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DE102019129060A1 - Method of manufacturing an electrical device and electrical device - Google Patents

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DE102019129060A1
DE102019129060A1 DE102019129060.0A DE102019129060A DE102019129060A1 DE 102019129060 A1 DE102019129060 A1 DE 102019129060A1 DE 102019129060 A DE102019129060 A DE 102019129060A DE 102019129060 A1 DE102019129060 A1 DE 102019129060A1
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carrier
electrical component
encapsulation material
electrical
component
Prior art date
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DE102019129060.0A
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German (de)
Inventor
Luis Maier
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RF360 Europe GmbH
Original Assignee
RF360 Europe GmbH
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Publication date
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Abstract

In mindestens einer Ausführungsform umfasst das Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Vorrichtung die folgenden Schritte:A) Platzieren einer ersten elektrischen Komponente (1a) auf einer Oberseite (20) eines Trägers (2), wobei ein Zwischenraum (3) zwischen der ersten elektrischen Komponente und dem Träger unter Verwendung von Abstandshaltern (12) erzeugt wird,B) Aufbringen eines Einkapselungsmaterials (4) auf den Träger, wobei das Einkapselungsmaterial die erste elektrische Komponente bedeckt,C) Erzeugen eines Vakuums zwischen dem Einkapselungsmaterial und dem Träger, wodurch das Einkapselungsmaterial in Richtung des Trägers angesaugt und formschlüssig über die erste elektrische Komponente und den Träger gezogen wird. Ein Loch (22) durchdringt den Träger in dem Bereich, in dem die elektrische Komponente angeordnet ist. Vor Schritt C) verbindet das Loch den Zwischenraum zwischen der ersten elektrischen Komponente und dem Träger mit einem Bereich auf einer Unterseite des Trägers. In Schritt C) wird Gas durch das Loch aus dem Zwischenraum gesaugt, und dadurch wird das Einkapselungsmaterial in den Zwischenraum gesaugt.In at least one embodiment, the method for producing an electrical device comprises the following steps: A) placing a first electrical component (1a) on a top side (20) of a carrier (2), with a gap (3) between the first electrical component and the carrier is created using spacers (12), B) applying an encapsulation material (4) to the carrier, wherein the encapsulation material covers the first electrical component, C) creating a vacuum between the encapsulation material and the carrier, whereby the encapsulation material in the direction of the carrier is sucked in and pulled over the first electrical component and the carrier in a form-fitting manner. A hole (22) penetrates the carrier in the area in which the electrical component is arranged. Before step C), the hole connects the space between the first electrical component and the carrier with an area on an underside of the carrier. In step C) gas is sucked out of the gap through the hole, and thereby the encapsulating material is sucked into the gap.

Description

Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Vorrichtung spezifiziert. Darüber hinaus wird eine elektrische Vorrichtung spezifiziert.A method for manufacturing an electrical device is specified. In addition, an electrical device is specified.

Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren bereitzustellen, das es erlaubt, elektrische Komponenten in einer elektrischen Vorrichtung zu unterfüllen. Eine weitere zu lösende Aufgabe ist es, eine elektrische Vorrichtung bereitzustellen, die mit einem solchen Verfahren hergestellt wird.One object to be achieved is to provide a method which allows electrical components in an electrical device to be underfilled. Another object to be achieved is to provide an electrical device which is produced using such a method.

Gemäß mindestens einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt A), bei dem eine erste elektrische Komponente auf einer Oberseite eines Trägers platziert wird. Zwischen der ersten elektrischen Komponente und dem Träger wird mit Hilfe von Abstandshaltern ein Zwischenraum geformt.According to at least one embodiment, the method comprises a step A) in which a first electrical component is placed on an upper side of a carrier. A gap is formed between the first electrical component and the carrier with the aid of spacers.

Die erste elektrische Komponente ist z.B. ein Chip, auch Die genannt. Die erste elektrische Komponente hat eine elektrische Funktionalität. Die erste elektrische Komponente umfasst beispielsweise einen elektrischen Schalter oder einer integrierten Schaltung oder einem Kondensator oder einem elektrischen Verstärker. Die erste elektrische Komponente kann ein Antennentuner oder ein IC-Chip sein.The first electrical component is e.g. a chip, also called a die. The first electrical component has an electrical functionality. The first electrical component comprises, for example, an electrical switch or an integrated circuit or a capacitor or an electrical amplifier. The first electrical component can be an antenna tuner or an IC chip.

Der Träger ist z.B. ein elektrischer Verbindungsträger zur elektrischen Verbindung der ersten elektrischen Komponente. Der Träger umfasst beispielsweise eine Vielzahl von Leiterbahnen zur Versorgung der ersten elektrischen Komponente mit elektrischem Strom. Der Träger kann Verbindungsbereiche zum Verlöten oder Verkleben der ersten elektrischen Komponente mit dem Verbindungsträger umfassen. Die Verbindungsbereiche sind z.B. Metallisierungsbereiche, die vor dem Anbringen der ersten elektrischen Komponente freigelegt werden. Der Träger kann eine gedruckte Leiterplatte oder ein Keramikträger sein.The carrier is, for example, an electrical connection carrier for the electrical connection of the first electrical component. The carrier comprises, for example, a multiplicity of conductor tracks for supplying the first electrical component with electrical current. The carrier can comprise connection areas for soldering or gluing the first electrical component to the connection carrier. The connection areas are, for example, metallization areas that are exposed before the first electrical component is attached. The carrier can be a printed circuit board or a ceramic carrier.

Mit Hilfe der Abstandshalter wird ein Zwischenraum zwischen der ersten elektrischen Komponente und dem Träger gebildet. Die Abstandshalter verbinden die erste elektrische Komponente mechanisch mit dem Träger. Die Abstandshalter stehen z.B. in direktem Kontakt mit der elektrischen Komponente und mit dem Träger. Die Abstandshalter sind z.B. Löthöcker oder Säulen der elektrischen Komponente oder des Trägers. Eine Höhe der Abstandshalter, senkrecht zur Oberseite des Trägers gemessen, beträgt z.B. mindestens 5 µm oder mindestens 10 µm oder mindestens 20 µm. Dementsprechend hat der Zwischenraum zwischen der ersten elektrischen Komponente und dem Träger eine Höhe von mindestens 5 µm oder mindestens 10 µm oder mindestens 20 µm. In Schritt A) wird der Zwischenraum mit Gas, z.B. Luft, gefüllt. Der gasgefüllte Zwischenraum wird nur von den Abstandshaltern durchbrochen.With the aid of the spacers, an interspace is formed between the first electrical component and the carrier. The spacers mechanically connect the first electrical component to the carrier. The spacers are, for example, in direct contact with the electrical component and with the carrier. The spacers are e.g. solder bumps or pillars of the electrical component or the carrier. A height of the spacers, measured perpendicular to the top of the carrier, is, for example, at least 5 µm or at least 10 µm or at least 20 µm. Accordingly, the gap between the first electrical component and the carrier has a height of at least 5 μm or at least 10 μm or at least 20 μm. In step A) the space is filled with gas, e.g. air. The gas-filled space is only broken through by the spacers.

Mit anderen Worten, eine dem Träger zugewandte Vorderseite der elektrischen Komponente wird mit Hilfe der Abstandshalter in einem Abstand zur Oberseite des Trägers gehalten.In other words, a front side of the electrical component facing the carrier is held at a distance from the upper side of the carrier with the aid of the spacers.

Gemäß mindestens einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt B), bei dem ein Einkapselungsmaterial auf den Träger aufgebracht wird, wobei das Einkapselungsmaterial die erste elektrische Komponente bedeckt. Das Einkapselungsmaterial kann ein dielektrisches Material sein. Zum Beispiel ist das Einkapselungsmaterial ein Vergussmaterial. In einigen Aspekten wird das Einkapselungsmaterial so aufgebracht, dass in einer Draufsicht auf die Oberseite des Trägers das Einkapselungsmaterial die erste elektrische Komponente vollständig bedeckt. Insbesondere kann das Einkapselungsmaterial so aufgetragen werden, dass es eine zusammenhängende Schicht ohne Unterbrechungen bildet, die sich über die erste elektrische Komponente und den Träger erstreckt.According to at least one embodiment, the method comprises a step B) in which an encapsulation material is applied to the carrier, the encapsulation material covering the first electrical component. The encapsulation material can be a dielectric material. For example, the encapsulation material is a potting material. In some aspects, the encapsulation material is applied such that, in a plan view of the top of the carrier, the encapsulation material completely covers the first electrical component. In particular, the encapsulation material can be applied in such a way that it forms a continuous layer without interruptions which extends over the first electrical component and the carrier.

Gemäß mindestens einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt C), bei dem zwischen dem Einkapselungsmaterial und dem Träger ein Vakuum, d.h. ein Unterdruck, erzeugt wird. Durch dieses Vakuum wird das Einkapselungsmaterial in Richtung des Trägers gesaugt und formschlüssig über die erste elektrische Komponente und den Träger gezogen. Beim Ansaugen des Einkapselungsmaterials in Richtung des Trägers wird das Einkapselungsmaterial verformt. In Schritt C) ist das Einkapselungsmaterial also ausreichend verformbar.According to at least one embodiment, the method comprises a step C), in which a vacuum, i.e. a negative pressure, is generated between the encapsulation material and the carrier. This vacuum sucks the encapsulation material in the direction of the carrier and pulls it over the first electrical component and the carrier in a form-fitting manner. When the encapsulation material is sucked in the direction of the carrier, the encapsulation material is deformed. In step C) the encapsulation material is thus sufficiently deformable.

Das Einkapselungsmaterial wird formschlüssig über die erste elektrische Komponente und den Träger gezogen. Dies bedeutet, dass unter Ausnutzung des Vakuums das Einkapselungsmaterial konform oder formschlüssig auf die erste elektrische Komponente und in den Bereichen neben der ersten elektrischen Komponente auf den Träger aufgelegt wird. „Konform“ oder „formschlüssig“ bedeutet, dass das Einkapselungsmaterial die negative Form der Form des Elements / der Oberfläche annimmt, auf das/die es aufgebracht wird. Insbesondere wird das Einkapselungsmaterial formschlüssig auf der Oberseite des Trägers neben der ersten elektrischen Komponente, auf den senkrecht zur Oberseite verlaufenden Seitenflächen der ersten elektrischen Komponente und auf der Rückseite der ersten elektrischen Komponente, vom Träger abgewandt, aufgetragen. Zusätzlich wird das Einkapselungsmaterial formschlüssig auf die Kanten zwischen den Seitenflächen der ersten elektrischen Komponente und der Oberseite des Trägers sowie auf die Kanten zwischen den Seitenflächen und der Rückseite der ersten elektrischen Komponente aufgelegt.The encapsulation material is drawn over the first electrical component and the carrier in a form-fitting manner. This means that using the vacuum, the encapsulation material is placed conformally or positively on the first electrical component and on the carrier in the areas next to the first electrical component. “Compliant” or “form-fitting” means that the encapsulation material takes the negative shape of the shape of the element / surface to which it is applied. In particular, the encapsulation material is applied in a form-fitting manner on the upper side of the carrier next to the first electrical component, on the side surfaces of the first electrical component running perpendicular to the upper side, and on the rear side of the first electrical component, facing away from the carrier. In addition, the encapsulation material is placed in a form-fitting manner on the edges between the side surfaces of the first electrical component and the top side of the carrier and on the edges between the side surfaces and the rear side of the first electrical component.

Nach Schritt C) kann sich das Einkapselungsmaterial noch ohne Unterbrechungen zusammenhängend über die erste elektrische Komponente und den Träger erstrecken. Nach Schritt C) kann das Einkapselungsmaterial in direktem Kontakt mit der ersten elektrischen Komponente und dem Träger stehen. Darüber hinaus kann das Einkapselungsmaterial nach Schritt C), in Draufsicht auf die Oberseite des Trägers gesehen, die erste elektrische Komponente vollständig bedecken. Eine vom Träger abgewandte Seite des Einkapselungsmaterials kann nach Schritt C) flach oder planar oder im wesentlichen flach oder planar sein.After step C), the encapsulation material can still extend continuously without interruptions over the first electrical component and the carrier. After step C), the encapsulation material can be in direct contact with the first electrical component and the carrier. In addition, after step C), the encapsulation material can completely cover the first electrical component, as seen in plan view of the upper side of the carrier. A side of the encapsulation material facing away from the carrier can be flat or planar or essentially flat or planar after step C).

Das Vakuum wird z.B. durch oder mit Hilfe einer Vakuumpumpe erzeugt. Das Gas zwischen dem Einkapselungsmaterial und dem Träger wird z.B. durch einen an die Vakuumpumpe angeschlossenen Schlauch abgesaugt.The vacuum is generated e.g. by or with the help of a vacuum pump. The gas between the encapsulation material and the carrier is sucked off e.g. through a hose connected to the vacuum pump.

Nach Schritt C), z.B. nach Ausschalten der Vakuumpumpe oder nach Entfernen des Schlauches, kann das Einkapselungsmaterial seine Form beibehalten und liegt noch formschlüssig auf der ersten elektrischen Komponente und auf dem Träger auf. Beispielsweise ist das Einkapselungsmaterial nach Schritt C) auf dem Träger und der ersten elektrischen Komponente dauerhaft fixiert, insbesondere dauerhaft verklebt. Um dies zu erreichen, kann ein Klebstoff verwendet werden, der vor Schritt C) auf die erste elektrische Komponente und den Träger und/oder auf das Einkapselungsmaterial aufgetragen wird. Alternativ kann das Einkapselungsmaterial selbstklebend sein.After step C), e.g. after switching off the vacuum pump or after removing the hose, the encapsulation material can retain its shape and still lies positively on the first electrical component and on the carrier. For example, after step C), the encapsulation material is permanently fixed, in particular permanently glued, on the carrier and the first electrical component. In order to achieve this, an adhesive can be used which is applied to the first electrical component and the carrier and / or to the encapsulation material before step C). Alternatively, the encapsulation material can be self-adhesive.

Nach mindestens einer Ausführungsform durchdringt ein Loch den Träger in dem Bereich, in dem die elektrische Komponente platziert ist. Das Loch durchdringt den Träger vollständig von seiner Oberseite bis zu seiner Unterseite. Vor Schritt C), z.B. in Schritt A) und/oder B), verbindet das Loch den Zwischenraum zwischen der ersten elektrischen Komponente und dem Träger mit einem Bereich auf der Unterseite des Trägers. Mit anderen Worten, der Zwischenraum zwischen der ersten elektrischen Komponente und dem Träger und der Bereich auf der Unterseite des Trägers sind über das Loch im Träger hydrodynamisch gekoppelt. Vor Schritt C) kann durch das Loch Gas zwischen dem Zwischenraum und dem Bereich auf der Unterseite ausgetauscht werden.According to at least one embodiment, a hole penetrates the carrier in the area in which the electrical component is placed. The hole penetrates the carrier completely from its top to its bottom. Before step C), e.g. in step A) and / or B), the hole connects the space between the first electrical component and the carrier with an area on the underside of the carrier. In other words, the space between the first electrical component and the carrier and the area on the underside of the carrier are hydrodynamically coupled via the hole in the carrier. Before step C), gas can be exchanged between the space and the area on the underside through the hole.

Das Loch kann vor oder nach Schritt A) in den Träger eingebracht werden. Zum Beispiel wird das Loch in den Träger gebohrt oder mit einem Laser eingebracht.The hole can be made in the carrier before or after step A). For example, the hole is drilled in the carrier or made with a laser.

Gemäß mindestens einer Ausführung wird in Schritt C) Gas aus dem Zwischenraum zwischen der ersten elektrischen Komponente und dem Träger durch das Loch gesaugt. Dabei wird das Einkapselungsmaterial in den Zwischenraum gesaugt. Mit anderen Worten, im Zwischenraum zwischen der ersten elektrischen Komponente und dem Träger wird ein Vakuum erzeugt. Um das Vakuum auch dann zu erhöhen, wenn das Einkapselungsmaterial im Bereich um die erste elektrische Komponente bereits formschlüssig auf dem Träger liegt, wird das Loch im Träger unterhalb der ersten elektrischen Komponente verwendet, durch das Gas weiter aus dem Zwischenraum abgesaugt werden kann.According to at least one embodiment, in step C) gas is sucked from the space between the first electrical component and the carrier through the hole. The encapsulation material is sucked into the space. In other words, a vacuum is generated in the space between the first electrical component and the carrier. In order to increase the vacuum even when the encapsulation material is already in a form-fitting manner on the carrier in the area around the first electrical component, the hole in the carrier below the first electrical component is used, through which gas can be extracted further from the space.

Da das Einkapselungsmaterial in Schritt C) verformbar ist, wird das Einkapselungsmaterial in den Zwischenraum gesaugt und füllt den Zwischenraum zumindest teilweise aus. Zum Beispiel wird das Einkapselungsmaterial so in den Zwischenraum gesaugt, dass das Einkapselungsmaterial nach Schritt C) eine Unterfüllung zwischen dem Träger und der ersten elektrischen Komponente bildet, die eine mechanische Unterstützung für die erste elektrische Komponente darstellt. Auf diese Weise werden die Abstandshalter mechanisch entlastet.Since the encapsulation material is deformable in step C), the encapsulation material is sucked into the interspace and at least partially fills the interspace. For example, the encapsulation material is sucked into the interspace such that after step C) the encapsulation material forms an underfill between the carrier and the first electrical component, which represents a mechanical support for the first electrical component. In this way, the spacers are mechanically relieved.

In mindestens einer Ausführungsform umfasst das Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Vorrichtung die folgenden Schritte:

  1. A) Platzieren einer ersten elektrischen Komponente auf einer Oberseite eines Trägers, wobei ein Zwischenraum zwischen der ersten elektrischen Komponente und dem Träger unter Verwendung von Abstandshaltern erzeugt wird,
  2. B) Aufbringen eines Einkapselungsmaterials auf den Träger, wobei das Einkapselungsmaterial die erste elektrische Komponente bedeckt,
  3. C) Erzeugen eines Vakuums zwischen dem Einkapselungsmaterial und dem Träger, wodurch das Einkapselungsmaterial in Richtung des Trägers angesaugt und formschlüssig über die erste elektrische Komponente und den Träger gezogen wird. Ein Loch durchdringt den Träger in dem Bereich, in dem sich die elektrische Komponente befindet. Vor Schritt C) verbindet das Loch den Zwischenraum zwischen der ersten elektrischen Komponente und dem Träger mit einem Bereich auf einer Unterseite des Trägers. In Schritt C) wird durch das Loch Gas aus dem Zwischenraum gesaugt und dadurch das Einkapselungsmaterial in den Zwischenraum gesaugt.
In at least one embodiment, the method for manufacturing an electrical device comprises the following steps:
  1. A) placing a first electrical component on an upper side of a carrier, wherein a gap is created between the first electrical component and the carrier using spacers,
  2. B) applying an encapsulation material to the carrier, the encapsulation material covering the first electrical component,
  3. C) creating a vacuum between the encapsulation material and the carrier, as a result of which the encapsulation material is sucked in the direction of the carrier and pulled over the first electrical component and the carrier in a form-fitting manner. A hole penetrates the carrier in the area where the electrical component is located. Before step C), the hole connects the space between the first electrical component and the carrier with an area on an underside of the carrier. In step C) gas is sucked out of the interspace through the hole and the encapsulation material is thereby sucked into the interspace.

Die vorliegende Offenlegung beruht u.a. auf der Erkenntnis, dass das Verkapseln von elektrischen Komponenten, insbesondere von Chips oder Dies, mit Hilfe des Vakuumierens in der Regel nur für elektrische Komponenten möglich ist, die nicht unterfüllt werden sollen, wie z.B. RF-Filterchips. Während des Verkapselungsprozesses wird das Einkapselungsmaterial auf dem Träger und der elektrischen Komponente angesaugt. Der Prozess wird unterhalb der elektrischen Komponente gestoppt, sobald der gasgefüllte Zwischenraum unterhalb der elektrischen Komponente eingeschlossen ist.The present disclosure is based, inter alia, on the knowledge that the encapsulation of electrical components, in particular chips or dies, with the aid of vacuum sealing is generally only possible for electrical components that should not be underfilled, such as RF filter chips. During the encapsulation process, the encapsulation material is sucked onto the carrier and the electrical component. The process is stopped below the electrical component as soon as the gas-filled space is enclosed below the electrical component.

Es besteht jedoch der Wunsch, auch elektrische Komponenten, die mit dem Einkapselungsmaterial unterfüllt werden sollen, mit einer Vakuumtechnik zu verkapseln, um die Stabilität der elektrischen Komponente zu erhöhen. In Übereinstimmung mit der Offenlegung kann eine selektive Unterfüllung elektrischer Komponenten erreicht werden, indem Löcher im Träger unterhalb der elektrischen Komponenten, die unterfüllt werden sollen, verwendet werden. Dies ermöglicht die Evakuierung des Zwischenraums unter den elektrischen Komponenten und infolgedessen die Einführung des Einkapselungsmaterials unter die elektrischen Komponenten.However, there is also a desire to encapsulate electrical components that are to be underfilled with the encapsulation material using a vacuum technique in order to increase the stability of the electrical component. In accordance with the disclosure, selective underfilling of electrical components can be achieved by using holes in the carrier below the electrical components that are to be underfilled. This enables the space under the electrical components to be evacuated and, as a result, the encapsulation material to be introduced under the electrical components.

Somit werden elektrische Komponenten mit Löchern an der Unterseite unterfüllt, elektrische Komponenten ohne ein solches Loch an der Unterseite nicht.This means that electrical components are underfilled with holes on the underside, while electrical components without such a hole on the underside are not.

Gemäß mindestens einer Ausführungsform wird in Schritt A) eine zweite elektrische Komponente auf der Oberseite des Trägers platziert, wobei ein Zwischenraum zwischen der zweiten elektrischen Komponente und dem Träger mit Hilfe von Abstandshaltern geschaffen wird. Die zweite elektrische Komponente kann neben der ersten elektrischen Komponente platziert werden, jedoch mit einem Abstand zur ersten elektrischen Komponente entlang der Oberseite des Trägers.According to at least one embodiment, in step A) a second electrical component is placed on the top of the carrier, a gap being created between the second electrical component and the carrier with the aid of spacers. The second electrical component can be placed next to the first electrical component, but at a distance from the first electrical component along the top of the carrier.

Alle Merkmale, die für die erste elektrische Komponente, die Abstandshalter unter der ersten elektrischen Komponente und den Zwischenraum unter der ersten elektrischen Komponente offenbart sind, sind entsprechend auch für die zweite elektrische Komponente, die Abstandshalter unter der zweiten elektrischen Komponente und den Zwischenraum unter der zweiten elektrischen Komponente offenbart.All features disclosed for the first electrical component, the spacers under the first electrical component and the space under the first electrical component are correspondingly also for the second electrical component, the spacers under the second electrical component and the space under the second electrical component disclosed.

Gemäß mindestens einer Ausführungsform wird in Schritt B) das Einkapselungsmaterial so aufgebracht, dass es auch die zweite elektrische Komponente bedeckt. Nach dem Aufbringen des Einkapselungsmaterials kann das Einkapselungsmaterial die zweite elektrische Komponente in Draufsicht auf die Oberseite des Trägers vollständig bedecken. Das Einkapselungsmaterial, das die erste elektrische Komponente und die zweite elektrische Komponente bedeckt, kann eine zusammenhängende Schicht ohne Unterbrechungen bilden.According to at least one embodiment, the encapsulation material is applied in step B) in such a way that it also covers the second electrical component. After the encapsulation material has been applied, the encapsulation material can completely cover the second electrical component in plan view of the upper side of the carrier. The encapsulation material that covers the first electrical component and the second electrical component can form a continuous layer without interruptions.

Gemäß mindestens einer Ausführungsform wird in Schritt C) das Einkapselungsmaterial formschlüssig über die zweite elektrische Komponente gezogen. Auch hier wird infolge des erzeugten Vakuums das Einkapselungsmaterial in Richtung des Trägers und der zweiten elektrischen Komponente gesaugt, so dass das Einkapselungsmaterial formschlüssig auf die zweite elektrische Komponente aufgelegt wird.According to at least one embodiment, in step C) the encapsulation material is drawn over the second electrical component in a form-fitting manner. Here, too, as a result of the vacuum generated, the encapsulation material is sucked in the direction of the carrier and the second electrical component, so that the encapsulation material is placed on the second electrical component in a form-fitting manner.

Gemäss mindestens einer Ausführungsform ist der Träger im Bereich der zweiten elektrischen Komponente gasdicht. Insbesondere ist im Träger unterhalb der zweiten elektrischen Komponente kein Loch, zumindest kein absichtlich eingebrachtes Loch, vorhanden. Da der Träger gasdicht ist, wird der Zwischenraum zwischen der zweiten elektrischen Komponente und dem Träger in einen gasgefüllten Hohlraum umgewandelt, der in Schritt C) durch die zweite elektrische Komponente, den Träger und das Einkapselungsmaterial verschlossen wird.According to at least one embodiment, the carrier is gas-tight in the area of the second electrical component. In particular, there is no hole, at least no intentionally introduced hole, in the carrier below the second electrical component. Since the carrier is gas-tight, the space between the second electrical component and the carrier is converted into a gas-filled cavity which is closed in step C) by the second electrical component, the carrier and the encapsulation material.

Mit anderen Worten, nachdem das Einkapselungsmaterial im Bereich um die zweite elektrische Komponente herum auf den Träger gesaugt wurde, bildet sich unterhalb der zweiten elektrischen Komponente ein vollständig geschlossener, gasgefüllter Hohlraum. In dem Hohlraum unter der zweiten elektrischen Komponente kann zwar ein reduzierter Druck vorhanden sein, aber der Druck kann nicht weiter reduziert werden, da der Hohlraum vollständig geschlossen ist und der Träger im Bereich des gasgefüllten Hohlraums kein Loch aufweist, durch das Gas abgesaugt werden könnte.In other words, after the encapsulation material has been sucked onto the carrier in the area around the second electrical component, a completely closed, gas-filled cavity is formed below the second electrical component. A reduced pressure can indeed be present in the cavity under the second electrical component, but the pressure cannot be reduced any further since the cavity is completely closed and the carrier in the region of the gas-filled cavity does not have a hole through which the gas could be sucked off.

So kann durch die gezielte Verwendung von Bohrungen unter elektrischen Komponenten entschieden werden, welche elektrischen Komponenten unterfüllt werden sollen und welche einen gasgefüllten Hohlraum darunter haben sollen.Through the targeted use of bores under electrical components, it can be decided which electrical components should be underfilled and which should have a gas-filled cavity underneath.

Gemäss mindestens einer Ausführungsform wird in Schritt B) das Einkapselungsmaterial als zusammenhängende Schicht ohne Unterbrechungen aufgebracht. Das Einkapselungsmaterial kann in Form einer solchen Schicht bereits vor dem Aufbringen auf den Träger vorhanden sein. Beispielsweise ist die Schicht des Einkapselungsmaterials selbsttragend.According to at least one embodiment, the encapsulation material is applied as a continuous layer without interruptions in step B). The encapsulation material can already be present in the form of such a layer before it is applied to the carrier. For example, the layer of encapsulation material is self-supporting.

Gemäß mindestens einer Ausführungsform basiert das Einkapselungsmaterial auf einem Polymer, zum Beispiel auf einem organischen Polymer, wie Silikon oder Epoxid. Das Einkapselungsmaterial kann ein thermoplastischer oder ein wärmehärtbarer Kunststoff sein. Das Einkapselungsmaterial kann Füllstoffpartikel enthalten, die in das Polymer eingebettet sind. Die Füllstoffpartikel bestehen zum Beispiel aus einem anorganischen Material, wie Si02 oder Ti02. Die Füllstoffpartikel können die Wärmeleitfähigkeit des Einkapselungsmaterials erhöhen, was im Hinblick auf das Wärmemanagement der elektrischen Vorrichtung vorteilhaft sein kann.According to at least one embodiment, the encapsulation material is based on a polymer, for example on an organic polymer such as silicone or epoxy. The encapsulation material can be a thermoplastic or a thermosetting plastic. The encapsulation material can contain filler particles embedded in the polymer. The filler particles consist, for example, of an inorganic material such as Si02 or Ti02. The filler particles can increase the thermal conductivity of the encapsulation material, which can be advantageous with regard to the thermal management of the electrical device.

Gemäß mindestens einer Ausführungsform hat das Einkapselungsmaterial in Schritt C) eine Viskosität von höchstens 107 mPa•s oder höchstens 106 mPa•s. Zusätzlich kann die Viskosität mindestens 103 mPa•s oder mindestens 104 mPa•s betragen, so dass das Einkapselungsmaterial keine Unterbrechungen bildet, wenn es in Richtung des Trägers gesaugt wird.According to at least one embodiment, the encapsulation material in step C) has a viscosity of at most 10 7 mPas or at most 10 6 mPas. In addition, the viscosity can be at least 10 3 mPas or at least 10 4 mPas, so that the encapsulation material does not form any interruptions when it is sucked in the direction of the carrier.

Gemäß mindestens einer Ausführungsform wird das Einkapselungsmaterial erhitzt, um es vor Schritt C) verformbar zu machen. Beispielsweise wird das Einkapselungsmaterial auf höchstens 50 °C oder höchstens 100 °C oder höchstens 175 °C erhitzt. Vorzugsweise wird die Temperatur unterhalb der Reflow-Temperatur eines Lötmaterials gehalten, das zum Verlöten der elektrischen Komponente(n) mit dem Träger verwendet wird.According to at least one embodiment, the encapsulation material is heated in order to make it deformable before step C). For example, the encapsulation material is heated to at most 50 ° C or at most 100 ° C or at most 175 ° C. The temperature is preferably kept below the reflow temperature of a soldering material which is used for soldering the electrical component (s) to the carrier.

Nach mindestens einer Ausführungsform wird das Einkapselungsmaterial nach Schritt C) ausgehärtet, so dass es für den vorgesehenen Betrieb der Komponente formstabil wird. Nach dem Aushärten des Einkapselungsmaterials verformt sich das Einkapselungsmaterial daher weder von selbst noch aufgrund einer mechanischen Belastung, die während des vorgesehenen Betriebs der Komponente auf das Einkapselungsmaterial ausgeübt wird. Das Härten erfolgt z.B. durch Abkühlen des Einkapselungsmaterials nach Schritt C).According to at least one embodiment, the encapsulation material is cured after step C) so that it becomes dimensionally stable for the intended operation of the component. After the encapsulation material has cured, the encapsulation material does not deform either by itself or as a result of a mechanical load which is exerted on the encapsulation material during the intended operation of the component. The hardening takes place, for example, by cooling the encapsulation material after step C).

Gemäß mindestens einer Ausführungsform füllt das Einkapselungsmaterial nach Schritt C) den Zwischenraum zwischen der ersten elektrischen Komponente und dem Träger zu mindestens 75% oder mindestens 85% oder mindestens 95% oder vollständig aus. Die Werte beziehen sich auf den prozentualen Volumenanteil des durch das Einkapselungsmaterial gefüllten Zwischenraums. Bei bestimmten Aspekten füllt das Einkapselungsmaterial auch das Loch unter der ersten elektrischen Komponente teilweise oder vollständig aus.According to at least one embodiment, the encapsulation material after step C) fills the space between the first electrical component and the carrier to at least 75% or at least 85% or at least 95% or completely. The values relate to the percentage volume fraction of the space filled by the encapsulation material. In certain aspects, the encapsulation material also partially or completely fills the hole under the first electrical component.

Nach mindestens einer Ausführungsform sind die Abstandshalter elektrische Verbindungen, die die erste elektrische Komponente mit dem Träger elektrisch verbinden. Ebenso können die Abstandshalter unter der zweiten elektrischen Komponente elektrische Verbindungen sein, die die zweite elektrische Komponente mit dem Träger elektrisch verbinden. Die erste elektrische Komponente und die zweite elektrische Komponente können über den Träger elektrisch miteinander verbunden sein.According to at least one embodiment, the spacers are electrical connections that electrically connect the first electrical component to the carrier. Likewise, the spacers under the second electrical component can be electrical connections that electrically connect the second electrical component to the carrier. The first electrical component and the second electrical component can be electrically connected to one another via the carrier.

Gemäß mindestens einer Ausführungsform werden in Schritt A) die erste elektrische Komponente und/oder die zweite elektrische Komponente mit dem Träger verlötet. Bei den Abstandshaltern handelt es sich z.B. um Löthöcker oder Säulen.According to at least one embodiment, the first electrical component and / or the second electrical component are soldered to the carrier in step A). The spacers are e.g. solder bumps or pillars.

Gemäß mindestens einer Ausführungsform ist die erste elektrische Komponente ein Halbleiterchip, z.B. ein Schalter oder ein Leistungsverstärker oder ein rauscharmer Verstärker oder ein Antennentuner, oder eine passive Komponente, z.B. eine Induktivität oder ein Kondensator oder ein Widerstand oder ein Tiefpassfilter oder eine integrierte passive Komponente.According to at least one embodiment, the first electrical component is a semiconductor chip, e.g. a switch or a power amplifier or a low noise amplifier or an antenna tuner, or a passive component, e.g. an inductor or a capacitor or a resistor or a low pass filter or an integrated passive component.

Gemäß mindestens einer Ausführungsform ist die zweite elektrische Komponente ein RF-Filter oder ein Sensor oder ein Aktuator oder eine MEMS-Komponente (MEMS = micro electro mechanical system). Beispielsweise enthält ein RF-Filter einen oder mehrere elektroakustische Resonatoren, wie einen SAW-Resonator oder einen BAW-Resonator oder einen GBAW-Resonator (SAW = Surface Acoustic Wave, BAW = Bulk Acoustic Wave, GBAW = Guided Bulk Acoustic Wave). Solche Resonatoren haben eine Elektrodenstruktur kombiniert mit einem piezoelektrischen Material. Die Resonanzfrequenz eines Resonators kann mindestens 500 MHz oder mindestens 1,5 GHz oder mindestens 5 GHz betragen. Die elektrische Vorrichtung kann in Kommunikationsgeräten wie Mobiltelefonen verwendet werden.According to at least one embodiment, the second electrical component is an RF filter or a sensor or an actuator or a MEMS component (MEMS = micro electro mechanical system). For example, an RF filter contains one or more electroacoustic resonators, such as a SAW resonator or a BAW resonator or a GBAW resonator (SAW = Surface Acoustic Wave, BAW = Bulk Acoustic Wave, GBAW = Guided Bulk Acoustic Wave). Such resonators have an electrode structure combined with a piezoelectric material. The resonance frequency of a resonator can be at least 500 MHz or at least 1.5 GHz or at least 5 GHz. The electrical device can be used in communication devices such as cellular phones.

Gemäß mindestens einer Ausführungsform ist das Loch eine elektrische Durchverbindung, die die Oberseite mit der Unterseite elektrisch verbindet. In diesem Fall wird das Loch teilweise mit einem elektrisch leitenden Material, wie z.B. einem Metall, gefüllt, z.B. beschichtet. Während des bestimmungsgemäßen Betriebs der elektrischen Vorrichtung kann elektrischer Strom zwischen der Oberseite und der Unterseite des Trägers durch das Loch transportiert werden.According to at least one embodiment, the hole is an electrical through connection that electrically connects the top to the bottom. In this case the hole is partially filled, e.g. coated, with an electrically conductive material such as a metal. During the intended operation of the electrical device, electrical current can be transported between the top and the bottom of the carrier through the hole.

Gemäß mindestens einer Ausführungsform ist das Loch in Bezug auf die erste elektrische Komponente zentriert. Dies zeigt an, dass sich das Loch in der Mitte der ersten elektrischen Komponente unterhalb der ersten elektrischen Komponente angeordnet ist. Wenn z.B. die erste elektrische Komponente auf die Oberseite des Trägers projiziert wird, ist das Loch in der Mitte des Massenschwerpunkts dieses Vorsprungs angeordnet.According to at least one embodiment, the hole is centered with respect to the first electrical component. This indicates that the hole in the center of the first electrical component is arranged below the first electrical component. For example, when the first electrical component is projected onto the top of the carrier, the hole is located in the center of the center of mass of this protrusion.

Die Anordnung des Lochs in der Mitte der ersten elektrischen Komponente kann vorteilhaft sein, weil das Einkapselungsmaterial dann symmetrisch aus allen Richtungen in den Zwischenraum gesaugt wird, so dass der Zwischenraum vollständig mit dem Einkapselungsmaterial gefüllt werden kann.The arrangement of the hole in the middle of the first electrical component can be advantageous because the encapsulation material is then symmetrically sucked into the interspace from all directions, so that the interspace can be completely filled with the encapsulation material.

Als nächstes wird die elektrische Vorrichtung spezifiziert. Die elektrische Vorrichtung kann insbesondere mit dem hier beschriebenen Verfahren hergestellt werden. So werden alle für das Verfahren offenbarten Merkmale auch für die elektrische Vorrichtung offenbart und umgekehrt.Next, the electrical device is specified. The electrical device can in particular be produced using the method described here. Thus, all the features disclosed for the method are also disclosed for the electrical device and vice versa.

Gemäß mindestens einer Ausführungsform umfasst die elektrische Vorrichtung eine erste elektrische Komponente, einen Träger mit einer Oberseite und einer der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite sowie ein Einkapselungsmaterial. Die erste elektrische Komponente wird mit Hilfe von Abstandshaltern auf der Oberseite des Trägers montiert, so dass zwischen der elektrischen Komponente und dem Träger ein Zwischenraum entsteht. Das Einkapselungsmaterial liegt formschlüssig auf dem Träger und der ersten elektrischen Komponente auf. Das Einkapselungsmaterial füllt den Zwischenraum zwischen der ersten elektrischen Komponente teilweise, z.B. zu mindestens 75 Volumenprozent, oder vollständig aus. Der Träger hat eine Aussparung, die den Träger von der Oberseite zur Unterseite durchdringt. Die Aussparung befindet sich im Bereich der ersten elektrischen Komponente.According to at least one embodiment, the electrical device comprises a first electrical component, a carrier with an upper side and an underside opposite the upper side, and an encapsulation material. The first electrical component is mounted on the top of the carrier with the aid of spacers, so that a gap is created between the electrical component and the carrier. The encapsulation material rests in a form-fitting manner on the carrier and the first electrical component. The encapsulation material fills the space between the first electrical component partially, for example at least 75 percent by volume, or completely. The carrier has a recess that penetrates the carrier from the top to the bottom. The recess is located in the area of the first electrical component.

Beispielsweise liegt das Einkapselungsmaterial rund um die erste elektrische Komponente formschlüssig auf dem Träger auf. Insbesondere umschließt das Einkapselungsmaterial formschlüssig die erste elektrische Komponente und die Oberseite des Trägers.For example, the encapsulation material rests on the carrier in a form-fitting manner around the first electrical component. In particular, the encapsulation material encloses the first electrical component and the upper side of the carrier in a form-fitting manner.

Die Aussparung kann das ungefüllte oder gefüllte Loch in dem im Verfahren verwendeten Träger sein. Beispielsweise ist die Aussparung seitlich vollständig vom Träger umgeben.The recess can be the unfilled or filled hole in the carrier used in the method. For example, the recess is completely surrounded on the side by the carrier.

Gemäß mindestens einer Ausführungsform ist die Aussparung zumindest teilweise mit dem Einkapselungsmaterial gefüllt. Beispielsweise ist die Aussparung zu mindestens 50% oder mindestens 75% oder vollständig mit dem Einkapselungsmaterial gefüllt. In diesem Fall wird das Einkapselungsmaterial durch Ausfüllen der Aussparung auf dem Träger verankert.According to at least one embodiment, the recess is at least partially filled with the encapsulation material. For example, the recess is at least 50% or at least 75% or completely filled with the encapsulation material. In this case, the encapsulation material is anchored by filling the recess on the carrier.

Gemäß mindestens einer Ausführungsform enthält die elektrische Vorrichtung außerdem eine zweite elektrische Komponente, die auf der Oberseite des Trägers angebracht ist. Die zweite elektrische Komponente wird mit Hilfe von Abstandshaltern auf dem Träger platziert, so dass ein Zwischenraum zwischen der zweiten elektrischen Komponente und dem Träger gebildet wird. Das Einkapselungsmaterial liegt formschlüssig auf der zweiten elektrischen Komponente auf. Zwischen der zweiten elektrischen Komponente und dem Träger wird ein gasgefüllter Hohlraum gebildet. Der gasgefüllte Hohlraum wird durch die zweite elektrische Komponente, den Träger und das Einkapselungsmaterial vollständig geschlossen. Der gasgefüllte Hohlraum wird z.B. durch die zweite elektrische Komponente, den Träger und das Einkapselungsmaterial hermetisch umschlossen. Im Bereich der zweiten elektrischen Komponente ist der Träger besonders gasdicht. Das Gas im Hohlraum ist z.B. Luft. Der Druck im Hohlraum kann unter dem atmosphärischen Druck liegen.According to at least one embodiment, the electrical device also contains a second electrical component that is attached to the top of the carrier. The second electrical component is placed on the carrier with the aid of spacers, so that a space is formed between the second electrical component and the carrier. The encapsulation material rests in a form-fitting manner on the second electrical component. A gas-filled cavity is formed between the second electrical component and the carrier. The gas-filled cavity is completely closed by the second electrical component, the carrier and the encapsulation material. The gas-filled cavity is hermetically enclosed, for example, by the second electrical component, the carrier and the encapsulation material. The carrier is particularly gas-tight in the area of the second electrical component. The gas in the cavity is e.g. air. The pressure in the cavity can be below atmospheric pressure.

Beispielsweise liegt das Einkapselungsmaterial rund um die zweite elektrische Komponente formschlüssig auf dem Träger auf.For example, the encapsulation material rests on the carrier in a form-fitting manner around the second electrical component.

Gemäß mindestens einer Ausführungsform hat die zweite elektrische Komponente auf einer dem Träger zugewandten Vorderseite einen Funktionsbereich. Der Funktionsbereich befindet sich in dem Hohlraum.According to at least one embodiment, the second electrical component has a functional area on a front side facing the carrier. The functional area is located in the cavity.

Der Funktionsbereich kann Funktionsstrukturen oder Funktionselemente umfassen. Insbesondere handelt es sich bei den Funktionsstrukturen um Strukturen, die sich im bestimmungsgemäßen Betrieb der zweiten elektrischen Komponente relativ zum Massenschwerpunkt der zweiten elektrischen Komponente bewegen. Die funktionalen Strukturen können sich seitlich und/oder vertikal in Bezug auf den Massenschwerpunkt bewegen. Eine laterale Richtung ist hier definiert als eine Richtung parallel zur Vorderseite der zweiten elektrischen Komponente, und eine vertikale Richtung ist definiert als eine Richtung senkrecht zur Vorderseite der zweiten elektrischen Komponente. Zum Beispiel enthält die zweite elektrische Komponente mindestens einen elektroakustischen Resonator oder mindestens einen Sensor oder mindestens einen Aktuator oder die zweite elektrische Komponente ist ein solcher elektroakustischer Resonator oder Aktuator oder Sensor. Der elektroakustische Resonator ist zum Beispiel ein SAW- oder ein BAW-Resonator. SAW- und BAW-Resonatoren enthalten Elektroden auf einem piezoelektrischen Material. Die funktionellen Strukturen können also Elektroden der Resonatoren sein. Insbesondere überlappt der Funktionsbereich mit einem aktiven Bereich des elektroakustischen Resonators.The functional area can comprise functional structures or functional elements. In particular, the functional structures are structures that move relative to the center of mass of the second electrical component when the second electrical component is operated as intended. The functional structures can move laterally and / or vertically with respect to the center of mass. Here, a lateral direction is defined as a direction parallel to the front side of the second electrical component, and a vertical direction is defined as a direction perpendicular to the front side of the second electrical component. For example, the second electrical component contains at least one electroacoustic resonator or at least one sensor or at least one actuator or the second electrical component is such an electroacoustic resonator or actuator or sensor. The electroacoustic resonator is, for example, a SAW or a BAW resonator. SAW and BAW resonators contain electrodes on a piezoelectric material. The functional structures can therefore be electrodes of the resonators. In particular, the functional area overlaps with an active area of the electroacoustic resonator.

Die elektrische Vorrichtung kann eine oder mehrere der ersten elektrischen Komponenten enthalten, wobei alle hier in Verbindung mit der einen ersten elektrischen Komponente offengelegten Merkmale auch für die weitere(n) erste(n) elektrische(n) Komponente(n) offengelegt werden. Ebenso kann die elektrische Vorrichtung eine oder mehrere zweite elektrische Komponenten enthalten, wobei alle hierin für die eine zweite elektrische Komponente offengelegten Merkmale auch für die weitere(n) zweite(n) elektrische(n) Komponente(n) offenbart werden. Zum Beispiel ist die elektrische Vorrichtung ein Multiplexer.The electrical device can contain one or more of the first electrical components, with all of the features disclosed here in connection with the one first electrical component also being disclosed for the further first electrical component (s). Likewise, the electrical device can contain one or more second electrical components, all of the features disclosed herein for the one second electrical component also being disclosed for the further second electrical component (s). For example, the electrical device is a multiplexer.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen und Weiterentwicklungen des Verfahrens zur Herstellung einer elektrischen Vorrichtung und der elektrischen Vorrichtung ergeben sich aus den im Folgenden im Zusammenhang mit den Abbildungen beispielhaft beschriebenen Ausführungsformen. Gleiche oder ähnliche Elemente sowie Elemente gleicher Funktion werden in den Abbildungen mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Abbildungen und die Proportionen der in den Abbildungen gezeigten Elemente gelten nicht als maßstabsgetreu dargestellt. Vielmehr können einzelne Elemente, insbesondere Schichten, im Interesse einer besseren Darstellung und/oder eines besseren Verständnisses übertrieben groß dargestellt werden.Further preferred embodiments and further developments of the method for producing an electrical device and the electrical device emerge from the embodiments described by way of example below in connection with the figures. Identical or similar elements and elements with the same function are denoted by the same reference symbols in the figures. The images and the proportions of the elements shown in the images are not deemed to be true to scale. Rather, individual elements, in particular layers, can be shown in an exaggerated manner in the interests of better representation and / or better understanding.

Gezeigt sind im Folgenden:

  • bis zeigen verschiedene Positionen in einer beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung einer elektrischen Vorrichtung,
  • zeigt eine weitere Position in der beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens sowie eine elektrische Vorrichtung.
The following are shown:
  • to show various positions in an exemplary embodiment of the method for manufacturing an electrical device,
  • shows a further position in the exemplary embodiment of the method and an electrical device.

zeigt eine erste Position in einer beispielhaften Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung einer elektrischen Vorrichtung. Ein Träger 2, der z.B. ein Verbindungsträger wie eine Leiterplatte ist, ist vorgesehen. Zusätzlich sind eine erste elektrische Komponente 1a und eine zweite elektrische Komponente 1b vorgesehen. Die erste elektrische Komponente 1a ist z.B. ein Halbleiterchip mit einer integrierten Schaltung (IC-Chip). Die zweite elektrische Komponente 1b ist z.B. ein RF-Filterchip mit elektroakustischen Resonatoren. FIG. 10 shows a first position in an exemplary embodiment of a method for manufacturing an electrical device. A carrier 2 , which is, for example, a connection carrier such as a printed circuit board, is provided. In addition, there is a first electrical component 1a and a second electrical component 1b intended. The first electrical component 1a is, for example, a semiconductor chip with an integrated circuit (IC chip). The second electrical component 1b is for example an RF filter chip with electroacoustic resonators.

Die elektrischen Komponenten 1a, 1b sind beide auf dem Träger 2 platziert, wobei die Frontseiten der Oberseite 20 des Trägers 2 zugewandt sind. Die elektrischen Komponenten 1a, 1b sind jedoch auf dem Träger 2 mit einem Abstand zum Träger 2 angeordnet, der durch Abstandshalter 12, die zwischen den elektrischen Komponenten 1a, 1b und dem Träger 2 verwendet werden, gegeben ist. Auf diese Weise entstehen gasgefüllte Zwischenräume 3 zwischen den elektrischen Komponenten 1a, 1b und dem Träger 2. Die Abstandshalter 12 sind z.B. elektrische Verbindungselemente, wie Löthöcker oder Säulen. Die elektrischen Komponenten 1a, 1b können mit dem Verbindungsträger 2 elektrisch verbunden und über den Träger 2 elektrisch miteinander verbunden werden. Der Träger enthält im Bereich des ersten elektrischen Komponente 1a ein Loch 22, das den Träger 2 von seiner Oberseite 20 zu einer Unterseite 21 des Trägers 2 durchdringt.The electrical components 1a , 1b are both on the carrier 2 placed with the front sides of the top 20th of the wearer 2 are facing. The electrical components 1a , 1b however, are on the carrier 2 at a distance from the carrier 2 arranged by spacers 12th that between the electrical components 1a , 1b and the wearer 2 used is given. In this way, gas-filled spaces are created 3 between the electrical components 1a , 1b and the wearer 2 . The spacers 12th are for example electrical connection elements such as solder bumps or pillars. The electrical components 1a , 1b can with the connecting beam 2 electrically connected and across the carrier 2 be electrically connected to each other. The carrier contains electrical components in the area of the first 1a a hole 22nd that the carrier 2 from its top 20th to a bottom 21 of the wearer 2 penetrates.

In ist ein Einkapselungsmaterial 4 in Form einer zusammenhängenden Schicht ohne Unterbrechungen vorgesehen. Die Schicht ist z.B. selbsttragend. Das Einkapselungsmaterial 4 ist beispielsweise ein dielektrisches Material, wie ein organisches Polymer. Das Einkapselungsmaterial 4 wird auf die elektrischen Komponenten 1a, 1b und auf den Träger 2 aufgebracht.In is an encapsulation material 4th provided in the form of a continuous layer without interruptions. The layer is, for example, self-supporting. The encapsulation material 4th is for example a dielectric material such as an organic polymer. The encapsulation material 4th is going to the electrical components 1a , 1b and on the carrier 2 upset.

zeigt eine zweite Position in dem Verfahren. Im Bereich zwischen dem Einkapselungsmaterial 4 und dem Träger 2 wird ein Vakuum erzeugt, so dass das Einkapselungsmaterial 4 in Richtung des Trägers 2 gesaugt wird. Die Pfeile in zeigen die Richtung an, in der das Gas zwischen dem Einkapselungsmaterial 4 und dem Träger 2 abgesaugt wird. Das Vakuum wird z.B. mit Hilfe einer Vakuumpumpe erzeugt. shows a second position in the process. In the area between the encapsulation material 4th and the wearer 2 a vacuum is created so that the encapsulation material 4th towards the wearer 2 is sucked. The arrows in indicate the direction in which the gas is between the encapsulation material 4th and the wearer 2 is sucked off. The vacuum is generated, for example, with the aid of a vacuum pump.

Durch Ansaugen des Einkapselungsmaterials 4 in Richtung des Trägers wird das Einkapselungsmaterial 4 formschlüssig auf die Oberseite 20 des Trägers 2 und auf die elektrischen Komponenten 1a, 1b gezogen. Das Einkapselungsmaterial 4 wird so zäh gewählt, dass es bei diesem Vorgang nicht reißt. Dadurch bleibt das Einkapselungsmaterial 4 ohne Unterbrechungen zusammenhängend. Um das Einkapselungsmaterial 4 ausreichend verformbar zu machen, wurde es z.B. vor dem Anlegen des Vakuums erhitzt.By sucking in the encapsulation material 4th towards the wearer is the encapsulating material 4th form-fitting on the top 20th of the wearer 2 and on the electrical components 1a , 1b drawn. The encapsulation material 4th is chosen so tough that it does not tear during this process. This leaves the encapsulation material 4th contiguous without interruptions. Around the encapsulation material 4th To make it sufficiently deformable, it was heated, for example, before the vacuum was applied.

zeigt eine dritte Position in dem Verfahren. Die Erzeugung des Vakuums ist noch nicht abgeschlossen. Das Einkapselungsmaterial 4 ist über die erste elektrische Komponente 1a und über die zweite elektrische Komponente 1b gezogen worden und liegt nun formschlüssig auf der Oberseite 20 des Trägers 2 und umgibt die elektrischen Komponenten 1a, ib. Der Zwischenraum zwischen der zweiten elektrischen Komponente 1b und dem Träger 2 ist in einen vollständig geschlossenen, gasgefüllten Hohlraum 5 umgewandelt worden. Der Druck in diesem gasgefüllten Hohlraum 5 kann nicht weiter reduziert werden, da er nun durch den Träger 2, das Einkapselungsmaterial 4 und die elektrische Komponente 1b hermetisch umschlossen ist. Insbesondere weist der Träger 2 unterhalb der zweiten elektrischen Komponente 1b kein Loch auf, durch das Gas weiter abgesaugt werden könnte. Der gasgefüllte Hohlraum 5 unterhalb der zweiten elektrischen Komponente 1b ist vorteilhaft, weil funktionelle Strukturen auf der dem Träger 2 zugewandten Vorderseite der zweiten elektrischen Komponente 1b nun vor mechanischer Belastung und äußeren Einflüssen geschützt sind. Figure 3 shows a third position in the process. The creation of the vacuum is not yet complete. The encapsulation material 4th is about the first electrical component 1a and via the second electrical component 1b been pulled and now lies positively on the top 20th of the wearer 2 and surrounds the electrical components 1a , ib. The space between the second electrical component 1b and the wearer 2 is in a completely closed, gas-filled cavity 5 has been converted. The pressure in this gas-filled cavity 5 cannot be further reduced as it is now through the wearer 2 , the encapsulation material 4th and the electrical component 1b is hermetically sealed. In particular, the carrier 2 below the second electrical component 1b does not leave a hole through which further gas can be extracted. The gas-filled cavity 5 below the second electrical component 1b is advantageous because functional structures on the carrier 2 facing front of the second electrical component 1b are now protected from mechanical stress and external influences.

Anders ist die Situation bei der ersten elektrischen Komponente 1a. Durch die Loch 22 unterhalb der ersten elektrischen Komponente 1a kann der Druck im Zwischenraum 3 weiter reduziert werden, obwohl der Zwischenraum 3 seitlich bereits vollständig von dem auf den Träger 2 aufgesaugten Einkapselungsmaterial 4 umgeben ist. Als Folge der Druckreduzierung im Zwischenraum 3 wird das Einkapselungsmaterial 4 in den Zwischenraum 3 gesaugt.The situation is different with the first electrical component 1a . Through the hole 22nd below the first electrical component 1a can be the pressure in the space 3 can be further reduced, although the gap 3 laterally already completely from the to the carrier 2 absorbed encapsulation material 4th is surrounded. As a result of the pressure reduction in the space 3 becomes the encapsulation material 4th in the space 3 sucked.

zeigt eine vierte Position in dem Verfahren. Das noch laufende Absaugen und der damit einhergehende Druckabbau im Zwischenraum 3 unterhalb der ersten elektrischen Komponente 1a führt dazu, dass das Einkapselungsmaterial 4 den Zwischenraum 3 vollständig ausfüllt. Das Einkapselungsmaterial 4 wird sogar teilweise in das Loch 22 gesaugt. Auf diese Weise bildet das Einkapselungsmaterial 4 unterhalb der ersten elektrischen Komponente 1a eine Unterfüllung, die die erste elektrische Komponente 1a mechanisch stützt, wodurch die Abstandshalter 12 zumindest teilweise entlastet werden. Gleichzeitig zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer fertigen elektrischen Vorrichtung. Die elektrische Vorrichtung aus kann zum Beispiel in einem Mobiltelefon verwendet werden. Figure 3 shows a fourth position in the process. The ongoing suction and the associated pressure reduction in the space 3 below the first electrical component 1a leads to the encapsulation material 4th the space in between 3 completely filled out. The encapsulation material 4th gets even partially into the hole 22nd sucked. In this way the encapsulation material forms 4th below the first electrical component 1a an underfill that is the first electrical component 1a mechanically supports, making the spacers 12th at least partially relieved. At the same time shows an exemplary embodiment of a finished electrical device. The electrical device off can for example be used in a mobile phone.

Die hier beschriebene Erfindung wird durch die Beschreibung in Verbindung mit den beispielhaften Ausführungsformen nicht eingeschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, insbesondere auch jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen, selbst wenn dieses Merkmal oder diese Kombination an sich nicht ausdrücklich in den Patentansprüchen oder beispielhaften Ausführungsformen genannt ist.The invention described here is not restricted by the description in connection with the exemplary embodiments. Rather, the invention encompasses every new feature and every combination of features, in particular also every combination of features in the patent claims, even if this feature or this combination per se is not expressly mentioned in the patent claims or exemplary embodiments.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1a1a
erste elektrische Komponentefirst electrical component
1b1b
zweite elektrische Komponentesecond electrical component
22
Trägercarrier
33
ZwischenraumSpace
44th
EinkapselungsmaterialEncapsulation material
55
gasgefüllter Hohlraumgas-filled cavity
1212th
AbstandhalterSpacers
2020th
OberseiteTop
2121
Unterseitebottom
2222nd
Loch / AussparungHole / recess

Claims (20)

Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Vorrichtung, umfassend: A) Platzieren einer ersten elektrischen Komponente (1a) auf einer Oberseite (20) eines Trägers (2), wobei ein Zwischenraum (3a) zwischen der ersten elektrischen Komponente (1a) und dem Träger (2) unter Verwendung von Abstandshaltern (12) erzeugt wird, B) Aufbringen eines Einkapselungsmaterials (4) auf den Träger (2), wobei das Einkapselungsmaterial (4) die erste elektrische Komponente (1a) bedeckt, C) Erzeugen eines Vakuums zwischen dem Einkapselungsmaterial (4) und dem Träger (2), wodurch das Einkapselungsmaterial (4) in Richtung des Trägers (2) angesaugt und formschlüssig über die erste elektrische Komponente (1a) und den Träger (2) gezogen wird, wobei - ein Loch (22) den Träger (2) in einem Bereich durchdringt, in dem die elektrische Komponente (1a) angeordnet ist, - vor Schritt C) das Loch (22) den Zwischenraum (3) zwischen der ersten elektrischen Komponente (1a) und dem Träger (2) mit einem Bereich auf einer Unterseite (21) des Trägers (2) verbindet, - in Schritt C) Gas durch das Loch (22) aus dem Zwischenraum (3) gesaugt und dadurch das Einkapselungsmaterial (4) in den Zwischenraum (3) gesaugt wird.A method of making an electrical device comprising: A) placing a first electrical component (1a) on an upper side (20) of a carrier (2), a gap (3a) being created between the first electrical component (1a) and the carrier (2) using spacers (12) becomes, B) applying an encapsulation material (4) to the carrier (2), the encapsulation material (4) covering the first electrical component (1a), C) creating a vacuum between the encapsulation material (4) and the carrier (2), whereby the encapsulation material (4) is sucked in the direction of the carrier (2) and pulled over the first electrical component (1a) and the carrier (2) in a form-fitting manner , in which - A hole (22) penetrates the carrier (2) in an area in which the electrical component (1a) is arranged, - Before step C) the hole (22) connects the space (3) between the first electrical component (1a) and the carrier (2) with an area on an underside (21) of the carrier (2), - In step C) gas is sucked through the hole (22) from the interspace (3) and thereby the encapsulation material (4) is sucked into the interspace (3). Verfahren nach Anspruch 1, wobei - in Schritt A) eine zweite elektrische Komponente (1b) auf der Oberseite (20) des Trägers (2) angeordnet wird, wobei mit Hilfe von Abstandshaltern (12) ein Zwischenraum (3) zwischen der zweiten elektrischen Komponente (1b) und dem Träger (2) erzeugt wird, - in Schritt B) das Einkapselungsmaterial (4) so aufgebracht wird, dass es auch die zweite elektrische Komponente (1b) bedeckt, - in Schritt C) das Einkapselungsmaterial (4) formschlüssig über die zweite elektrische Komponente (1b) gezogen wird, - der Träger (2) im Bereich der zweiten elektrischen Komponente (1b) gasdicht ist, wodurch in Schritt C) der Zwischenraum (3) zwischen der zweiten elektrischen Komponente (1b) und dem Träger (2) in einen gasgefüllten Hohlraum (5) umgewandelt wird, der durch die zweite elektrische Komponente (1b), den Träger (2) und das Einkapselungsmaterial (4) verschlossen wird.Procedure according to Claim 1 , wherein - in step A) a second electrical component (1b) is arranged on the top (20) of the carrier (2), with the aid of spacers (12) a gap (3) between the second electrical component (1b) and the carrier (2), - in step B) the encapsulation material (4) is applied in such a way that it also covers the second electrical component (1b), - in step C) the encapsulation material (4) in a form-fitting manner over the second electrical component (1b) is pulled, - the carrier (2) in the region of the second electrical component (1b) is gas-tight, whereby in step C) the space (3) between the second electrical component (1b) and the carrier (2) into one gas-filled cavity (5) is converted, which is closed by the second electrical component (1b), the carrier (2) and the encapsulation material (4). Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei in Schritt B) das Einkapselungsmaterial (4) als zusammenhängende Schicht ohne Unterbrechungen aufgetragen wird.Method for manufacturing an electrical device according to Claim 1 or 2 , wherein in step B) the encapsulation material (4) is applied as a continuous layer without interruptions. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Einkapselungsmaterial (4) auf einem Polymer basiert.Method according to one of the preceding claims, wherein the encapsulation material (4) is based on a polymer. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in Schritt C) das Einkapselungsmaterial (4) eine Viskosität von höchstens 10 7 mPa•s hat.Method according to one of the preceding claims, wherein in step C) the encapsulation material (4) has a viscosity of at most 10 7 mPa · s. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vor Schritt C) das Einkapselungsmaterial (4) erhitzt wird, um es verformbar zu machen.Method according to one of the preceding claims, wherein prior to step C) the encapsulation material (4) is heated in order to make it deformable. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach Schritt C) das Einkapselungsmaterial (4) gehärtet wird, so dass es für den beabsichtigten Betrieb der Vorrichtung formstabil wird.Method according to one of the preceding claims, wherein after step C) the encapsulation material (4) is hardened so that it becomes dimensionally stable for the intended operation of the device. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach Schritt C) das Einkapselungsmaterial (4) den Zwischenraum (3) zwischen der ersten elektrischen Komponente (1a) und dem Träger (2) zu mindestens 75% ausfüllt.The method according to any one of the preceding claims, wherein after step C) the encapsulation material (4) the gap (3) between the first electrical component (1a) and the carrier (2) fills at least 75%. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - die Abstandshalter (21) elektrische Verbindungen sind, die die erste elektrische Komponente (1a) mit dem Träger (2) elektrisch verbinden, - in Schritt A) die erste elektrische Komponente (1a) mit dem Träger (2) verlötet wird.The method according to any one of the preceding claims, wherein - the spacers (21) are electrical connections which electrically connect the first electrical component (1a) to the carrier (2), - In step A) the first electrical component (1a) is soldered to the carrier (2). Verfahren nach Anspruch 2 oder einem der Ansprüche 3 bis 9 in ihrer Abhängigkeit von Anspruch 2, wobei - die erste elektrische Komponente (1a) ein Halbleiterchip oder eine passive Komponente ist, - die zweite elektrische Komponente (1b) ein RF-Filter oder ein Aktuator oder ein Sensor oder eine MEMS-Komponente ist.Procedure according to Claim 2 or one of the Claims 3 to 9 in their dependence on Claim 2 wherein - the first electrical component (1a) is a semiconductor chip or a passive component, - the second electrical component (1b) is an RF filter or an actuator or a sensor or a MEMS component. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Loch (22) eine elektrische Durchgangsverbindung ist, die die Oberseite (20) mit der Unterseite (21) elektrisch verbindet.A method according to any one of the preceding claims, wherein the hole (22) is a through electrical connection that electrically connects the top (20) to the bottom (21). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Loch (22) in Bezug auf die erste elektrische Komponente (1a) zentriert ist.A method according to any one of the preceding claims, wherein the hole (22) is centered with respect to the first electrical component (1a). Eine elektrische Vorrichtung aufweisend - eine erste elektrische Komponente (1a), - einen Träger (2) mit einer Oberseite (20) und einer der Oberseite (20) gegenüberliegenden Unterseite (21), - ein Einkapselungsmaterial (4), wobei - die erste elektrische Komponente (1a) auf der Oberseite (20) des Trägers (2) unter Verwendung von Abstandshaltern (12) montiert ist, so dass ein Zwischenraum (3) zwischen der elektrischen Komponente (1a) und dem Träger (2) entsteht, - das Einkapselungsmaterial (4) formschlüssig auf dem Träger (2) und der ersten elektrischen Komponente (1a) aufliegt, - das Einkapselungsmaterial (4) den Zwischenraum (3) zwischen der ersten elektrischen Komponente (1a) und dem Träger (2) zumindest teilweise ausfüllt, - der Träger (2) eine Aussparung (22) aufweist, die den Träger (2) von der Oberseite (20) zur Unterseite (21) durchdringt und die sich im Bereich der ersten elektrischen Komponente (1a) befindet.Having an electrical device - a first electrical component (1a), - A carrier (2) with an upper side (20) and an underside (21) opposite the upper side (20), - an encapsulation material (4), wherein - The first electrical component (1a) is mounted on the upper side (20) of the carrier (2) using spacers (12), so that a gap (3) is created between the electrical component (1a) and the carrier (2) , - the encapsulation material (4) rests positively on the carrier (2) and the first electrical component (1a), - the encapsulation material (4) at least partially fills the space (3) between the first electrical component (1a) and the carrier (2), - The carrier (2) has a recess (22) which penetrates the carrier (2) from the top (20) to the bottom (21) and which is located in the area of the first electrical component (1a). Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Aussparung (22) zumindest teilweise mit dem Einkapselungsmaterial (4) gefüllt ist.Electrical device according to Claim 13 wherein the recess (22) is at least partially filled with the encapsulation material (4). Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, wobei - eine zweite elektrische Komponente (1b) mit Hilfe von Abstandshaltern (12) auf der Oberseite (20) des Trägers (2) platziert ist, - das Einkapselungsmaterial (4) formschlüssig auf der zweiten elektrischen Komponente (1b) aufliegt, - ein gasgefüllter Hohlraum (5) zwischen der zweiten elektrischen Komponente (1b) und dem Träger (2) gebildet ist, - der gasgefüllte Hohlraum (5) durch die zweite elektrische Komponente (1a), den Träger (2) und das Einkapselungsmaterial (4) vollständig geschlossen ist.Electrical device according to Claim 13 or 14th , wherein - a second electrical component (1b) is placed on the upper side (20) of the carrier (2) with the aid of spacers (12), - the encapsulation material (4) rests positively on the second electrical component (1b), - a gas-filled cavity (5) is formed between the second electrical component (1b) and the carrier (2), - the gas-filled cavity (5) by the second electrical component (1a), the carrier (2) and the encapsulation material (4) completely closed is. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei - die zweite elektrische Komponente (1b) einen Funktionsbereich auf einer dem Träger (2) zugewandten Vorderseite hat, - sich der Funktionsbereich in dem Hohlraum befindet (5).Electrical device according to Claim 15 wherein - the second electrical component (1b) has a functional area on a front side facing the carrier (2), - the functional area is located in the cavity (5). Elektrische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei das Einkapselungsmaterial (4) auf einem Polymer basiert.Electrical device according to one of the Claims 13 to 16 wherein the encapsulation material (4) is based on a polymer. Elektrische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei das Einkapselungsmaterial (4) den Zwischenraum (3) zwischen der ersten elektrischen Komponente (1a) und dem Träger (2) zu mindestens 75% ausfüllt.Electrical device according to one of the Claims 13 to 17th wherein the encapsulation material (4) fills the space (3) between the first electrical component (1a) and the carrier (2) to at least 75%. Elektrische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, wobei die erste elektrische Komponente (1a) ein Halbleiterchip oder eine passive Komponente ist.Electrical device according to one of the Claims 13 to 18th , wherein the first electrical component (1a) is a semiconductor chip or a passive component. Elektrische Vorrichtung nach Anspruch 15 oder einem der Ansprüche 16 bis 19 in seiner Abhängigkeit von Anspruch 15, wobei die zweite elektrische Komponente (1b) ein RF-Filter oder ein Aktuator oder ein Sensor oder eine MEMS-Komponente ist.Electrical device according to Claim 15 or one of the Claims 16 to 19th in its dependence on Claim 15 , wherein the second electrical component (1b) is an RF filter or an actuator or a sensor or a MEMS component.
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