电子设备制造技术

本发明专利技术涉及一种电子设备（100），其包括具有上表面（11）的载体板（1）；安装在载体板的上表面上的电子芯片（2），电子芯片具有面向载体板的上表面的安装侧（21）、背离载体板的上表面的顶侧（22）、以及将安装侧连接到顶侧的侧壁（23），其中电子芯片在安装侧上具有在每平方毫米安装侧的基部区域上等于或小于5个的柱形凸起（24）；以及叠层式聚合物罩（4），其至少部分地覆盖电子芯片的顶侧并延伸到载体板的上表面上。

Electronic equipment

【技术实现步骤摘要】
电子设备
本专利技术的实施例涉及一种电子设备，特别是涉及一种包括载体和安装在载体上的电子芯片的电子设备。电子设备可以是例如包括MEMS（微机电系统）芯片的传感器设备。例如，电子设备可以是MEMS麦克风。
技术介绍
MEMS麦克风使用微结构化的、主要基于硅的声电变换器。这些高灵敏度的传感器芯片采用薄的可移动膜，使其也对来自保护性封装件中的其组件的机械应力非常敏感。将这种压力保持在较低水平的最常见方法是使用具有柔软且厚的接合线的传统芯片附接件。在这种情况下，膜和因此电触点竖直定位，并且与封装件和/或补充ASIC（专用集成电路）的内部电互连通过线接合完成。这导致两个主要缺点：在主要的底部端口构型的情况下，MEMS内部腔体不能有助于（有益的）声学后部体积，但是增加（有害的）前部体积，这两者都损害了麦克风的性能。此外，接合线需要相当大的横向空间（用于衬底着陆）和净空（用于线环和朝向盖的安全边缘），这两者都增加了部件的尺寸，这违背了一般的小型化努力。焊料凸起上的倒装芯片组件是微电子学中的常见趋势，其可以为所述问题提供解决方案。但在这种情况下，反过来，传感器芯片刚性地耦合到封装件衬底，使其易受静态组装应力、来自焊料重熔的偏移、由于传感器和封装件材料之间的CTE不匹配导致的温度引起的应力、和来自外部冲击的动态压力的影响。因此，例如对于所描述的麦克风应用，需要一种用于使用MEMS传感器的内部倒装芯片组件的底部端口麦克风的封装解决方案而没有有害的应力效应。
技术实现思路
要解决的目的是提供一种避免或至少减少上述问题的电子设备。该目的尤其通过根据独立权利要求1的电子设备来实现。进一步的实施例和构型是从属权利要求的主题。根据至少一个实施例，电子设备包括具有上表面的载体板。电子芯片安装在载体板的上表面上。电子芯片例如可以是传感器芯片。在优选实施例中，电子芯片可以是MEMS芯片。载体板可以优选地提供用于连接电子芯片的电连接。特别地，载体板可以是叠层式多层板，其可以基于HTCC（高温共烧陶瓷）、LTCC（低温共烧陶瓷）、聚合物材料和/或玻璃。导体线和/或通孔可以在安装在载体板上的元件和外部焊盘之间提供电气布线（electricalrouting）。电子芯片可以具有面向载体板的上表面的安装侧。特别地，芯片可以在安装侧具有连接元件，连接元件被实施为用于电连接芯片并且将芯片安装在载体板的上表面上。此外，电子芯片可以具有背离载体板的上表面的顶侧和将安装侧连接到顶侧的侧壁。根据另一实施例，电子芯片具有作为安装侧上的连接元件的柱形凸起。柱形凸起可以例如位于电子芯片的电极盘上。为了形成柱形凸起，使用标准球形凸起工艺形成球。在将球接合到电极盘之后，闭合线夹并且接合头移动以撕裂线。如果移动基本上垂直于安装侧指向，则“尾部”可以留在凸起的顶部。取决于移动参数，可以调节尾部的宽度和长度，并且从而调节柱形凸起的尺寸和形状。柱形凸起中的每个可以形成机电连接元件，其可以结合固有的柔韧性、低轮廓和小的占地面积。安装侧可以由芯片外形限定，使得由芯片外形包围的区域可以表示为电子芯片的基本区域。特别地，电子芯片可以特别优选地具有在每平方毫米安装侧的基本区域上等于或者小于5个的柱形凸起。简而言之，电子芯片可以仅配备少量的柱形凸起，例如等于或小于10个柱形凸起。作为示例，方形或矩形的电子芯片可具有四个柱形凸起，每个柱形凸起位于方形或矩形基本区域的角落中的一个中。此外，在每个角落中，例如可以施加两个柱形凸起，从而产生具有八个柱形凸起的电子芯片。根据另一实施例，柱形凸起通过导电粘合剂连接到载体的上表面。在将电子芯片放置到载体板上之前，可以通过将柱形凸起浸入受控厚度的“湿”粘合剂层来施加导电粘合剂。此外，通过印刷、喷射或分配沉积导电粘合剂可以以更好的再现性提供更大的体积（volume）。有利地，导电粘合剂的使用提供适度的温度分布。虽然无铅的焊料凸起通常需要约250℃的温度用于回流工艺，但是典型的导电粘合剂在约150℃或更低的温度下固化，甚至约60℃的温度也是可能的。因此，在芯片安装期间仅引入低的初始应力水平。导电粘合剂可以是热塑性或热固性树脂，包括选自硅酮、丙烯酸酯、环氧树脂和其他树脂材料中的一种或多种，其填充有导电颗粒。通常可以使用银（Ag）和/或钯（Pd）。在MEMS麦克风或其他电容性传感器的情况下，可以容忍高达千欧姆（kOhm）范围的相对高的接合电阻率。在这种情况下，类似碳等的其他填料材料也是可能的。而且，可以选择固有导电聚合物作为导电粘合剂。根据另一实施例，载体板在上表面中具有至少一个凹部，其中至少一个柱形凸起伸入到凹部中。特别地，柱形凸起的尾部可以被容纳在凹部中。优选地，载体板包括用于每个柱形凸起的凹部。（多个）凹部可以由导电粘合剂填充。此外，柱形凸起中的至少一个或几个或所有具有形状锁定轮廓部。柱形凸起、特别是其尾部的这种形状锁定轮廓部可以在相对柔软的导电粘合剂中提供更强的锚固。例如，尾部可以在端部处弯曲，或者可以形成为钩或支架。此外，将尾部压成蘑菇形状是可能的。优选地，柱形凸起中的至少一个或几个或所有具有等于或大于30μm且等于或小于180μm的高度。高度尤其可以包括尾部以及被容纳在载体板的凹部中的可选部分。柱形凸起可以例如由直径等于或大于12μm且等于或小于30µm的金线制造。这种柱形凸起可以通过改进的线接合装备如上所述制造，并且可以直接在电极盘（例如，铝盘）上以高达~30/s的高速率设置，并且不需要通常对于MEMS晶片工艺来说是不希望的昂贵的UBM（下凸起金属化）处理。根据另一实施例，电子设备包括叠层式聚合物罩。聚合物罩至少部分地覆盖电子芯片的顶侧并延伸到载体板的上表面上。这尤其可以意味着聚合物罩例如通过粘合力固定地连接到上表面的一部分。聚合物罩可以被实施为将电子芯片机械地保持在载体板上。此外，聚合物罩可以覆盖电子芯片的大部分侧壁。在方形或矩形芯片的情况下，聚合物罩可以优选地覆盖电子芯片的四个侧壁中的至少三个。聚合物罩可以通过将聚合物箔至少部分地叠层到安装在载体板上的电子芯片上，并且部分地叠层到载体板的上表面上来制造。叠层工艺可以优选地基于由箔上方和下方的气压差驱动的热增强深拉工艺。叠层箔的聚合物材料以及因此聚合物罩可以选自各种热塑性或热固性聚合物。特别优选地，聚合物罩包括B阶材料，其是本领域技术人员已知的并且其结合在热塑性条件下的可加工性与在最终热和/或辐射固化期间到热固性状态的转变。优选地，聚合物罩具有等于或大于10μm且等于或小于80μm的厚度。优选的厚度可为约20μm。为了不损害组件（即电子设备）的柔性，聚合物罩（即处于固化和最终状态的构成聚合物罩的叠层箔）优选在室温下具有等于或小于1GPa的杨氏模量。根据另一实施例，电子芯片的安装侧位于距载体板的上表面一定距离处，从而在安装侧和上表面之间限定间隙。如果适用的话，间隙的高度可以基本上由柱形凸起的高度减去柱形凸起的位于凹部中的那部分的高度来确定。特别地，间隙可以不含任何底部填充材料（underfillmaterial）。换句话说，电子芯片可以仅通过具有导电粘合剂的柱形凸起和聚合物罩安装和固定在载体板上，其中可以避免任何进一步的底部填充材料（例如通常被施加在芯片和衬底之间的粘合材料）。附图说明根据结合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子设备（100），其包括：‑ 具有上表面（11）的载体板（1），‑ 安装在所述载体板的所述上表面上的电子芯片（2），所述电子芯片具有面向所述载体板的所述上表面的安装侧（21）、背离所述载体板的所述上表面的顶侧（22）、以及将所述安装侧连接到所述顶侧的侧壁（23），其中：‑ 所述电子芯片在所述安装侧上具有在每平方毫米所述安装侧的基部区域上等于或小于5个的柱形凸起（24），和‑ 叠层式聚合物罩（4），其至少部分地覆盖所述电子芯片的所述顶侧并延伸到所述载体板的所述上表面上。

【技术特征摘要】
2018.02.26 DE 102018104279.51.一种电子设备（100），其包括：-具有上表面（11）的载体板（1），-安装在所述载体板的所述上表面上的电子芯片（2），所述电子芯片具有面向所述载体板的所述上表面的安装侧（21）、背离所述载体板的所述上表面的顶侧（22）、以及将所述安装侧连接到所述顶侧的侧壁（23），其中：-所述电子芯片在所述安装侧上具有在每平方毫米所述安装侧的基部区域上等于或小于5个的柱形凸起（24），和-叠层式聚合物罩（4），其至少部分地覆盖所述电子芯片的所述顶侧并延伸到所述载体板的所述上表面上。2.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述聚合物罩覆盖所述电子芯片的至少三个侧壁。3.根据前述权利要求中的任一项所述的电子设备，其中，所述柱形凸起通过导电粘合剂连接到所述载体板的所述上表面。4.根据前述权利要求所述的电子设备，其中，所述导电粘合剂具有等于或小于500MPa的杨氏模量，并且优选等于或小于100MPa的杨氏模量。5.根据前述权利要求中的任一项所述的电子设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：W帕尔，
申请(专利权)人：TDK电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE