带有保护层的器件及器件所用保护层的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种带有保护层的器件，以及具有保护层的表面的涂层方法，特别是器件所用保护层涂层方法。保护层在其厚度上改变其性能。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种带有保护层的器件以及带有保护层的一种器件的制造方法。特别是把各电子部件使用在车辆电子技术上时，环境条件对电子器件部分地从热学上和机械学上都会施加很高的负荷，并具有腐蚀性。然而为了配置价廉的器件，就得使用便宜的塑料外壳，以代替昂贵的金属外壳或陶瓷外壳。可是，越是较新型的器件越是配有较薄的外壳，往往同时还带有大量的接线，这些接线是通过外壳壁向外面引出的，容易受湿气扩散的影响。塑料包皮的厚度越小，则由环境大气中渗透到外壳内部的湿气便会随之增多。对于具有大的边长的电子器件来说，还附带出现这样一个问题，就是它们容易受到外壳的模制物质和导线框架(lead frame)之间的离层的影响。当导线框架附带还有许多接线时，问题尤其严重。湿气和离子污染会沿着这些接线几乎不受阻碍地渗入到外壳中。从外面渗入的水蒸汽或者残留在外壳内的湿气是很有害的，会导致电子故障，特别是电子器件处于100℃以上温度下时更是如此。因此，外壳内部含有湿气的空腔会由于随温度不断升高而膨胀的水蒸汽之故而破裂(爆玉米花效应)。置于外壳中的电子器件存储时间较长时，就存在这样的危险，即湿气渗入电子器件中，从而使之不能用了。为了避免置于外壳中的特别是加了塑料包皮的电子器件方面的这种可怕的爆玉米花效应，例如将已经加了外壳的电子器件先干燥几个小时，然后用干燥剂封焊起来，特别是将若干个器件一次封焊好。被封焊的器件的允许存储时间是有限制的。在完成电子模件时，将如此干燥和存储的器件再次置于正常大气之下是有一定危险的，因为那样湿气渗入到加有外壳的器件的内部是不可避免的。因此，在成批生产中，常见的情况是，在很窄的时限内就用完上述用干燥剂封焊的那些器件的备用包装。新制出的器件在其日后使用之前和/或在其装入相应的标准组件中之前只允许一定时间处于正常大气中。超过这一时限，就会有增加费用的危险，因为由于受湿气感应的器件缺陷之故可能发生电子故障。这一点要求在下述两个方面之间求得一种密切的和费用上的协调一方面是部件的生产，另一方面是为部件准备好足够数量的新制器件。从DE-A1 40 40 822得知，电子器件，特别是装就的芯片，都涂有一种保护层，借以阻止湿气扩散到电路中去。保护层是滴加到须保护的芯片表面上的，并加以离心处理，使之分布均匀。保护层的厚度是由不同的性能来决定的，尤其是保护层材料的稠度及其干燥特性与硬化特性以及离心旋转处理时所用转数。优先用硅酮或环氧树脂涂层，因为这两种材料在离心旋转处理时有利于分布。随后将电子器件封装在一外壳中。上述方法的缺点在于如此涂敷上去的保护材料固然能保护芯片的表面，但不能保证实现严密的密封。即使在保护层硬化处理步骤之后，气体和湿气的渗透度仍是如此之大，特别是应在高温范围内使用的半导体器件方面，使得在器件的外壳中出现腐蚀问题如脱层和含有湿气的空隙的爆裂性膨胀。此外，还存在这样一种危险，即在装就的芯片情况下，在对保护层进行离心旋转处理时会损害压焊丝。DE 44 35 120 A1公开过一种器件，它带有一种分成多个单层的塑料保护层，这种保护层至少部分地覆盖着该器件，并且在其厚度上具有不同化学和/或物理材料性能。可以为每个单层分开调节交联度。然而，在保护层的各单层之间会形成交界面。这些交界面是湿气进入保护层内部的可能渗透途径。相叠的各单层必须具有能与交界层相适配的弹性，使得例如相邻接的层的硬度或弹性不致于差别太大，因为否则就会出现各单层相互粘附的问题。本专利技术的任务是提出一种带有保护层的器件，其保护层的密封性得到了改善，并提出一种方法，以之用于简单生产带有保护层的器件。上述任务是通过独立权利要求中所述的特征加以解决的。其他的改进和有利的发展见说明书和各项从属权利要求中所述。本专利技术提出的器件是带有一保护层的，特别是带有一种外表的保护层，该保护层在其厚度上具有不同的化学和/或物理材料特性。特别优越的是，该器件是一种半导体器件，其外表面以一保护层覆盖着。还有一个有利之处是把该元件套在一个外壳中。若保护层在离器件的远处比离器件的近处具有更大的硬度，则是特别有利的。这样，就能使保护层很好地与器件相适配。视预定的用途之不同，保护层的性能也是在离器件的远处比离器件的近处具有更大的弹性，这也是很合乎目的的。保护层还可以在离器件的远处比离器件的近处具有更大的防湿性。本专利技术的另一项有利发展是，保护层在离器件的近处比离器件的远处具有更大的硬度。这一点使得器件特别便于封装在外壳中，因为可能使用的填充物质或外壳盖可以很好地配合保护层，避免出现空隙。另一项有利的发展是，保护层在离器件的近处比离器件的远处具有更大的弹性和/或防湿性。一种优越的结构是保护层离器件远者具有有机特性，离器件近者则具有无机特性。封装用外壳在具有外表保护层的器件上的附着力得到了改善，这是因为该保护层能特别有利地与其衬底相适配。与此同时，器件表面还有一紧密的密封性保护层。一种优越的结构是保护层离器件近者具有有机特性，离器件远者则具有无机特性。保护层在器件表面上的附着力得到了改善，因为器件表面能特别有利地与其衬底相适配。器件表面通过一层密封层得到了密封保护。另一种优越的结构是保护层在其厚度上具有有机、无机和有机特性的顺序。另一种优越的结构是保护层在其厚度上具有无机、有机和无机特性的顺序。这样就能成功获得器件的与使用目的最佳适配的密封封装。若保护层只具有有机材料性能，这是有利的。另一项有利的发展是保护层只具有无机材料性能。一项有利的布置是，保护层直接覆盖一种集成的半导体器件的表面。另一项有利的发展是，保护层配置在外壳的内表面上。另一项有利的发展是，保护层配置在外壳的外表面上。有利的是，保护层只具有微小的厚度，即在0.1μm和10μm之间，从而为器件的封装节省空间，但仍然能确保保护层和/或封装的密封性。在一种有利的器件制造方法中，首先将一个呈液态的第一反应成分受控制地引入到一个真空区，在此加以蒸发，并基本上无载气地将之引入到一个真空设备的反应区中，在这里，它同一个至少具有一种组分的第二反应成分，在热能和/或电磁能的作用下，共同起反应而形成一种反应产物，然后将之沉积在待涂层的表面上而在此形成一保护层，与此同时有控制地调整反应气体的组成，以便在沉积过程中在不断生长的层的厚度上逐渐改变该层的物理和/或化学性能。有利的是，在反应产物的沉积过程中有控制地调整反应气体的组成。最好在反应产物的沉积过程中向反应气体添加氧气。特别有利的是，在沉积的同时供给具有不同浓度的氧气。合乎目的的是，以高频电磁辐射作用于反应区。有利的反应气体是氩气和/或氮气和/或六甲基乙硅烷(HMDSN)。有利的是，所用的反应气体压力在0.1mbar(毫巴)和1.5mbar之间。有利的是，液态的母体物质以介于0.1ml/h(毫升/小时)和50ml/h之间的流量添加。有利的是，至少在涂层过程中加热被涂层的表面和/或至少在涂层过程中以高频电磁能加荷于被涂层的表面。有利的是，至少在涂层过程中以电压加荷于被涂层的表面。下面将对本专利技术至关重要的一些特征加以深入说明，并参照附图加以详细描述。附图表示附图说明图1 本专利技术提出的一种电子器件的截面图，图2 本专利技术提出的一种电子器件的截面图，该器件带有电子电路元件和保护层，图3 本专利技术提出的一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
带有保护层的器件，该保护层至少局部地覆盖着该器件，而且本身具有不同的化学和／或物理性能，其特征在于：保护层（７．１，７．２，７．３由单一的层构成，而且在其厚度上具有准连续地不同的化学和／或物理材料性能。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 1997-8-20 19736090.41.带有保护层的器件，该保护层至少局部地覆盖着该器件，而且本身具有不同的化学和/或物理性能，其特征在于保护层(7.1，7.2，7.3由单一的层构成，而且在其厚度上具有准连续地不同的化学和/或物理材料性能。2.如权利要求1所述的器件，其特征在于保护层(7.1，7.2，7.3)离器件远者比离器件近者具有较大的硬度和/或弹性和/或防湿性。3.如权利要求1或2所述的器件，其特征在于保护层(7.1，7.2，7.3)离器件近者比离器件远者具有较大的硬度和/或弹性和/或防温性。4.如权利要求1、2或3所述的器件，其特征在于保护层(7.1，7.2，7.3)离器件远者具有有机性能，离器件近者具有无机性能。5.如权利要求1、2或3所述的器件，其特征在于保护层(7.1，7.2，7.3)离器件近者具有有机性能，离器件远者具有无机性能。6.如以上权利要求的任一项或几项所述的器件，其特征在于保护层(7.1，7.2，7.3)在其厚度上具有由有机、无机和有机性能所形成的顺序。7.如以上权利要求的任一项或几项所述的器件，其特征在于保护层(7.1，7.2，7.3)在其厚度上具有由无机、有机和无机性能所形成的顺序。8.如以上权利要求1至6的任一项或几项所述的器件，其特征在于保护层(7.1，7.2，7.3)只具有有机材料性能。9.如以上权利要求1至6的任一项或几项所述的器件，其特征在于保护层(7.1，7.2，7.3)只具有无机材料性能。10.如以上权利要求的任一项或几项中所述的器件，其特征在于器件用保护层(7.1，7.2，7.3)完全加以覆盖。11.如以上权利要求的任一项或几项中所述的器件，其特征在于器件具有一个微电子电路元件(1)，该器件至少局部地用保护层(7.1)加以覆盖。12.如以上权利要求的任一项或多项中所述的器件，其特征在于器件具有一个微电子电路元件(1)，该器件至少在其表面上及其在电路元件(1)上的电接触点(6)的区域中是由保护层(7.1)加以覆盖的。13.如以上权利要求的任一项或多项所述的器件，其特征在于器件具有一个外壳(8)；外壳(8)的外侧和/或内侧至少局部地在接合点的部位中是由保护层(7)加以覆盖的。14.如以上权利要求的任一项或多项所述的器件，其特征在于器件具有一个外壳(8)和一个微电子电路元件(1)；外壳(8)的外侧和/或内侧至少在接合点的部位中是由保护层(7.2，7.3)加以覆盖的；电路元件(1)是完全由保护层(7.1)加以覆盖的。15.如以上权利要求的任一项或多项所述的器件，其特征在于器件具有一个外壳(8)和一个微电子电路元件(1)；外壳(8)的外侧和/或内侧至少在接合点的部位中是由保护层(7.2，7.3)加以覆盖的；电路元件(1)至少在接触点(6)上和一个外表面上是由保护层(7...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗兰克斯图班，于尔根怀尔德，加伯里勒斯托迪格尔，
申请(专利权)人：戴姆勒克莱斯勒股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]