which dissolves the oxide layer at the temperatures of the bonding process.
  • the coefficient of expansion of the substrate may be taken into consideration to avoid problems resulting from mismatching of the expansion coefficients of the substrate and the cover sheet. So z.
  • a Vaconfolie or a metallized glass sheet can be used as a cover sheet to achieve the best possible adaptation to the thermal expansion of a substrate made of silicon.
  • a very thin metal foil can be used, for.
  • Au, Ag or Cu with a typical thickness of less than 6 microns.
  • the cover sheet can be galvanically reinforced at temperatures close to ambient temperature (eg a Cu foil with Cu or Ni), preferably up to a thickness which ensures gas tightness or Mold pressures up to 10 MPa allowed.
  • substrates with anisotropic thermal expansion coefficient such.
  • LT LiTaOs
  • a metallization is advantageous, their coefficient of expansion is approximately in the middle, typically about 10.5 ppm / K.
  • the wafer / metal composite can also be separated into individual components at the temperature of the bonding process (ie before cooling), eg. B. by laser cutting and laser scribing.
  • the temperatures for the bonding process can be significantly reduced if the partners to be connected are provided with a nanostructuring.
  • FIG. 1 shows a multiplicity of different configurations of the frames and the pillars.
  • the metal columns 4 can be provided for supporting a top-side applied cover film with which the housing is sealed.
  • the metal columns 4 may instead or additionally be provided for the electrical connection of the components.
  • the z. B. may be a surface acoustic wave filter.
  • the z. B. may be copper, provided for the electrical connection, while associated, comb-like interlinked interconnects, z. B. AlCu, are provided for the function of the device.
  • a conductor track 6 is provided which connects the component structure with an external metal column 4 in an electrically conductive manner.
  • the conductor track 6 is guided under the metal frame 3 and from the metal frame 3 by a thin intermediate layer insulated from electrically insulating material.
  • An electrical voltage for operating the device may be applied to the respective metal column disposed outside the metal frame.
  • the other terminal of the component structure 5 is grounded, which can be done in a manner described below by applied to the component structures 5 metal columns and an at least partially electrically conductive cover sheet.
  • the ground connection may instead be made by connecting corresponding tracks with one or more, possibly also with all provided frame.
  • FIG. 2 shows the cross section with the wafer 1 and a plurality of metal frames 3 and metal pillars 4 marked in FIG. 1.
  • the dimensions of the areas enclosed by the metal frames 3 and the arrangement and number of the metal pillars 4 are basically arbitrary and in the cross section of FIG Figure 2 only as a simple example, according to the simple example of Figure 1 shown.
  • FIG. 2 also shows that a cover sheet 7 is applied to the frames and pillars on the top side to complete the housing.
  • the cover sheet 7 may be made of a metal such. As copper, nickel, silver or gold. Instead, a metal composite, for. As copper and tin or copper, tin and gold, or a metal alloy such.
  • B. Vacon an iron-nickel-cobalt alloy, which is preferably nickel-plated or additionally copper-plated or galvanized.
  • FIG. 3 shows a cross-section according to FIG. 2 for a further exemplary embodiment, in which the cover film 7 is designed in multiple layers.
  • a carrier film 70 made of glass, ceramic or plastic eg polyimide [Kapton], LCP [liquid crystal polymer], BCB [benzocyclobutene]
  • the remote from the wafer 1 arranged upper metallization 71 is z. B. of copper
  • the wafer 1 opposite arranged lower metallization 72 is z. B. of copper and tin. It may be sufficient if metallization is present only on one side of the carrier foil 70.
  • the lower metallization 72 is provided, with which a direct electrically conductive contact to the metal frame 3 and the metal columns 4 is made.
  • FIG. 4 shows a cross section through the wafer 1 in a cutout, which approximately covers the region of a component.
  • the dividing lines 2 are located approximately at the locations marked in FIG.
  • the cross sections of a metal frame 30, which surrounds a component structure 5, are shown for one exemplary embodiment.
  • a cross section of a further metal frame 31 is shown for a neighboring component on this side.
  • Also drawn are cross sections of outer metal columns 40, 44, which are arranged outside the respective metal frame.
  • the metal column 44 belongs to the arranged in the metal frame 30 component structure 5, while the drawn on the left side of the outer metal column 40 belongs to the adjacent component on this side.
  • the arrangement shown in Figure 4 thus corresponds approximately to the arrangement of the cross section of Figure 2, with the difference that in the figure 4 and inner Metal columns 41 are shown, which are present in the area enclosed by the metal frame 30 area.
  • the inner metal columns 41 are provided in this exemplary embodiment both for supporting the cover film 7 and for the ground connection and are therefore shown in FIG. 4 as an example on a conductor track of the component structure 5.
  • the component structure 5 is electrically conductively connected to the cover film 7.
  • the metal frame 30, 31 and the metal columns 40, 41, 44 respectively metallizations 8 are applied, the z. B. can be prepared by the metal frame and metal columns are galvanized on the top side.
  • the component structure 5 is arranged within the area 21 enclosed by the metal frame 30.
  • the associated outer metal column 44 is separated from the metal frame 30 by an intermediate region 22.
  • the outer metal column 44 serves for the electrical connection of the component structure 5 via suitable conductor tracks.
  • an electrically conductive connection between the outer metal pillar 44 and conductors in the region 21 enclosed by the metal frame 30 must be provided.
  • a conductor track 6 is present, which is applied and patterned on the upper side of the wafer 1 before the production of the metal frame 30.
  • an insulation 16 made of an electrically insulating material is applied to the conductor track 6. Then the metal frame 30 is made together with the metal columns in the intended form, z. B.
  • FIG. 5 shows a cross section according to the cross section of FIG. 4 for a further exemplary embodiment, in which the cover film 7 comprises a carrier film 70, for example a carrier film.
  • the cover film 7 comprises a carrier film 70, for example a carrier film.
  • a carrier film 70 for example a carrier film.
  • the metallization 9 can be structured according to the arrangement of the metal frames and metal columns, so that the metal components intended for different electrical potential remain electrically separated from one another.
  • FIG. 5 shows an arrangement of inner metal columns 42, 43, which is different from the exemplary embodiment of FIG. 4, within the region 21 enclosed by the metal frame 30. There are no outer metal columns in this embodiment, or at least no outer metal columns in the illustrated cross section.
  • the component structure 5 present within the metal frame 30 comprises a plurality of components.
  • One of these components, shown as a conductor, is provided with a metal column 43, with which an electrical connection to the metallization 9 of the cover film 7 is produced.
  • the inner metal pillar 42 on the left side is not in contact with components of the component structure 5 and is provided in this example only as a mechanical support of the cover sheet 7.
  • Figures 4 and 5 show the arrangement respectively in the method step immediately before the application of the cover film 7.
  • FIG. 6 shows a cross-section according to FIG. 4 for a further method step after application of the cover film 7.
  • the cover film 7 is electrically conductively connected to the metallizations 8 and, in particular, hermetically closes the inner regions of the metal frames to the outside.
  • the cover film 7 consists in this embodiment of one or more metals. Instead, a multi-layer cover sheet, z. B. according to Figures 3 and 5, are used.
  • a resist mask 10 is applied and provided with openings 11 over the parting lines 2 and with further openings 12 over the intermediate areas 22 between the metal frame and the outer metal columns.
  • the remaining components, which are shown in FIG. 6, correspond to the components of FIG. 4 and are provided with the same reference numerals.
  • FIG. 8 shows a cross-section according to FIG. 7 after the application of an initially full-area insulation layer 13, in which openings 14 are produced in areas in which an electrical contacting of the metal components is then to take place.
  • FIG. 9 shows a cross-section according to FIG. 8 after producing a structured metallization 23 for the connection of the metal frames and a further structured metallization 24 for the connection of the outer metal columns.
  • first of all a metallization can be applied over the entire surface and then patterned using a mask. Instead, it is also possible first to apply a mask and then the metallization over the entire surface and to partially remove the metallization using the mask by means of a known lift-off technique, so that the metallizations 23, 24 shown in FIG. It is then preferably applied a Lotstopp Mrs 17, which is provided with openings in those areas in which subsequently the solder balls 18 are arranged for the external electrical connection.
  • the solder stop layer 17 prevents the solder material from flowing, so that the solder material retains approximately the shape of the solder balls 18 shown in FIG.
  • FIG. 10 shows a cross section according to FIG. 6 with a further resist mask 19, which is approximately complementary to the resist mask 10 shown in FIG. This means that the areas over the separating lines 2 and over the intermediate areas 22 between the metal frame and the outer metal columns are covered by the further resist mask 19.
  • a resist mask 19 can also be another, z.
  • a further metal layer preferably galvanically applied, is then applied, with which the cover film 7 is reinforced in the regions of the openings of the further resist mask 19.
  • FIG. 11 shows further exemplary embodiments of the frames.
  • the ground lead to the comb structure is electrically conductively connected to the end cap by the Ground line with a metal column 4 (in the illustrated embodiment in the form of a web) is produced.
  • the arrangement of one or more frames adjacent to another frame (as in the middle example of Figure 11) or within another frame (as in the lower example of Figure 11) may be convenient to provide further hot (live) leads from one of Extend frame enclosed area to create low-inductance ground connections, or to switch mass in series with an inductance.
  • Typical dimensions of the assembly are a thickness of the wafer of typically about 250 ⁇ m to 350 ⁇ m before any dicing before grinding (DBG), a height of the metal frames of typically about 5 ⁇ m to 100 ⁇ m, and a thickness of on the metal frame applied metallization 8 of typically about 3 microns.
  • the cover sheet 7 may have a thickness of typically about 6 microns to 60 microns.

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Abstract

Auf einem Wafer (1) aufgebrachte Rahmen (3) werden eingeebnet und mit einer Deckfolie abgedeckt, sodass gasdichte Gehäuse für Bauelementstrukturen (5), insbesondere für Filter- oder MEMS-Strukturen, gebildet werden. Innere Säulen (4) können zum Abstützen des Gehäuses und für den Masseanschluss vorgesehen sein; äußere Säulen (4) können für den elektrischen Anschluss vorgesehen und über Leiterbahnen (6), die vonden Rahmen (3)elektrisch isoliert sind, mit den Bauelementstrukturen verbunden sein.

Description

Beschreibung
Hermetisch geschlossenes Gehäuse für elektronische Bauelemente und Herstellungsverfahren
Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung hermetisch abgeschlossener und nach Bedarf elektrisch abgeschirmter Gehäuse auf beliebigen gasdichten Substraten.
Bei einer Vielzahl elektronischer Bauelemente, vor allem bei Bauelementen mit oberflächensensitiven Strukturen wie z. B. SAW-Bauelementen (Oberflächenwellenfilter) oder MEMS-Bauele- menten (micro-electro-mechanical Systems) , ist es erforderlich, ein Gehäuse anzubringen, das das Bauelement weitgehend gegen Umwelteinflüsse schützt und insbesondere gasdicht hergestellt werden kann. Solche Gehäuse sollen hergestellt werden können, während die Bauelemente sich im Verbund eines Wafers, z. B. eines Siliziumsubstrats, befinden. Es sollte jedoch ein beliebiges gasdichtes Substrat grundsätzlich hierfür geeignet sein. Zudem muss ein elektrischer Anschluss der Komponenten des Bauelements nach außen angebracht werden können. Bisher werden solche Gehäuse mit unterschiedlichen Herstellungsverfahren z. B. als so genannte Wafer-Level- Packages (WLP) oder Chip-Sized-Packages hergestellt. Eine Herstellung der Chip-Sized-Packages auf dem Wafer wird dann auch als Wafer-Level-Chip-Sized-Package (WLCSP) bezeichnet.
In der DE 10 2004 040 465 Al ist ein Gehäuse beschrieben, bei dem elektronische Bauelemente in Flip-Chip-Anordnung mit einem Substrat verbunden sind. Eine Rahmenstruktur ist zwischen dem Bauelement und dem Substrat angeordnet und umschließt seitlich einen dazwischen vorhandenen Hohlraum. Die Rahmenstruktur ist aus einer Pufferschicht gebildet, die eine organische Verbindung, insbesondere ein Polymer, sowie elektrisch leitend sein kann und die zusammengedrückt wird, um ihre Dichte zu erhöhen. Die Pufferschicht wird mit der vorgesehenen Struktur ausgebildet, indem eine zunächst ganzflächig aufgebrachte Schicht mit Fotolithographie oder Laser anteilig entfernt wird oder eine Pufferschicht mit vorgeformten Öffnungen verwendet wird. Die von dem Substrat abgewandte Oberseite des Bauelementes kann mit einer leitenden Schicht abgedeckt sein, die zur elektrischen Abschirmung dient.
In der JP 2000-299396 A ist ein luftdichtes Gehäuse für elektronische Bauelemente beschrieben, bei dem eine Rahmenstruktur aus einem zunächst noch nicht ausgehärteten, verflüssigten Vergussmaterial hergestellt wird. Ein Deckelmaterial wird zur Abdichtung auf die Rahmenstruktur aufgepresst und dabei mit Distanzelementen unterstützt, und danach wird das Vergussmaterial zum Aushärten erhitzt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes und einfach herstellbares Gehäuse für oberflächensensitive Bauelemente und ein Verfahren anzugeben, mit dem derartige Gehäuse gasdicht hergestellt werden können.
Diese Aufgabe wird mit dem Gehäuse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. mit dem Herstellungsverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Das Gehäuse umfasst einen Metallrahmen, der auf einer Oberseite eines gasdichten Substrates angeordnet ist und zumindest oberflächensensitive Bereiche dieser Oberseite vollständig umschließt. Insbesondere kann der Rahmen in diesem Bereich angeordnete oberflächensensitive Strukturen umgeben. Vorzugsweise wird als Substrat ein Wafer verwendet, auf dem Gehäuse für eine Vielzahl von Bauelementen gemeinsam hergestellt werden. Zusammen mit den Rahmen können Pillars, d. h. kleine Säulen oder Pfeiler, vorzugsweise ebenfalls aus Metall, aufgebracht werden. Die Pillars können in den von den Rahmen umschlossenen Bereichen der Oberseite oder außerhalb dieser Bereiche angeordnet werden. Für die außerhalb der Rahmen angeordneten Pillars sind gegebenenfalls unter den Rahmen elektrisch leitende und von dem betreffenden Rahmen elektrisch isolierte Durchführungen von der jeweiligen Bauelementstruktur zu dem betreffenden Pillar vorhanden. Die elektrische Isolation der Durchführung kann durch hermetisch abschließende anorganische Schichten oder durch quasihermetisch abschließende organische Schichten bewirkt werden.
Die Oberseiten der Rahmen und die oberen Enden der Pillars werden nach Bedarf durch Planarisieren auf dieselbe Höhe über der Waferoberfläche gebracht. Das Planarisieren kann entsprechend dem an sich bekannten Planarisierungsprozess erfolgen, mit dem üblicherweise eine zu der Auflagefläche der Wafer- rückseite, die auf einem ebenen Chuck aufliegt, koplanare Oberseite hergestellt wird, bei Metallen vorzugsweise durch Diamantfräsen. Die erzielbare Genauigkeit und Qualität der Oberfläche sind extrem hoch, so dass optisch spiegelnde, im Sub-μm-Bereich plane Oberflächen entstehen. Im nachfolgenden Prozess des Waferbondens wird der auf dem Chuck aufliegende Wafer, der jetzt mit zum Chuck parallelen, plan gefrästen Metallrahmen versehen ist, mit einer Folie verbunden.
Auf die planarisierten Strukturen der Rahmen und Pillars wird die Folie so aufgebracht, dass eine gasdichte Verbindung zwischen den Rahmen und der Folie hergestellt wird. Die Folie kann ein Metall oder ein Metallverbund sein oder auch aus einer einseitig oder beidseitig metallisierten organischen oder anorganischen, nicht leitenden oder halbleitenden Basisfolie gebildet werden. Organische Basisfolien können durch Einlagerung von Fasern zusätzlich stabilisiert werden, oder es können ihnen anisotrope mechanische Eigenschaften verliehen werden.
Es folgt eine genauere Beschreibung von Beispielen des Gehäuses und des Herstellungsverfahrens anhand der beigefügten Figuren.
Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Wafer, der mit Metallrahmen für Gehäuse versehen ist.
Figur 2 zeigt den in der Figur 1 markierten Querschnitt durch den Wafer nach dem Aufbringen der Deckfolie.
Figur 3 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 2 für ein anderes Ausführungsbeispiel.
Figur 4 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 2 für einen Prozessschritt vor dem Aufbringen der Deckfolie.
Figur 5 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 4 für ein weiteres Ausführungsbeispiel.
Figur 6 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 4 nach dem Aufbringen der Deckfolie und einer Lackmaske.
Figur 7 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 6 nach dem Herstellen von Öffnungen in der Deckfolie. Figur 8 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 7 nach dem Aufbringen einer Isolationsschicht.
Figur 9 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 8 nach dem
Herstellen von Anschlussmetallisierungen und dem Aufbringen von Lotkugeln.
Figur 10 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 6 mit einer komplementären Lackmaske.
Figur 11 zeigt eine weitere Draufsicht auf einen Wafer, der mit Metallrahmen für Gehäuse versehen ist.
Die Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Wafer 1, auf dem eine Vielzahl von Bauelementen gleichzeitig hergestellt wird. Der Wafer soll später in die gehäusten Einzelbauelemente zerlegt werden. Das geschieht längs der in der Figur 1 eingezeichneten waagerechten und senkrechten Trennlinien 2. Hierzu kann ein an sich bekanntes Verfahren wie z. B. Lasern, Sägen oder Ätzen eingesetzt werden. Bei dem im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die vorgesehenen Einzelbauelemente jeweils innerhalb eines der durch die Trennlinien 2 umrandeten Bereiche des Wafers angeordnet. In der Figur 1 ist nur eine der vorhandenen Bauelementstrukturen 5 als Beispiel eingezeichnet. Die Anzahl der auf dem Wafer hergestellten Bauelemente kann zudem wesentlich größer sein als dargestellt, sodass die Draufsicht der Figur 1 auch als Ausschnitt aus einem wesentlich größeren Wafer aufgefasst werden kann.
Für die vorgesehenen Gehäuse werden jeweils Rahmen hergestellt, die in diesem Ausführungsbeispiel Metallrahmen 3 sind, die z. B. aus Kupfer, Nickel, Silber oder Gold oder auch aus zwei oder mehr Metallen, z. B. aus Kupfer und Zinn, gebildet werden können. Die Metallrahmen 3 werden vorzugsweise galvanoplastisch aufgebracht. Zusammen mit den Metallrahmen 3 können auch metallische Pillars mit beliebigen Grundflächen, im Folgenden als Metallsäulen 4 bezeichnet, hergestellt werden. Die Metallsäulen 4 werden vorzugsweise aus demselben Metall oder derselben Metallzusammensetzung hergestellt wie die Metallrahmen 3. Die Metallsäulen 4 können jeweils innerhalb eines Metallrahmens 3, d. h., in dem von dem Metallrahmen umschlossenen Bereich, angeordnet werden oder auch außerhalb desselben.
Bei einer Lötverbindung besteht der Metallverbund des Metallrahmens (der Metallsäulen) aus einer Folge von mindestens einem hoch schmelzenden Metall (z. B. Cu, Ni, Ag, Au) oder einer hoch schmelzenden Metalllegierung und einem niedrig schmelzenden Metall (z. B. Sn, In) oder einer niedrig schmelzenden Metalllegierung (z. B. Sn/Ag/Cu, Sn/Ag, Sn/Cu, Sn/Pb oder dergleichen) . Vorzugsweise soll in Kombination mit der Deckfolie zwischen Metallrahmen/-säulen und Deckfolie nach dem Verbindungsprozess sich eine bei Reflowtemperaturen (>260°C) nicht aufschmelzende Legierung bilden, z. B. Sn2oAu8o (Schmelzpunkt 283°C) oder SnCu (Solidverfahren, Schmelzpunkt oberhalb 4000C) .
Bei Anwendung von Thermosonicbonden eignen sich besonders Kombinationen aus Metallrahmen/-säulen und Deckfolie, bei denen die Verbindungspartner gut bondbar sind, z. B. Au/Au, Al /Al, Cu/Cu, Aq/Aq etc. Störende Oxidschichten können verhindert werden durch ca. 100 nm dicke nicht oxidierende Metallschichten oder Metallschichtfolgen. Das Thermosonic- verfahren kann auch zur Verbindung von Metallrahmen/-säulen und Deckfolie eingesetzt werden, wenn Metallrahmen/-säulen und/oder Deckfolie belotet sind. Hier dient das Thermosonic- verfahren auch zur Zerstörung von Oxidschichten auf den Loten .
Alternativ kann die Lotschicht mit einer Schicht versehen sein, welche nicht oxidiert, z. B. Ag, Pd, Pt, Ag/Pd, Ag/Pt oder dergleichen. Typische Schichtdicken liegen zwischen 70 nm und 150 nm. Alternativ kann auf die Lotschicht auch eine dünne organische Schicht aufgebracht werden, die bei den Temperaturen des Verbindungsprozesses die Oxidschicht auflöst .
Bei der Zusammensetzung der Deckfolie kann der Ausdehnungskoeffizient des Substrats berücksichtigt werden, um Probleme, die sich aus einer Fehlanpassung (mismatch) der Ausdehnungskoeffizienten von Substrat und Deckfolie ergeben, zu vermeiden. So kann z. B. eine Vaconfolie oder eine metallisierte Glasfolie als Deckfolie verwendet werden, um eine möglichst gute Anpassung an die thermische Ausdehnung eines Substrates aus Silizium zu erreichen.
Alternativ kann als Deckfolie eine sehr dünne Metallfolie verwendet werden, z. B. Au, Ag oder Cu mit einer typischen Dicke von weniger als 6 μm. Nachdem die Verbindung zwischen Metallrahmen/-säulen und Deckfolie hergestellt ist, kann die Deckfolie bei Temperaturen nahe der Umgebungstemperatur galvanisch verstärkt werden (z. B. eine Cu-Folie mit Cu oder Ni) , vorzugsweise bis zu einer Dicke, welche Gasdichtigkeit gewährleistet bzw. Molddrücke bis 10 MPa gestattet. Im Fall von Substraten mit anisotropem thermischem Ausdehnungskoeffizienten, wie z. B. LT (LiTaOs), mit Werten des Ausdehnungskoeffizienten zwischen 7 ppm/K und 14 ppm/K in der dazu orthogonalen Richtung ist eine Metallisierung vorteilhaft, deren Ausdehnungskoeffizient etwa in der Mitte, bei typisch etwa 10,5 ppm/K, liegt.
Wenn infolge von Fehlanpassung die Durchbiegung des Wafers nach dem Verbindungsprozess und Abkühlung auf Umgebungstemperatur zu groß ist für die folgenden Prozessschritte, so kann der Wafer/Metallverbund auch bei der Temperatur des Verbindungsprozesses (also vor dem Abkühlen) in Einzelbauelemente getrennt werden, z. B. durch Laserschneiden und Laserritzen .
Die Temperaturen für den Verbindungsprozess können erheblich gesenkt werden, wenn die zu verbindenden Partner mit einer Nanostrukturierung versehen sind.
In der Figur 1 ist eine Vielzahl unterschiedlicher Ausgestaltungen der Rahmen und der Pillars dargestellt. Die Metallsäulen 4 können zur Abstützung einer oberseitig aufgebrachten Deckfolie, mit der das Gehäuse abgedichtet wird, vorgesehen werden. Die Metallsäulen 4 können statt dessen oder zusätzlich auch für den elektrischen Anschluss der Bauelemente vorgesehen werden. In der Figur 1 ist ein Beispiel einer Bauelementstruktur 5 eingezeichnet, die z. B. ein Oberflä- chenwellenfilter sein kann. In der Bauelementstruktur 5 sind parallele seitliche Leiterbahnen, die z. B. Kupfer sein können, für den elektrischen Anschluss vorgesehen, während damit verbundene, kammartig miteinander verzahnte Leiterbahnen, z. B. aus AlCu, für die Funktion des Bauelements vorgesehen sind. Für den externen elektrischen Anschluss ist eine Leiterbahn 6 vorgesehen, die die Bauelementstruktur mit einer externen Metallsäule 4 elektrisch leitend verbindet. Die Leiterbahn 6 ist unter dem Metallrahmen 3 hindurch geführt und von dem Metallrahmen 3 durch eine dünne Zwischenschicht aus elektrisch isolierendem Material isoliert. Eine elektrische Spannung zum Betrieb des Bauelements kann an die betreffende außerhalb des Metallrahmens angeordnete Metallsäule angelegt werden. Der andere Anschluss der Bauelementstruktur 5 wird auf Masse gelegt, was in einer nachfolgend beschriebenen Weise durch auf den Bauelementstrukturen 5 aufgebrachte Metallsäulen und eine zumindest teilweise elektrisch leitende Deckfolie erfolgen kann. Die Masseverbindung kann statt dessen auch durch eine Verbindung entsprechender Leiterbahnen mit einem oder mehreren, gegebenenfalls auch mit allen vorgesehenen Rahmen erfolgen.
Die Figur 2 zeigt den in der Figur 1 markierten Querschnitt mit dem Wafer 1 sowie einer Mehrzahl von Metallrahmen 3 und Metallsäulen 4. Die Abmessungen der von den Metallrahmen 3 umschlossenen Bereiche und die Anordnung und Anzahl der Metallsäulen 4 ist grundsätzlich beliebig und in dem Querschnitt der Figur 2 nur als einfaches Beispiel, entsprechend dem einfachen Beispiel der Figur 1, dargestellt. Die Figur 2 zeigt außerdem, dass zur Vervollständigung der Gehäuse oberseitig eine Deckfolie 7 auf die Rahmen und Pillars aufgebracht wird. Die Deckfolie 7 kann aus einem Metall, wie z. B. Kupfer, Nickel, Silber oder Gold bestehen. Statt dessen kann für die Deckfolie ein Metallverbund, z. B. aus Kupfer und Zinn oder aus Kupfer, Zinn und Gold, verwendet werden oder auch eine Metalllegierung wie z. B. Vacon, eine Eisen-Nickel- Kobalt-Legierung, die vorzugsweise vernickelt oder zusätzlich verkupfert oder verzinkt wird.
Die Figur 3 zeigt einen Querschnitt gemäß der Figur 2 für ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die Deckfolie 7 mehrlagig ausgebildet ist. Eine Trägerfolie 70 aus Glas, Keramik oder Kunststoff (z. B. Polyimid [Kapton], LCP [liquid crystal polymer] , BCB [Benzocyklobuten] ) ist oberseitig und unterseitig mit einer Metallisierung versehen. Die von dem Wafer 1 abgewandt angeordnete obere Metallisierung 71 ist z. B. aus Kupfer, und die dem Wafer 1 gegenüberliegend angeordnete untere Metallisierung 72 ist z. B. aus Kupfer und Zinn. Es kann genügen, wenn nur auf einer Seite der Trägerfolie 70 eine Metallisierung vorhanden ist. Vorzugsweise ist die untere Metallisierung 72 vorhanden, mit der ein direkter elektrisch leitender Kontakt zu den Metallrahmen 3 und den Metallsäulen 4 hergestellt wird.
Es folgt eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels für das Herstellungsverfahren anhand der Figuren 4 bis 10, die jeweils Querschnitte entsprechend den Figuren 2 und 3 zeigen. Die Figur 4 zeigt einen Querschnitt durch den Wafer 1 in einem Ausschnitt, der etwa den Bereich eines Bauelements umfasst. Die Trennlinien 2 befinden sich etwa an den in der Figur 4 markierten Stellen. In der Figur 4 sind die Querschnitte eines Metallrahmens 30, der eine Bauelementstruktur 5 umgibt, für ein Ausführungsbeispiel eingezeichnet. Auf der rechten Seite der Figur 4 ist ein Querschnitt eines weiteren Metallrahmens 31 für ein auf dieser Seite benachbartes Bauelement eingezeichnet. Ebenfalls eingezeichnet sind Querschnitte äußerer Metallsäulen 40, 44, die außerhalb der jeweiligen Metallrahmen angeordnet sind. Entsprechend der Draufsicht der Figur 1 ist bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 4 angenommen, dass die Metallsäule 44 zu der in dem Metallrahmen 30 angeordneten Bauelementstruktur 5 gehört, während die auf der linken Seite eingezeichnete äußere Metallsäule 40 zu dem auf dieser Seite benachbarten Bauelement gehört. Die in der Figur 4 dargestellte Anordnung entspricht somit etwa der Anordnung des Querschnitts der Figur 2, mit dem Unterschied, dass in der Figur 4 auch innere Metallsäulen 41 eingezeichnet sind, die in dem von dem Metallrahmen 30 eingefassten Bereich vorhanden sind. Die inneren Metallsäulen 41 sind in diesem Ausführungsbeispiel sowohl zum Abstützen der Deckfolie 7 als auch für den Masseanschluss vorgesehen und daher in der Figur 4 als Beispiel auf einer Leiterbahn der Bauelementstruktur 5 eingezeichnet. Über die inneren Metallsäulen 41 wird die Bauelementstruktur 5 elektrisch leitend mit der Deckfolie 7 verbunden. Auf den Metallrahmen 30, 31 und den Metallsäulen 40, 41, 44 sind jeweils Metallisierungen 8 aufgebracht, die z. B. hergestellt werden können, indem die Metallrahmen und Metallsäulen oberseitig galvanisch verzinkt werden.
Die Bauelementstruktur 5 ist innerhalb des von dem Metallrahmen 30 umschlossenen Bereichs 21 angeordnet. Die zugehörige äußere Metallsäule 44 ist von dem Metallrahmen 30 durch einen Zwischenbereich 22 getrennt. Die äußere Metallsäule 44 dient dem elektrischen Anschluss der Bauelementstruktur 5 über geeignete Leiterbahnen. Zu diesem Zweck muss eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der äußeren Metallsäule 44 und Leitern in dem von dem Metallrahmen 30 umschlossenen Bereich 21 vorgesehen werden. Dafür ist eine Leiterbahn 6 vorhanden, die vor dem Herstellen des Metallrahmens 30 auf die Oberseite des Wafers 1 aufgebracht und strukturiert wird. Für die elektrische Isolation von dem Metallrahmen 30 ist auf der Leiterbahn 6 eine Isolation 16 aus einem elektrisch isolierenden Material aufgebracht. Darauf wird der Metallrahmen 30 zusammen mit den Metallsäulen in der vorgesehenen Form hergestellt, z. B. galvanoplastisch, sodass der Metallrahmen abschnittsweise über der Isolation 16 angeordnet wird. Wegen der nicht planaren Oberseite des Wafers 1 befinden sich zunächst auch die Oberseiten der Metallrahmen und Metallsäulen nicht auf gleicher Höhe. Deshalb wird ein Planari- sierungsschritt durchgeführt, mit dem die Oberseiten der Metallrahmen 30, 31 und die oberen Enden der Metallsäulen 40, 41, 44 auf dasselbe Niveau eingeebnet werden. Die Deckfolie 7 kann dann auf die planarisierten Metallkomponenten eben aufgebracht werden.
Die Figur 5 zeigt einen Querschnitt gemäß dem Querschnitt der Figur 4 für ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die Deckfolie 7 eine Trägerfolie 70, z. B. aus Glas, Keramik oder Kunststoff, umfasst und die Unterseite der Trägerfolie 70 mit einer Metallisierung 9, z. B. aus Kupfer oder Nickel, versehen ist. Die Metallisierung 9 kann entsprechend der Anordnung der Metallrahmen und Metallsäulen strukturiert werden, sodass die für verschiedenes elektrisches Potenzial vorgesehenen Metallkomponenten elektrisch voneinander getrennt bleiben. Als weiteres Beispiel ist in der Figur 5 eine von dem Ausführungsbeispiel der Figur 4 verschiedene Anordnung innerer Metallsäulen 42, 43 innerhalb des von dem Metallrahmen 30 umschlossenen Bereichs 21 dargestellt. Es sind bei diesem Ausführungsbeispiel keine äußeren Metallsäulen vorhanden oder zumindest in dem dargestellten Querschnitt keine äußeren Metallsäulen vorhanden. Rechts und links sind in der Figur 5 noch Metallrahmen 31, 32 der benachbarten Bauelemente eingezeichnet. Die innerhalb des Metallrahmens 30 vorhandene Bauelementstruktur 5 umfasst mehrere Komponenten. Eine dieser Komponenten, als Leiterbahn dargestellt, ist mit einer Metallsäule 43 versehen, mit der eine elektrische Verbindung zu der Metallisierung 9 der Deckfolie 7 hergestellt wird. Die innere Metallsäule 42 auf der linken Seite ist nicht in Kontakt mit Komponenten der Bauelementstruktur 5 und ist in diesem Beispiel nur als mechanische Stütze der Deckfolie 7 vorgesehen. Die Figuren 4 und 5 zeigen die Anordnung jeweils in dem Verfahrensschritt unmittelbar vor dem Aufbringen der Deckfolie 7.
Die Figur 6 zeigt einen Querschnitt gemäß der Figur 4 für einen weiteren Verfahrensschritt nach dem Aufbringen der Deckfolie 7. Die Deckfolie 7 wird mit den Metallisierungen 8 elektrisch leitend verbunden und schließt insbesondere die Innenbereiche der Metallrahmen hermetisch nach außen ab. Die Deckfolie 7 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus einem oder mehreren Metallen. Statt dessen kann eine mehrlagige Deckfolie, z. B. entsprechend den Figuren 3 und 5, verwendet werden. Auf der Oberseite wird eine Lackmaske 10 aufgebracht und mit Öffnungen 11 über den Trennlinien 2 und mit weiteren Öffnungen 12 über den Zwischenbereichen 22 zwischen den Metallrahmen und den äußeren Metallsäulen versehen. Die übrigen Komponenten, die in der Figur 6 eingezeichnet sind, entsprechen den Komponenten der Figur 4 und sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
Mittels der Lackmaske 10 wird das Material der Deckfolie 7 im Bereich der Öffnungen 11 und der weiten Öffnungen 12 durch Ätzen entfernt. Das Ergebnis dieses Verfahrensschrittes ist im Querschnitt der Figur 7 dargestellt. Über den Trennlinien 2 und über den Zwischenbereichen 22 zwischen den Metallrahmen 30 und den äußeren Metallsäulen 44 ist die Deckfolie 7 entfernt. Die verbleibenden Anteile der Deckfolie 7 bilden die Deckel der hergestellten Gehäuse, deren Seitenwände durch die Metallrahmen 30 gebildet werden. Weitere Anteile der Deckfolie 7 sind auf den äußeren Metallsäulen 40, 44 verblieben. Statt eines Fotolacks kann eine andere strukturierbare Polymerschicht oder Polymerschichtfolge aufgebracht werden. Statt durch Anwendung eines Ätzverfahrens können die Gehäuse durch Laserschneiden voneinander getrennt werden. Die Figur 8 zeigt einen Querschnitt gemäß der Figur 7 nach dem Aufbringen einer zunächst ganzflächigen Isolationsschicht 13, in der Öffnungen 14 hergestellt werden in Bereichen, in denen anschließend eine elektrische Kontaktierung der Metallkomponenten erfolgen soll.
Die Figur 9 zeigt einen Querschnitt gemäß der Figur 8 nach dem Herstellen einer strukturierten Metallisierung 23 für den Anschluss der Metallrahmen und einer weiteren strukturierten Metallisierung 24 für den Anschluss der äußeren Metallsäulen. Für diese Metallisierungen kann zunächst eine Metallisierung ganzflächig aufgebracht und anschließend unter Verwendung einer Maske strukturiert werden. Statt dessen ist es auch möglich, zunächst eine Maske und danach die Metallisierung ganzflächig aufzubringen und die Metallisierung unter Verwendung der Maske mittels einer an sich bekannten Liftoff-Technik teilweise zu entfernen, sodass die in der Figur 9 dargestellten Metallisierungen 23, 24 stehen bleiben. Es wird dann vorzugsweise eine Lotstoppschicht 17 aufgebracht, die mit Öffnungen in denjenigen Bereichen versehen wird, in denen anschließend die Lotkugeln 18 für den externen elektrischen Anschluss angeordnet werden. Die Lotstoppschicht 17 verhindert ein Verfließen des Lotmaterials, sodass das Lotmaterial etwa die in der Figur 9 dargestellte Form der Lotkugeln 18 behält.
Die Figur 10 zeigt einen Querschnitt gemäß der Figur 6 mit einer weiteren Lackmaske 19, die etwa komplementär zu der in der Figur 6 dargestellten Lackmaske 10 ist. Das bedeutet, dass von der weiteren Lackmaske 19 die Bereiche über den Trennlinien 2 und über den Zwischenbereichen 22 zwischen den Metallrahmen und den äußeren Metallsäulen abgedeckt werden. Statt einer Lackmaske 19 kann auch eine andere, z. B. durch Laser strukturierbare, Polymerschicht oder Polymerschichtfolge aufgebracht und entsprechend strukturiert werden oder eine strukturierte Polymerschicht durch ein Druckverfahren, wie z. B. Jetprinting, hergestellt werden. Auf die Oberseite der Deckfolie 7 wird dann eine weitere Metallschicht, vorzugsweise galvanisch, aufgebracht, mit der die Deckfolie 7 in den Bereichen der Öffnungen der weiteren Lackmaske 19 verstärkt wird. Nach dem Entfernen der weiteren Lackmaske 19 erhält man eine Struktur, die etwa der Struktur des Querschnitts der Figur 6 entspricht, wobei die metallische Verstärkung 20 die Position der Lackmaske 10 einnimmt. Die Struktur gemäß der Figur 7 wird dann durch Ätzen der Deckfolie 7 und der darauf vorhandenen Verstärkung 20 hergestellt. Die Öffnungen in der Deckfolie 7 werden hierbei gebildet, ohne dass die Deckfolie im Bereich der Verstärkungen 20 entfernt wird. Durch dieses Differenzätzen der unterschiedlich dicken Bereiche der Deckfolie bzw. der Deckfolie mit Verstärkung kann so auf einfache Art und Weise die in der Figur 7 im Querschnitt dargestellte Struktur hergestellt werden. Außerdem kann die Dicke der Verstärkung 20 an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden, sodass die nach dem Differenzätzen verbleibenden Gehäusedeckel hinreichend stabil sind für den Fall, dass sie nachträglich übermoldet werden sollen, d. h., eine Vergussmasse darauf aufgebracht werden soll. Die nachfolgenden Verfahrensschritte entsprechen den bereits anhand der Figuren 8 und 9 beschriebenen Verfahrensschritten. In der Figur 11 sind weitere Ausführungsbeispiele für die Rahmen dargestellt. Im Fall eines Bauelementes mit Filterstrukturen, die kammartig ausgebildet und ineinander verzahnt sind, (wie in dem oberen Beispiel der Figur 11) ist es für die elektrischen Eigenschaften des Filters vorteilhaft, wenn die Massezuleitung zur Kammstruktur mit dem Abschlussdeckel niederohmig elektrisch leitend verbunden wird, indem die Massezuleitung mit einer Metallsäule 4 (in dem dargestellten Ausführungsbeispiel in der Form eines Steges) hergestellt wird. Die Anordnung eines oder mehrerer Rahmen neben einem weiteren Rahmen (wie in dem mittleren Beispiel der Figur 11) oder innerhalb eines weiteren Rahmens (wie in dem unteren Beispiel der Figur 11) kann zweckmäßig sein, um weitere heiße (spannungsführende) Leitungen aus einem von einem Rahmen umschlossenen Bereich herauszuführen, um niederinduktive Masseanbindungen zu schaffen, oder auch, um Masse in Serie mit einer Induktivität zu schalten.
Typische Abmessungen der Anordnung sind eine Dicke des Wafers von typisch etwa 250 μm bis 350 μm vor einem gegebenenfalls nach dem Vereinzeln erfolgenden rückseitigen Dünnschleifen (DBG, dicing before grinding) , eine Höhe der Metallrahmen von typisch etwa 5 μm bis 100 μm und eine Dicke der auf den Metallrahmen aufgebrachten Metallisierung 8 von typisch etwa 3 μm. Die Deckfolie 7 kann eine Dicke von typisch etwa 6 μm bis 60 μm aufweisen.
Bezugs zeichenliste
1 Wafer
2 Trennlinie
3 Metallrahmen
4 Metallsäule
5 Bauelementstruktur
6 Leiterbahn
7 Deckfolie
8 Metallisierung
9 Metallisierung
10 Lackmaske
11 Öffnung über Trennlinie
12 weitere Öffnung
13 Isolationsschicht
14 Öffnung
16 Isolation
17 Lotstoppschicht
18 Lotkugel
19 weitere Lackmaske
20 Verstärkung
21 von einem Metallrahmen umschlossener Bereich
22 Zwischenbereich
23 Metallisierung für den Anschluss des Metallrahmens
24 Metallisierung für den Anschluss der äußeren Metallsäule 30, 31, 32 Metallrahmen
40 äußere Metallsäule
41, 42, 43 innere Metallsäule
44 äußere Metallsäule
70 Trägerfolie
71 obere Metallisierung
72 untere Metallisierung

Claims

Patentansprüche
1. Gehäuse für ein Bauelement mit
- einem Substrat (1) mit einer Oberseite,
- einem Rahmen (3) , der auf der Oberseite des Substrates aufgebracht ist und einen Bereich der Oberseite vollständig umschließt,
- wobei der Rahmen aus einem Metall oder aus zwei oder mehreren Metallen besteht, und
- mit einer Deckfolie (7), die auf dem Rahmen aufgebracht ist und eine gasdichte Verbindung mit dem Rahmen bildet.
2. Gehäuse nach Anspruch 1, bei dem die Deckfolie (7) ein Metall, ein Metallverbund oder eine Metalllegierung ist.
3. Gehäuse nach Anspruch 1, bei dem die Deckfolie (7) eine einseitig oder beidseitig metallisierte Trägerfolie (70) aus Glas, Keramik oder Kunststoff ist.
4. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem mindestens eine Säule (41, 42, 43) vorhanden ist, die innerhalb des von dem Rahmen (3) umschlossenen Bereiches der Oberseite des Substrates (1) angeordnet ist, und die Säule (41, 42, 43) dafür vorgesehen ist, die Deckfolie (7) abzustützen und/oder eine elektrische Verbindung zwischen einer Bauelementstruktur (5) und der Deckfolie (7) zu bilden.
5. Gehäuse nach Anspruch 4, bei dem die Deckfolie (7) ganz oder teilweise elektrisch leitend ist und die Säule (41, 43) eine elektrische Verbindung zwischen einer innerhalb des von dem Rahmen umschlossenen Bereiches der Oberseite angeordneten Bauelementstruktur (5) und einem elektrisch leitenden Bereich der Deckfolie (7) bildet.
6. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem mindestens eine Säule (40, 44) vorhanden ist, die außerhalb des von dem Rahmen (3) umschlossenen Bereiches der Oberseite des Substrates (1) angeordnet ist, eine Leiterbahn (6) zwischen der Oberseite des Substrates und dem Rahmen vorhanden ist und die Leiterbahn mit der Säule (40, 44) und mit einer innerhalb des von dem Rahmen umschlossenen Bereiches der Oberseite angeordneten Bauelementstruktur (5) verbunden und von dem Rahmen mittels einer Isolation (16) elektrisch isoliert ist.
7. Gehäuse nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei dem der Rahmen (3) und die Säule (4) aus demselben Metall oder aus denselben Metallen bestehen.
8. Verfahren zur Herstellung von Gehäusen für Bauelemente, bei dem
- auf eine Oberseite eines Substrates oder Wafers (1) Rahmen (3) aus Metall galvanisch aufgebracht werden, die jeweils einen Bereich der Oberseite vollständig umschließen,
— auf die Rahmen eine Deckfolie (7) aufgebracht und eine gasdichte Verbindung zwischen der Deckfolie und den Rahmen hergestellt wird und - die Deckfolie in Anteile unterteilt wird, die jeweils einen Rahmen und den von dem Rahmen umschlossenen Bereich der Oberseite abdecken.
9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem
Säulen (41, 42, 43) hergestellt werden, mit denen die Deckfolie (7) abgestützt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die Säulen (41, 42, 43) zusammen mit den Rahmen (3) galvanoplastisch aus Metall hergestellt werden, die Deckfolie (7) ganz oder teilweise elektrisch leitend hergestellt wird und zumindest einige der Säulen (41, 43) mit einem elektrisch leitenden Bereich der Deckfolie (7) verbunden werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei dem
- vor dem Aufbringen der Rahmen (3) Leiterbahnen (6) auf der Oberseite aufgebracht werden,
- Isolationen (16) auf den Leiterbahnen aufgebracht werden,
- die Rahmen (3) abschnittsweise auf den Isolationen (16) angeordnet werden und
- Säulen (40, 44) aus Metall außerhalb der von den Rahmen (3) umschlossenen Bereiche der Oberseite auf den
Leiterbahnen (6) angeordnet werden.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, bei dem über der Deckfolie (7) strukturierte Metallisierungen (23, 24) hergestellt werden, die zumindest mit einigen der Säulen (40, 41, 43, 44) elektrisch leitend verbunden werden .
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