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DE102011004570A1 - Component carrier for e.g. microelectromechanical system component, has carrier film formed with coating, where mounting surface is formed on inner wall of film for mounting microelectromechanical system components - Google Patents

Component carrier for e.g. microelectromechanical system component, has carrier film formed with coating, where mounting surface is formed on inner wall of film for mounting microelectromechanical system components Download PDF

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Publication number
DE102011004570A1
DE102011004570A1 DE201110004570 DE102011004570A DE102011004570A1 DE 102011004570 A1 DE102011004570 A1 DE 102011004570A1 DE 201110004570 DE201110004570 DE 201110004570 DE 102011004570 A DE102011004570 A DE 102011004570A DE 102011004570 A1 DE102011004570 A1 DE 102011004570A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
component
carrier
component carrier
wall
film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE201110004570
Other languages
German (de)
Inventor
Jochen Zoellin
Ricardo Ehrenpfordt
Ulrike Scholz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE201110004570 priority Critical patent/DE102011004570A1/en
Publication of DE102011004570A1 publication Critical patent/DE102011004570A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

The carrier (130) has a three-dimensional carrier film (131) formed with a coating (32), where the carrier film is formed such that the carrier film is arranged on an inner wall of the component carrier. A mounting surface is formed on an inner wall of the carrier film for mounting microelectromechanical system (MEMS) components such as microphone element (10) and application specific integrated circuit (ASIC) (51). The carrier film is provided with contact surfaces and insulated strip conductors for electrical contact with one of the components. An independent claim is also included for a method for manufacturing a component carrier.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ganz allgemein die Verpackung von MEMS-Bauelementen mit einer sensiblen Struktur bzw. den Aufbau von Bauteilen mit einem derartigen MEMS-Bauelement und einem Gehäuse. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Bauelementträger für MEMS-Bauelemente, die im Hohlraum eines Gehäuses montiert und elektrisch kontaktiert werden sollen.The invention generally relates to the packaging of MEMS components with a sensitive structure or the construction of components with such a MEMS component and a housing. In particular, the invention relates to a component carrier for MEMS devices which are to be mounted in the cavity of a housing and to be contacted electrically.

Der Stand der Technik sowie die Erfindung werden nachfolgend am Beispiel der Verpackung eines MEMS-Mikrofonbauelements erörtert, ohne dass die Erfindung auf diesen speziellen Anwendungsfall beschränkt wäre.The prior art and the invention are discussed below using the example of the packaging of a MEMS microphone component, without the invention being restricted to this specific application.

Es ist bekannt, für die Verpackung von MEMS-Mikrofonbauelementen substratbasierte Gehäuse zu verwenden. Bei dieser Verpackungsvariante wird der Mikrofonchip mittels Chip-on-Board(COB)-Technologie auf einen flächigen, als Substrat bezeichneten Bauelementträger montiert, elektrisch kontaktiert und mit einem Deckel gehäust. Befindet sich die Schalleintrittsöffnung im Deckel des Gehäuses, dann ist das Rückseitenvolumen in der Regel auf die Chipkavität beschränkt, wodurch auch die Mikrofonperformance begrenzt ist. Alternativ dazu kann die Schalleintrittsöffnung unter dem Mikrofonchip im Bauelementträger ausgebildet sein. In diesem Fall steht der gesamte Hohlraum im Gehäuse als Rückseitenvolumen zur Verfügung, wodurch sich eine Performancesteigerung erzielen lässt.It is known to use substrate-based packages for the packaging of MEMS microphone components. In this packaging variant, the microphone chip is mounted by means of chip-on-board (COB) technology on a planar, designated as a substrate component carrier, electrically contacted and housed with a lid. If the sound inlet opening is located in the cover of the housing, then the backside volume is usually limited to the chip cavity, whereby the microphone performance is limited. Alternatively, the sound inlet opening may be formed below the microphone chip in the component carrier. In this case, the entire cavity in the housing is available as a backside volume, which can be used to increase performance.

Unabhängig von anwendungsspezifischen Anforderungen erweist sich das bekannte Verpackungskonzept in zweierlei Hinsicht als problematisch.Regardless of application-specific requirements, the known packaging concept proves to be problematic in two respects.

So treten in der Praxis häufig mechanische Spannungen in der sensiblen Struktur des MEMS-Bauelements auf, die montagebedingt sind und auf unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten einerseits des MEMS-Bauelements und andererseits des Bauelementträgers zurückzuführen sind. Derartige mechanische Spannungen beeinträchtigen in jedem Fall die Funktionsfähigkeit eines MEMS-Bauelements.Thus, in practice, mechanical stresses often occur in the sensitive structure of the MEMS component, which are due to installation and can be attributed to different coefficients of thermal expansion on the one hand of the MEMS component and, on the other hand, of the component carrier. Such mechanical stresses affect in each case the functionality of a MEMS device.

Da das bekannte Verpackungskonzept eine „side by side”-Montage der Bauelemente auf dem flächigen Bauelementträger vorsieht, vergrößert sich außerdem der „footprint” des Bauteils mit der Anzahl der Bauelemente innerhalb des Gehäuses. Eine Vergrößerung der Bauteilfläche führt aber immer auch zu einer Erhöhung der Herstellungskosten.Since the known packaging concept provides for a "side by side" assembly of the components on the planar component carrier, the "footprint" of the component with the number of components within the housing also increases. However, an increase in the component area always leads to an increase in the production costs.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Bauelementträger vorgeschlagen, der eine kostengünstige, platzsparende und stressarme Verpackung von MEMS-Bauelementen mit einer sensiblen Struktur ermöglicht.With the present invention, a component carrier is proposed, which allows a cost-effective, space-saving and low-stress packaging of MEMS components with a sensitive structure.

Der erfindungsgemäße Bauelementträger ist als Verbundteil in Form eines einseitig offenen Hohlkörpers realisiert und besteht im Wesentlichen aus einer in ihrer Formgebung flexiblen, dreidimensional geformten Trägerfolie und einer Umhüllmasse, die einseitig an die Trägerfolie angeformt ist, so dass die Trägerfolie auf der Innenwandung des Bauelementträgers angeordnet ist. Dort ist mindestens eine Montagefläche für mindestens ein Bauelement ausgebildet. Außerdem ist die Trägerfolie mit Kontaktflächen und mit isolierten Leiterbahnen zur elektrischen Kontaktierung des mindestens einen Bauelements versehen.The component carrier according to the invention is realized as a composite part in the form of a hollow body open on one side and consists essentially of a flexible in their shape, three-dimensionally shaped carrier film and a wrapping compound which is integrally formed on the carrier film, so that the carrier film is disposed on the inner wall of the component carrier , There, at least one mounting surface is formed for at least one component. In addition, the carrier film is provided with contact surfaces and with insulated conductor tracks for electrical contacting of the at least one component.

Demnach besteht der erfindungsgemäße Bauelementträger im Wesentlichen aus zwei auch funktional unterschiedlichen Komponenten, nämlich einer in ihrer Formgebung flexiblen Folie, die als Träger von Kontaktflächen und isolierten Leiterbahnen für die elektrische Kontaktierung der Bauelemente bestimmt ist, und einer Umhüllmasse, mit der ein formstabiles dreidimensionales Gehäuseteil realisiert wird. Erfindungsgemäß werden diese beiden einfach und unabhängig voneinander präparierbaren Komponenten in einem Verbundteil vereinigt. Dabei wird die Trägerfolie dreidimensional geformt, wobei die Umhüllmasse lediglich mit der Rückseite der Trägerfolie in Berührungskontakt kommt und nicht mit deren Vorderseite, auf bzw. in der sich die empfindlichen Leiterbahnen und elektrischen Kontakte befinden. Erst im haftfest erstellten Verbund mit der ausgehärteten Umhüllmasse entstehen mechanisch stabile und elektrisch kontaktierbare Chip-Bestückungsbereiche auf der Trägerfolie.Accordingly, the component carrier according to the invention consists essentially of two functionally different components, namely a flexible film in their shape, which is intended as a carrier of contact surfaces and insulated interconnects for the electrical contacting of the components, and a Umhüllmasse, realized with a dimensionally stable three-dimensional housing part becomes. According to the invention, these two components, which can be prepared easily and independently of one another, are combined in one composite part. In this case, the carrier film is formed in three dimensions, wherein the Umhüllmasse comes into contact only with the back of the carrier film and not with their front, on or in which are the sensitive traces and electrical contacts. Only in the adhesive bond created with the cured wrapping material mechanically stable and electrically contactable chip mounting areas on the carrier film.

Der erfindungsgemäße Bauelementträger lässt sich sehr einfach mit Standardwerkzeugen und Standardverfahren und damit auch sehr kostengünstig im Mehrfachnutzen herstellen.The component carrier according to the invention can be very easily produced with standard tools and standard methods and thus also very cost-effective in multiple benefits.

In einer besonders vorteilhaften Verfahrensvariante erfolgt die dreidimensionale Formgebung der Trägerfolie und die Herstellung des Verbundes aus Trägerfolie und Umhüllmasse in einem Moldverfahrensschritt. Dazu wird ein erstes Moldwerkzeugteil verwendet, dessen Form der angestrebten dreidimensionalen Form der Innenwandung des Bauelementträgers entspricht, und mindestens ein zweites Moldwerkzeugteil, das die Form der Außenseite des Bauelementträgers bestimmt. Die Trägerfolie wird hier einfach vor dem Einpressen der flüssigen Moldmasse in das erste Moldwerkzeugteil eingelegt. Im einfachsten Fall wird sie dann durch den einfließenden Moldfluss an die Werkzeugform angelegt. Die Trägerfolie kann aber auch schon vor dem Einpressen der Moldmasse durch Ansaugen oder Anblasen oder auch durch bereichsweises Aufspannen an die Werkzeugoberfläche angelegt werden. Beim Aushärten der Moldmasse entsteht so ein haftfester Materialverbund zwischen der Moldmasse und der Trägerfolie, die nun die Innenwandung des Bauelementträgers zumindest bereichsweise abdeckt. Die Haftung zwischen Trägerfolie und Moldmasse kann zusätzlich durch Klebeschichten auf der Trägerfolie verbessert werden.In a particularly advantageous variant of the method, the three-dimensional shaping of the carrier film and the production of the composite of carrier film and encasing compound take place in a molding process step. For this purpose, a first mold part is used, whose shape corresponds to the desired three-dimensional shape of the inner wall of the component carrier, and at least one second Moldwerkzeugteil which determines the shape of the outside of the component carrier. The carrier film is here simply before pressing the liquid molding compound into the first mold part inserted. In the simplest case, it is then created by the inflowing mold flow to the mold. However, the carrier film can also be applied to the tool surface even before the molding compound is pressed in by suction or by blowing or by area-wise clamping. When the molding compound is cured, a bond between the molding compound and the carrier film, which at least partially covers the inner wall of the component carrier, thus results. The adhesion between carrier film and molding compound can additionally be improved by adhesive layers on the carrier film.

Bei dieser Verfahrensvariante kann auf einen Polymerfilm im ersten Moldwerkzeug zum Toleranzausgleich oder zur Verhinderung von Werkzeugverschmutzungen verzichtet werden, da die Trägerfolie diese Funktion übernimmt. Dadurch vereinfacht sich das Moldverfahren.In this process variant can be dispensed with a polymer film in the first mold for tolerance compensation or to prevent tool contamination, since the carrier film performs this function. This simplifies the molding process.

Ebenso gut können zur Herstellung von erfindungsgemäßen Bauelementträgern zunächst Kunststoffformteile mit der Form des einseitig offenen Hohlkörpers gefertigt werden, beispielsweise in einem Standard-Moldverfahren. Die Trägerfolie wird dann in einem eigenen Verfahrensschritt auf die Innenwandung eines solchen Kunststoffteils aufgebracht. Hierfür eignen sich insbesondere Verfahren, wie Einlaminieren oder Einprägen. Dabei kann sich die Trägerfolie über die gesamte Innenwandung des Kunststoffformteils erstrecken oder auch nur über einzelne Bereiche der Innenwandung.Likewise, plastic molded parts having the shape of the hollow body open at one end can first be produced, for example in a standard molding process, for producing component carriers according to the invention. The carrier film is then applied in a separate process step on the inner wall of such a plastic part. In particular, methods such as lamination or embossing are suitable for this purpose. In this case, the carrier film may extend over the entire inner wall of the plastic molding or even only over individual areas of the inner wall.

An dieser Stelle sei noch angemerkt, dass sich die thermischen Materialeigenschaften des erfindungsgemäßen Bauelementträgers sehr gut an die des MEMS-Bauelements anpassen lassen, wodurch sich mechanischen und thermomechanische Spannungen im MEMS-Bauelement weitgehend reduzieren lassen. Im Fall des erfindungsgemäßen Bauelementträgers bestimmt nämlich die Umhüllmasse als dominanter Verbundpartner das Materialverhalten des Verbundteils, während der Einfluss der Trägerfolie vernachlässigt werden kann. Die üblicherweise verwendeten Umhüllmassen sind aber bezogen auf den thermischen Ausdehnungskoeffizienten bereits erheblich besser an das Halbleitermaterial von MEMS-Bauelementen angepasst als starre Leiterplatten.It should be noted at this point that the thermal material properties of the component carrier according to the invention can be adapted very well to those of the MEMS component, as a result of which mechanical and thermo-mechanical stresses in the MEMS component can be largely reduced. In the case of the component carrier according to the invention, namely, the wrapping compound, as the dominant composite partner, determines the material behavior of the composite part, while the influence of the carrier film can be neglected. However, the encapsulants commonly used are already much better adapted to the semiconductor material of MEMS components than rigid printed circuit boards, based on the thermal expansion coefficient.

Grundsätzlich gibt es verschiedene Möglichkeiten zur Realisierung eines erfindungsgemäßen Bauelementträgers, insbesondere was die Form des einseitig offenen Hohlkörpers und die Auslegung der Trägerfolie mit den elektrischen Anschlüssen betrifft. Dabei sind in erster Linie die Funktion und Anzahl der aufzunehmenden Bauelemente zu berücksichtigen aber auch der Einsatzort und die hierfür erforderliche 2nd-Level-Montage des MEMS-Packages.In principle, there are various possibilities for realizing a component carrier according to the invention, in particular as regards the shape of the hollow body open on one side and the design of the carrier foil with the electrical connections. In the first place, the function and number of components to be included but also the location and the required 2nd-level mounting of the MEMS package have to be considered.

Die mit der Trägerfolie ausgekleidete Innenwandung des erfindungsgemäßen Bauelementträgers kann einfach wannenartig geformt sein mit einer Montagefläche für Bauelemente im Bodenbereich. Da die meisten Bauteile neben dem MEMS-Bauelement noch weitere Bauelemente, wie z. B. einen ASIC zur Verarbeitung des Sensor- oder Mikrofonsignals, umfassen, befinden sich auf der Innenwandung des erfindungsgemäßen Bauelementträgers zusätzlich zur Montagefläche für das MEMS-Bauelement in der Regel noch weitere Chip-Montagebereiche oder Bereiche für die Montage von passiven Bauelementen mit Anschlusspads und Leiterbahnen zur elektrischen Kontaktierung. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauelementträgers umfasst die wannenartig geformte Innenwandung mindestens eine Abstufung, auf der eine Montagefläche für Bauelemente ausgebildet ist. Eine derartige Abstufung kann sich umlaufend über die gesamte Innenwandung erstrecken oder auch nur über einen Teilabschnitt der Innenwandung, der dann treppenartig geformt ist und sich an zwei gegenüberliegenden Abschnitten der Innenwandung erstreckt. Auf diese Weise werden Chipbestückungsbereiche auf unterschiedlichen Höhenniveaus des Bauelementträgers zur Verfügung gestellt. Dadurch können beispielsweise Dickenunterschiede zwischen Bauelementen auf dem Bauelementträger ausgeglichen werden, um die elektrische Kontaktierung dieser Bauelemente zu vereinfachen. Die Anordnung der Chipbestückungsbereiche auf unterschiedlichen Höhenniveaus eröffnet zudem die Möglichkeit, mehrere Bauelemente überlappend oder sogar übereinander zu positionieren, ohne dass die Bauelementoberflächen in Berührungskontakt stehen. Dies ist insbesondere für MEMS-Bauelemente mit einer sensiblen Struktur von Bedeutung, da diese in der Regel freizustellen ist, um die Funktionsfähigkeit des MEMS-Bauelements zu gewährleisten. Durch eine derartige Stapelung von Bauelementen auf dem erfindungsgemäßen Bauelementträger kann die laterale Baugröße eines MEMS-Packages im Vergleich zur klassischen „side by side”-Montage deutlich verringert werden.The inner wall of the component carrier according to the invention, which is lined with the carrier foil, can simply be shaped as a trough with a mounting surface for components in the bottom region. Since most components in addition to the MEMS device still other components such. As an ASIC for processing the sensor or microphone signal, are on the inner wall of the device carrier according to the invention in addition to the mounting surface for the MEMS device usually more chip mounting areas or areas for the assembly of passive components with connection pads and conductors for electrical contact. In a particularly advantageous embodiment of the component carrier according to the invention, the trough-like shaped inner wall comprises at least one step on which a mounting surface for components is formed. Such a gradation may extend circumferentially over the entire inner wall or only over a portion of the inner wall, which is then shaped like a staircase and extending at two opposite portions of the inner wall. In this way chip placement areas are provided at different height levels of the component carrier. As a result, for example, differences in thickness between components on the component carrier can be compensated in order to simplify the electrical contacting of these components. The arrangement of the chip placement areas at different height levels also opens up the possibility of positioning several components overlapping or even one above the other without the component surfaces being in touching contact. This is particularly important for MEMS devices with a sensitive structure, since this is usually free to ensure the functionality of the MEMS device. By such a stacking of components on the component carrier according to the invention, the lateral size of a MEMS package compared to the classic "side by side" assembly can be significantly reduced.

Aufgrund seiner dreidimensionalen Ausgestaltung in Form eines einseitig offenen Hohlkörpers kann der erfindungsgemäße Bauelementträger vorteilhaft als Bestandteil eines Gehäuses mit einem Hohlraum für ein MEMS-Bauelement verwendet werden. Zum Abschluss des Gehäuses ist dann lediglich ein Deckelteil erforderlich, das mit der offenen Seite des Bauelementträgers verbunden wird. Als Deckelteil kann beispielsweise einfach ein flächiges Gehäuseteil verwendet werden. In einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Bauelementträgers ist im oberen Randbereich der wannenartigen Innenwandung mindestens eine vorzugsweise umlaufende Abstufung als Aufnahme für ein solches Deckelteil ausgebildet. Dadurch vereinfacht sich die Positionierung des Deckelteils bei der Montage auf dem bestückten Bauelementträger. Außerdem kann dadurch die Verbindungsfläche zwischen dem Bauelementträger und dem Deckelteil vergroßert werden, was sich günstig auf die Zuverlässigkeit bzw. Dichtigkeit dieser Verbindung auswirkt.Due to its three-dimensional configuration in the form of a hollow body open on one side, the component carrier according to the invention can be advantageously used as part of a housing with a cavity for a MEMS component. At the end of the housing then only a lid part is required, which is connected to the open side of the component carrier. As a cover part, for example, simply a flat housing part can be used. In an advantageous variant of the component carrier according to the invention, at least one preferably circumferential graduation is formed as a receptacle for such a cover part in the upper edge region of the trough-like inner wall. This simplifies the Positioning of the lid part during assembly on the populated component carrier. In addition, the connection area between the component carrier and the cover part can thereby be increased, which has a favorable effect on the reliability or tightness of this connection.

MEMS-Bauelemente, wie Drucksensoren, Mikrofon- und Lautsprecherbauelemente, erfordern einen Medienzugang. Dementsprechend sind die Gehäuse derartiger Bauelemente mit mindestens einer Zugangsöffnung ausgestattet. Diese kann sich im Deckelteil befinden. Aber auch der erfindungsgemäße Bauelementträger kann mit einer Durchgangsöffnung versehen sein.MEMS devices, such as pressure sensors, microphone and speaker components, require media access. Accordingly, the housing of such devices are equipped with at least one access opening. This can be located in the lid part. But also the component carrier according to the invention may be provided with a passage opening.

Durch die Verpackung bzw. das Gehäuse eines MEMS-Bauelements werden die Rahmenbedingungen für die 2nd-Level-Montage am Einsatzort des MEMS-Packages vorgegeben. Dabei spielen insbesondere die Anordnung und Ausgestaltung der elektrischen Anschlüsse zur externen Kontaktierung eine wesentliche Rolle.The packaging or the housing of a MEMS component specifies the framework conditions for the 2nd-level assembly at the place of use of the MEMS package. In particular, the arrangement and design of the electrical connections for external contacting play an essential role.

Ist die offene Seite des Bauelementträgers mit einem flächigen Deckelteil abgeschlossen und fungiert diese Seite des Gehäuses als Montageseite für die 2nd-Level-Montage, so erweist es sich als vorteilhaft, wenn sich die Trägerfolie mit den Leiterbahnen nicht nur über die wannenartig geformte Innenwandung des Bauelementträgers erstreckt sondern auch über einen Oberflächenbereich des Bauelementträgers auf der Montageseite des Gehäuses. In diesem Fall kann die Trägerfolie nämlich zusätzlich zu den Leiterbahnen und Kontaktflächen für die Bauelemente auch mit Anschlussflächen zur externen elektrischen Kontaktierung versehen werden, so dass die gesamte Umverdrahtung zwischen den Bauelementen des Bauteils und der externen Kontaktierung über den dreidimensional geformten Bauelementträger geführt ist. Bei dieser Variante kann ein Deckelteil verwendet werden, das keinerlei elektrische Funktionalität besitzt sondern ausschließlich dazu dient, das Gehäuse zu verschließen. Da die beiden Gehäuseteile hier lediglich mechanisch miteinander verbunden werden müssen, ist die Aufbau- und Verbindungstechnik (AVT) hier besonders einfach.If the open side of the component carrier is closed with a flat lid part and this side of the housing acts as a mounting side for the 2nd level mounting, then it proves to be advantageous if the carrier film with the conductor tracks not only on the trough-like inner wall of the component carrier but also extends over a surface area of the component carrier on the mounting side of the housing. In this case, in addition to the conductor tracks and contact surfaces for the components, the carrier foil can also be provided with connection surfaces for external electrical contacting, so that the entire rewiring between the components of the component and the external contact is guided via the three-dimensionally formed component carrier. In this variant, a lid part can be used, which has no electrical functionality but only serves to close the housing. Since the two housing parts only need to be mechanically interconnected here, the assembly and connection technology (AVT) is particularly simple here.

Alternativ zu der voranstehend beschriebenen Variante kann aber auch die geschlossene Seite des erfindungsgemäßen Bauelementträgers als Montageseite für die 2nd-Level-Montage fungieren. Für diesen Fall wird das Verbundteil des erfindungsgemäßen Bauelementträgers vorteilhafterweise mit elektrischen Durchkontakten versehen, die von den Kontaktflächen oder Leiterbahnen der Trägerfolie ausgehen und durch die Umhüllmasse auf die Außenseite des Verbundteils geführt sind.As an alternative to the variant described above, however, the closed side of the component carrier according to the invention can also function as a mounting side for the 2nd level mounting. For this case, the composite part of the component carrier according to the invention is advantageously provided with electrical contacts, which emanate from the contact surfaces or conductor tracks of the carrier film and are guided by the Umhüllmasse to the outside of the composite part.

Im Hinblick auf die Herstellung des erfindungsgemäßen Bauelementträgers in einem Moldverfahren sollte die Trägerfolie möglichst hitzebestandig sein und sich gut mit einem leitfähigen Material beschichten lassen. Als Trägerfolienbestandteil eignen sich deshalb besonders Polyimid-Folien.With regard to the production of the component carrier according to the invention in a molding process, the carrier film should be as heat-resistant as possible and can be coated well with a conductive material. As a carrier film component therefore particularly suitable polyimide films.

Bei bestimmten Anwendungen ist es sinnvoll, die Bauelemente elektromagnetisch abzuschirmen. In diesem Zusammenhang erweist es sich als vorteilhaft, eine mehrschichtige Trägerfolie zu verwenden, deren Schichtaufbau mindestens eine metallische Schicht als elektromagnetische Abschirmung umfasst.In certain applications, it makes sense to shield the components electromagnetically. In this context, it proves to be advantageous to use a multilayer carrier film whose layer structure comprises at least one metallic layer as an electromagnetic shield.

Als Umhüllmasse wird bevorzugt eine Moldmasse verwendet, deren thermischer Ausdehnungskoeffizient an den des Halbleitermaterials der Bauelemente angepasst ist. Die Gefahr einer Verschmutzung der Leiterbahen oder Kontaktflächen auf der Trägerfolie besteht hier nicht, da die Moldmasse auch während der Herstellung des Verbundteils nicht mit der Vorderseite der Trägerfolie in Berührung kommt, auf der bzw. in der die empfindlichen Leiterbahnen und Kontaktflächen ausgebildet sind.The encapsulation compound used is preferably a molding compound whose thermal expansion coefficient is matched to that of the semiconductor material of the components. The risk of contamination of the conductor tracks or contact surfaces on the carrier film does not exist here, since the molding compound also does not come into contact with the front side of the carrier film during the production of the composite part, on or in which the sensitive conductor tracks and contact surfaces are formed.

Wie bereits erwähnt, wird der erfindungsgemäße Bauelementträger bevorzugt in Verbindung mit mindestens einem weiteren Gehäuseteil verwendet, um ein MEMS-Bauelement mit einem geschlossenen Gehäuse zu versehen. Bei dem weiteren Gehäuseteil kann es sich einfach um ein flächiges Deckelteil aus einem Kunststoffmaterial handeln. Das Deckelteil kann aber auch aus einem metallbeschichteten Kunststoffmaterial, einem Metall, einem Halbleitermaterial oder einem metallbeschichteten Halbleitermaterial gefertigt sein, falls eine elektromagnetische Abschirmung des MEMS-Bauelements erforderlich ist. Bei vielen Anwendungen empfiehlt es sich, das Deckelteil mediendicht mit dem Bauelementträger zu verbinden. Eine derartige Verbindung zwischen dem Bauelementträger und einem Deckelteil kann beispielsweise einfach mit Hilfe eines geeigneten Klebstoffs oder mit einer Schweißverbindung hergestellt werden. Alternativ zu einem Deckelteil kann aber auch eine Folie zum Abschluss des Hohlraums verwendet werden.As already mentioned, the component carrier according to the invention is preferably used in conjunction with at least one further housing part in order to provide a MEMS component with a closed housing. The further housing part may simply be a flat cover part made of a plastic material. However, the cover part can also be made of a metal-coated plastic material, a metal, a semiconductor material or a metal-coated semiconductor material, if an electromagnetic shielding of the MEMS component is required. In many applications, it is advisable to connect the lid part media-tight with the component carrier. Such a connection between the component carrier and a cover part can be produced, for example, simply with the aid of a suitable adhesive or with a welded connection. As an alternative to a cover part, however, it is also possible to use a film to close off the cavity.

Der erfindungsgemäße Bauelementträger lässt sich besonders vorteilhaft im Rahmen der Verpackung von MEMS-Mikrofonbauelementen einsetzen. Das Mikrofonbauelement kann beispielsweise über einer als Schallöffnung fungierenden Durchgangsöffnung im Bauelementträger montiert werden. Das Vorderseitenvolumen ist in diesem Fall sehr klein, was die Schallaufnahme der Membranstruktur verbessert, während der gesamte Hohlraum innerhalb des Gehäuses als Rückseitenvolumen zur Verfügung steht. Beides trägt zu einer guten Mikrofonperformance bei.The component carrier according to the invention can be used particularly advantageously in the packaging of MEMS microphone components. The microphone component can be mounted in the component carrier, for example, via a passage opening acting as a sound opening. The front side volume is very small in this case, which improves the sound absorption of the membrane structure, while the entire cavity within the housing is available as a backside volume. Both contribute to a good microphone performance.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

Wie bereits voranstehend erörtert, gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird einerseits auf die den unabhängigen Patentansprüchen nachgeordneten Patentansprüche verwiesen und andererseits auf die nachfolgende Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren. Obwohl sich alle Ausführungsbeispiele auf Mikrofon-Bauteile beziehen, ist die Erfindung nicht auf diese Anwendung beschränkt.As already discussed above, there are various possibilities for embodying and developing the teaching of the present invention in an advantageous manner. For this purpose, reference is made on the one hand to the claims subordinate to the independent claims and on the other hand to the following description of several embodiments of the invention with reference to FIGS. Although all embodiments relate to microphone components, the invention is not limited to this application.

Die 1 bis 4 zeigen jeweils eine Schnittdarstellung eines Mikrofon-Bauteils 100, 200, 300 bzw. 400, dessen Gehäuse einen erfindungsgemäßen Bauelementträger umfasst.The 1 to 4 each show a sectional view of a microphone component 100 . 200 . 300 respectively. 400 whose housing comprises a component carrier according to the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Das in 1 dargestellte Mikrofon-Bauteil 100 umfasst ein MEMS-Mikrofonbauelement 10, in dessen Vorderseite eine Membranstruktur 11 ausgebildet ist, die eine Kaverne 12 in der Bauelementrückseite überspannt. Das MEMS-Mikrofonbauelement 10 ist in einem Gehäuse 120 angeordnet, das zwei Gehäuseteile umfasst, nämlich einen Bauelementträger 130 für die Firstlevel-AVT, der die Form eines einseitig offenen Hohlkörpers aufweist, und einen flächigen Gehäusedeckel 40 zum Abschluss des Gehäuses 120, der sich auf der Montageseite des Mikrofon-Bauteils 100 befindet. Bei dem Bauelementträger 130 handelt es sich um ein Verbundteil, das im Wesentlichen aus einer in ihrer Formgebung flexiblen, dreidimensional geformten Trägerfolie 131 und einer Umhüllmasse 132 besteht, die einseitig an die Trägerfolie 131 angeformt ist, so dass die Tragerfolie 131 auf der Innenwandung des Bauelementträgers 130 angeordnet ist. Der Bodenbereich der wannenförmigen Innenwandung dient als Montagefläche für das MEMS-Mikrofonbauelement 10 und ein weiteres Halbleiterbauelement, hier einen ASIC 51 zur Verarbeitung des Mikrofonsignals. Die elektrische Kontaktierung dieser Bauelemente 10 und 51 erfolgt über Drahtbonds 61 und über Kontaktflächen und isolierte Leiterbahnen auf bzw. in der Trägerfolie 131.This in 1 shown microphone component 100 includes a MEMS microphone device 10 in whose front a membrane structure 11 is formed, which is a cavern 12 spans in the component back. The MEMS microphone component 10 is in a housing 120 arranged, which comprises two housing parts, namely a component carrier 130 for the first level AVT, which has the shape of a hollow body open on one side, and a flat housing cover 40 to the conclusion of the housing 120 Standing on the mounting side of the microphone component 100 located. In the component carrier 130 It is a composite part, which consists essentially of a flexible in their shape, three-dimensionally shaped carrier film 131 and a wrapping mass 132 exists, the one-sided to the carrier film 131 is molded, so that the carrier sheet 131 on the inner wall of the component carrier 130 is arranged. The bottom region of the trough-shaped inner wall serves as a mounting surface for the MEMS microphone component 10 and another semiconductor device, here an ASIC 51 for processing the microphone signal. The electrical contacting of these components 10 and 51 via wire bonds 61 and via contact surfaces and insulated conductor tracks on or in the carrier film 131 ,

Im Bauelementträger 130 ist eine Durchgangsöffnung 133 ausgebildet, die als Schallöffnung fungiert. Das MEMS-Mikrofonbauelement 10 ist mit seiner Rückseite druckdicht über der Schallöffnung 133 montiert, so dass die Membranstruktur 11 über die rückseitige Kaverne 12 mit dem Schalldruck beaufschlagt wird. Die Verbindung zwischen der Bauelementrückseite und dem Bauelementträger 130 wurde hier durch Kleben hergestellt, könnte aber auch durch flächiges Löten erzeugt werden. Auch eine Flip-Chip-Montage des MEMS-Mikrofonbauelements 10 mit der Membranstruktur 11 über der Schallöffnung 133 ist denkbar.In the component carrier 130 is a passage opening 133 formed, which acts as a sound opening. The MEMS microphone component 10 is with its back pressure-tight over the sound opening 133 mounted so that the membrane structure 11 over the back cavern 12 is acted upon by the sound pressure. The connection between the back of the component and the component carrier 130 was made here by gluing, but could also be produced by surface soldering. Also a flip-chip mounting of the MEMS microphone component 10 with the membrane structure 11 above the sound opening 133 is conceivable.

Im oberen Randbereich der wannenförmigen Innenwandung des Bauelementträgers 130 ist eine umlaufende Abstufung als Aufnahme 134 für den flächigen Gehäusedeckel 40 ausgeformt. Der Gehäusedeckel 40 ist druckdicht mit dem Bauelementträger 130 verbunden, so dass der Hohlraum innerhalb des Gehäuses 120 das Rückseitenvolumen 70 für das MEMS-Mikrofonbauelement 10 bildet. Die Verbindung der beiden Gehäuseteile 130 und 40 kann beispielsweise durch Kleben oder auch Laserschweißen hergestellt werden.In the upper edge region of the trough-shaped inner wall of the component carrier 130 is a circumferential gradation as a recording 134 for the flat housing cover 40 formed. The housing cover 40 is pressure-tight with the component carrier 130 connected so that the cavity within the housing 120 the backside volume 70 for the MEMS microphone component 10 forms. The connection of the two housing parts 130 and 40 can be made for example by gluing or laser welding.

Die Trägerfolie 131 erstreckt sich nicht nur über die wannenförmige Innenwandung mit der Abstufung 134 im oberen Randbereich sondern auch noch bis auf den Oberflächenbereich des Bauelementträgers 130, der zusammen mit dem flächigen Gehäusedeckel 40 die Montagefläche für die 2nd-Level-Montage des Bauteils 100 bildet. Die isolierten Leiterbahnen auf bzw. in der Trägerfolie 131 sind bis in diesen Oberflächenbereich geführt, wo sich auf der Trägerfolie 131 außerdem Anschlusskontakte 135 zur externen elektrischen Kontaktierung des Bauteils 10 befinden. In Abhängigkeit vom 2nd-Level-Montageprozess können die Anschlusskontakte 135 als LGA(Land-Grid-Array)-Lands ausgeführt werden oder auch für eine BGA(Ball-Grid-Array)-AVT vorbereitet werden.The carrier foil 131 not only extends over the trough-shaped inner wall with the gradation 134 in the upper edge area but also up to the surface area of the component carrier 130 , which together with the flat housing cover 40 the mounting surface for the 2nd level assembly of the component 100 forms. The insulated conductor tracks on or in the carrier film 131 are led up to this surface area, where on the carrier foil 131 also connection contacts 135 for external electrical contacting of the component 10 are located. Depending on the 2nd-level mounting process, the connection contacts 135 be executed as LGA (Land Grid Array) country or be prepared for a BGA (Ball Grid Array) -AVT.

Die Trägerfolie 131 des Bauelementträgers 130 sollte anfänglich in ihrer Formgebung flexibel und thermisch stabil sein. Diese Voraussetzungen erfüllen beispielsweise Polyimid-Folien. Wenn die Bauelemente elektromagnetisch abgeschirmt werden sollen, empfiehlt sich die Verwendung von mehrschichtigen Folien mit von einander isolierten metallischen Schichten für die elektromechanische Abschirmung und die elektrischen Leiterbahnen bzw. Kontaktflächen. Als Umhüllmasse wird bevorzugt eine Moldmasse, wie z. B. eine Epoxidmasse mit SiO2-Füllstoffen, verwendet. Als Werkstoffe für den Gehäusedeckel kommen Kunststoff, ein metallbeschichteter Kunststoff oder auch Metall in Frage. Ein Gehäusedeckel aus oder mit Metall tragt zur elektromagnetischen Abschirmung des Mikrofonbauelements bei, wenn er mittels einer Leitklebung oder eines Lötkontakts an die Mikrofonschaltung angeschlossen wird.The carrier foil 131 of the component carrier 130 should initially be flexible and thermally stable in shape. These requirements are fulfilled, for example, by polyimide films. If the components are to be shielded electromagnetically, it is advisable to use multilayer films with mutually insulated metallic layers for the electromechanical shielding and the electrical conductors or contact surfaces. As wrapping compound is preferably a molding compound, such as. As an epoxy material with SiO2 fillers used. As materials for the housing cover are plastic, a metal-coated plastic or metal in question. A housing cover made of or with metal contributes to the electromagnetic shielding of the microphone component, when it is connected by means of a Leitklebung or a Lötkontakts to the microphone circuit.

Bei dem in 1 dargestellten Mikrofon-Bauteil 100 ist die empfindliche Struktur des MEMS-Bauelements 10 trotz Medienzugangs 133 im Bauelementträger 130 gut gegen das Eindringen von Fremdstoffen bei der 2nd-Level-Montage des Bauteils 100 geschützt, da die Schallöffnung 133 auf der der Montageseite des Gehäuses 120 gegenüberliegenden Seite angeordnet ist. Dämpfe oder Niederschläge, die beim Reflow-Löten entstehen, können so nicht unmittelbar an die empfindliche mikromechanische Struktur des MEMS-Bauelements 10 gelangen.At the in 1 shown microphone component 100 is the sensitive structure of the MEMS device 10 despite media access 133 in the component carrier 130 good against the ingress of foreign matter during the 2nd-level assembly of the component 100 protected because the sound opening 133 on the mounting side of the housing 120 is arranged opposite side. Vapors or precipitation, which arise during reflow soldering, so can not directly to the sensitive micromechanical structure of the MEMS device 10 reach.

Bei gleicher Gehäuseform und Bauelementanordnung, wie in 1 dargestellt, konnte die Schallöffnung alternativ auch im flächigen Gehäusedeckel auf der Montageseite des Mikrofon-Bauteils ausgebildet sein. In diesem Fall würde der Schall über den Hohlraum innerhalb des Gehäuses auf die Mikrofonmembran geführt. Das Rückseitenvolumen des MEMS-Mikrofonbauelements wäre auf die Kaverne zwischen der Membranstruktur und der geschlossenen Innenwandung des Bauelementträgers begrenzt.With the same housing shape and component arrangement, as in 1 illustrated, the sound opening could alternatively be formed in the flat housing cover on the mounting side of the microphone component. In this case, the sound would be transmitted to the microphone diaphragm via the cavity within the housing. The backside volume of the MEMS microphone component would be confined to the cavern between the diaphragm structure and the closed inner wall of the component carrier.

Das in 2 dargestellte Mikrofon-Bauteil 200 umfasst – wie das in 1 dargestellten Mikrofon-Bauteil 100 – ein MEMS-Mikrofonbauelement 10 in einem Gehäuse 220, bestehend aus einem dreidimensional geformten Verbundteil aus Trägerfolie 231 und Umhüllmasse 232 als Bauelementträger 230 und einem flächigen Gehäusedeckel 40. Das MEMS-Mikrofonbauelement 10 ist druckdicht über einer Schallöffnung 233 im Bodenbereich der wannenförmigen Innenwandung des Bauelementträgers 230 montiert, so dass die Kaverne 12 unter der Membranstruktur 11 direkt an die Schallöffnung 233 im Bauelementträger 230 angeschlossen ist. Der flächige Gehäusedeckel 40 wurde bündig in den oberen Randbereich der wannenförmigen Innenwandung des Bauelementträgers 230 eingesetzt und druckdicht mit diesem verbunden, um das Gehäuse 220 und damit das Rückseitenvolumen für das MEMS-Mikrofonbauelement 10 abzuschließen.This in 2 shown microphone component 200 includes - like that in 1 shown microphone component 100 A MEMS microphone component 10 in a housing 220 , consisting of a three-dimensionally shaped composite part of carrier film 231 and enveloping mass 232 as a component carrier 230 and a flat housing cover 40 , The MEMS microphone component 10 is pressure tight over a sound opening 233 in the bottom region of the trough-shaped inner wall of the component carrier 230 mounted so that the cavern 12 under the membrane structure 11 directly to the sound opening 233 in the component carrier 230 connected. The flat housing cover 40 was flush in the upper edge region of the trough-shaped inner wall of the component carrier 230 inserted and pressure-tightly connected to this to the housing 220 and thus the backside volume for the MEMS microphone device 10 complete.

In der wannenförmigen Innenwandung des Bauelementträgers 230 ist eine Abstufung 236 ausgebildet, die – im Unterschied zum Mikrofon-Bauteil 100 – nicht als Aufnahme für den Gehäusedeckel 40, sondern als Montagefläche für einen ASIC 52 dient. Der ASIC 52 ist also auf einem gegenüber dem MEMS-Bauelement 10 versetzten Höhenniveau innerhalb des Gehäuses 220 angeordnet. Dadurch können Dickenunterschiede zwischen den Bauelementen 10 und 52 ausgeglichen werden, was die Herstellung der Bondverbindung 62 zwischen den Bauelementen 10 und 52 vereinfacht. Im Übrigen erfolgt die elektrische Kontaktierung der beiden Bauelemente 10 und 52 über Kontaktflächen und isolierte Leiterbahnen auf der Trägerfolie 231 des Bauelementträgers 230. Wie im Fall des Mikrofon-Bauteils 100 erstreckt sich die Trägerfolie 231 nicht nur über die Chip-Montagebereiche auf der wannenförmigen Innenwandung des Bauelementträgers 230 sondern auch bis auf den Oberflächenbereich des Bauelementträgers 230, der zusammen mit dem flächigen Gehäusedeckel 40 die Montagefläche für die 2nd-Level-Montage des Bauteils 200 bildet. Auch hier erfolgt die Umverdrahtung zwischen den Bauelementen 10, 52 und der externen elektrischen Kontaktierung auf der Montageseite des Mikrofon-Bauteils 200 ausschließlich über den Bauelementträger 230 bzw. die mit entsprechenden Leiterbahnen und Anschlusskontakten 235 versehene Trägerfolie 231 des Bauelementträgers 230. Der flächige Gehäusedeckel 40 spielt dabei keine Rolle.In the trough-shaped inner wall of the component carrier 230 is a gradation 236 formed, which - in contrast to the microphone component 100 - Not as a receptacle for the housing cover 40 but as a mounting surface for an ASIC 52 serves. The ASIC 52 is on one opposite the MEMS device 10 offset height level within the housing 220 arranged. This allows differences in thickness between the components 10 and 52 be compensated, which is the preparation of the bond 62 between the components 10 and 52 simplified. Incidentally, the electrical contacting of the two components takes place 10 and 52 via contact surfaces and insulated conductor tracks on the carrier foil 231 of the component carrier 230 , As in the case of the microphone component 100 the carrier film extends 231 not only via the chip mounting areas on the trough-shaped inner wall of the component carrier 230 but also down to the surface area of the component carrier 230 , which together with the flat housing cover 40 the mounting surface for the 2nd level assembly of the component 200 forms. Again, the rewiring between the components takes place 10 . 52 and the external electrical contact on the mounting side of the microphone component 200 exclusively via the component carrier 230 or the corresponding conductor tracks and connection contacts 235 provided carrier film 231 of the component carrier 230 , The flat housing cover 40 does not matter.

Dreidimensional geformte Bauelementträger mit Chip-Montageflächen auf unterschiedlichen Höhenniveaus – wie in 2 dargestellt – bieten die Möglichkeit, an Stelle einer „side-by-side”-Anordnung eine überlappende oder sogar gestapelte Anordnung von mehreren Bauelementen zu realisieren. Dadurch lässt sich der Flächenbedarf eines Bauteils mit mehreren Bauelementen deutlich reduzieren.Three-dimensionally shaped component carriers with chip mounting surfaces at different height levels - as in 2 - offer the possibility to realize an overlapping or even stacked arrangement of several components instead of a "side-by-side" arrangement. As a result, the space requirement of a component with several components can be significantly reduced.

In 3 ist ein Mikrofon-Bauteil 300 mit einer derartigen Bauelementanordnung dargestellt. Auch das Mikrofon-Bauteil 300 umfasst ein MEMS-Mikrofonbauelement 10 in einem Gehäuse 320, das aus einem dreidimensional geformten Verbundteil als Bauelementträger 330 und einem flächigen Gehäusedeckel 40 besteht. Wie in den voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist das MEMS-Mikrofonbauelement 10 druckdicht über einer Schallöffnung 333 im Bodenbereich der wannenförmigen Innenwandung des Bauelementträgers 330 montiert, so dass die Kaverne 12 unter der Membranstruktur 11 direkt an die Schallöffnung 333 im Bauelementträger 330 angeschlossen ist.In 3 is a microphone component 300 represented with such a device arrangement. Also the microphone component 300 includes a MEMS microphone device 10 in a housing 320 made of a three-dimensionally shaped composite part as a component carrier 330 and a flat housing cover 40 consists. As in the embodiments described above, the MEMS microphone component is 10 pressure-tight over a sound opening 333 in the bottom region of the trough-shaped inner wall of the component carrier 330 mounted so that the cavern 12 under the membrane structure 11 directly to the sound opening 333 in the component carrier 330 connected.

Oberhalb des MEMS-Mikrofonbauelements 10 ist in der wannenförmigen Innenwandung des Bauelementträgers 330 eine Abstufung 336 ausgebildet, die als Montagefläche für einen ASIC 53 dient. Die Abstufung 336 kann umlaufend sein oder sich lediglich auf zwei gegenüberliegenden Abschnitten der Innenwandung befinden. In jedem Fall liegt lediglich der äußere Rand des ASIC-Chips 53 auf der bzw. den Montageflächen 336 des Bauelementträgers 330 auf, so dass der ASIC 53 hier über dem MEMS-Mikrofonbau-element 10 und mit Abstand zu diesem angeordnet ist. Die Funktionsfähigkeit des MEMS-Mikrofonbauelements 10 wird durch diese Art der Stapelung ohne Grenzflächenkontakt zwischen den beiden Bauelementen 10 und 53 also nicht beeinträchtigt.Above the MEMS microphone device 10 is in the trough-shaped inner wall of the component carrier 330 a gradation 336 designed as a mounting surface for an ASIC 53 serves. The gradation 336 may be circumferential or located only on two opposite portions of the inner wall. In any case, only the outer edge of the ASIC chip lies 53 on the mounting surface (s) 336 of the component carrier 330 on, leaving the ASIC 53 here above the MEMS microphone component 10 and is arranged at a distance to this. The functionality of the MEMS microphone component 10 This is due to this type of stacking without interfacial contact between the two components 10 and 53 so not affected.

Wenn der ASIC-Chip 53 druckdicht auf einer umlaufenden Montagefläche 336 montiert ist, dann beschränkt sich das Rückseitenvolumen des MEMS-Mikrofonbauelements 10 auf den Raum zwischen MEMS-Mikrofonbauelement 10 und ASIC-Chip 53. Andernfalls, d. h. wenn der ASIC-Chip 53 auf zwei gegenüberliegenden Stufen 336 in der Innenwandung des Bauelementträgers 330 montiert ist, wird das Rückseitenvolumen – wie im Fall des Mikrofon-Bauteils 200 – durch den flächigen Gehäusedeckel 40 abgeschlossen, der druckdicht und bündig mit dem oberen Randbereich der wannenförmigen Innenwandung des Bauelementträgers 330 verbunden ist.If the ASIC chip 53 pressure-tight on a circumferential mounting surface 336 is mounted, then the backside volume of the MEMS microphone component is limited 10 on the space between MEMS microphone component 10 and ASIC chip 53 , Otherwise, ie if the ASIC chip 53 on two opposite steps 336 in the inner wall of the component carrier 330 is mounted, the backside volume - as in the case of the microphone component 200 - Through the flat housing cover 40 completed, the pressure-tight and flush with the upper edge region of the trough-shaped inner wall of the component carrier 330 connected is.

Auch im Fall des Mikrofon-Bauteils 300 erfolgt die Umverdrahtung zwischen den Bauelementen 10, 53 und der externen elektrischen Kontaktierung auf der Montageseite ausschließlich über den Bauelementtrager 330. Dementsprechend ist die Trägerfolie 331 sowohl mit isolierten Leiterbahnen und Kontaktflächen für die Firstlevel AVT versehen als auch mit Anschlusskontakten 335 für die 2nd-Level AVT. Sie erstreckt sich über die Chip-Montagebereiche auf der wannenförmigen Innenwandung des Bauelementträgers 330 bis auf den Oberflächenbereich des Bauelementträgers 330, der zusammen mit dem flächigen Gehäusedeckel 40 die Montagefläche für die 2nd-Level-Montage des Bauteils 300 bildet In 4 ist ebenfalls ein Mikrofon-Bauteil 400 mit einer gestapelten Anordnung von MEMS-Mikrofonbauelement 10 und ASIC-Chip 54 dargestellt. Das Gehäuse 420 dieses Bauteils 400 umfasst ein Verbundteil als Bauelementträger 430, das genauso wannenartig mit einer umlaufenden Abstufung 436 geformt ist wie der Bauelementträger 330 des Mikrofon-Bauteils 300. Im Fall des Mikrofon-Bauteils 400 wurde der ASIC-Chip 54 auf dem geschlossenen Bodenbereich der wannenförmigen Innenwandung des Bauelementträgers 430 positioniert. Darüber und mit Abstand zum ASIC-Chip 54 wurde das MEMS-Bauelement 10 auf der Abstufung 436 der Innenwandung des Bauelementträgers 430 montiert. Dabei wurde die Bauelementrückseite umlaufend druckdicht mit dem Bauelementträger 430 verbunden.Also in the case of the microphone component 300 the rewiring between the components takes place 10 . 53 and the external electrical contact on the mounting side exclusively via the device carrier 330 , Accordingly, the carrier film 331 both with insulated tracks and contact surfaces for the Firstlevel AVT provided as well as with connection contacts 335 for the 2nd-level AVT. It extends over the chip mounting areas on the trough-shaped inner wall of the component carrier 330 except for the surface area of the component carrier 330 , which together with the flat housing cover 40 the mounting surface for the 2nd level assembly of the component 300 forms In 4 is also a microphone component 400 with a stacked array of MEMS microphone device 10 and ASIC chip 54 shown. The housing 420 this component 400 comprises a composite part as a component carrier 430 , the same trough-like with a circumferential gradation 436 is shaped like the component carrier 330 of the microphone component 300 , In the case of the microphone component 400 became the ASIC chip 54 on the closed bottom region of the trough-shaped inner wall of the component carrier 430 positioned. Above and far from the ASIC chip 54 became the MEMS device 10 on the gradation 436 the inner wall of the component carrier 430 assembled. The component rear side was peripherally pressure-tight with the component carrier 430 connected.

Die Schallbeaufschlagung erfolgt hier über eine akustisch durchlässige Folie 440, die anstelle eines Gehäusedeckels auf die offene Seite des bestückten Bauelementträgers 430 aufgebracht wurde. Sie wirkt als Membran und trägt so zur Verbesserung der Mikrofonperformance bei. Außerdem schützt sie die Bauelemente 10 und 54 auf dem Bauelementträger 430 gegen äußere Einwirkungen und Umwelteinflüsse. Eine derartige Folie kann auf den Bauelementträger 430 auflaminiert, aufgeprägt, aufgeschweißt oder auch aufgeklebt sein. Bei diesem Aufbau ist das Rückseitenvolumen 70 auf den Raum zwischen Membranstruktur 11 und dem geschlossenen Bodenbereich der Innenwandung des Bauelementträgers 530 beschränkt.The sound is applied here via an acoustically transparent film 440 , which instead of a housing cover on the open side of the assembled component carrier 430 was applied. It acts as a membrane, helping to improve microphone performance. It also protects the components 10 and 54 on the component carrier 430 against external influences and environmental influences. Such a film may be on the component carrier 430 be laminated, imprinted, welded on or even glued. In this construction, the backside volume is 70 on the space between membrane structure 11 and the closed bottom portion of the inner wall of the component carrier 530 limited.

Da das Mikrofon-Bauteil 400 über die geschlossene Seite des Bauelementträgers 430 an seinem Einsatzort eingebaut wird, erstreckt sich die Tragerfolie 431 mit den isolierten Leiterbahnen und elektrischen Kontaktflächen für die Firstlevel AVT lediglich über die Chip-Montagebereiche im Bodenbereich und über die umlaufende Abstufung 435 der Innenwandung des Bauelementträgers 435. Für die elektrische Kontaktierung des Mikrofon-Bauteils 400 im Rahmen der 2nd-Level-Montage wurde der Bauelementträger 430 mit elektrischen Durchkontakten 437 versehen, die von den Kontaktflächen oder Leiterbahnen auf bzw. in der Trägerfolie 431 ausgehen und durch die Umhüllmasse 432 zu elektrischen Anschlusskontakten 435 auf die Außenseite des Verbundteils 430 geführt sind.Because the microphone component 400 over the closed side of the component carrier 430 is installed at its place of use, the carrier film extends 431 with the insulated tracks and electrical contact surfaces for the first level AVT only over the chip mounting areas in the floor area and over the circumferential gradation 435 the inner wall of the component carrier 435 , For the electrical contacting of the microphone component 400 As part of the 2nd-level assembly was the component carrier 430 with electrical contacts 437 provided by the contact surfaces or traces on or in the carrier film 431 go out and by the Umhüllmasse 432 to electrical connection contacts 435 on the outside of the composite part 430 are guided.

Claims (16)

Bauelementträger (130), insbesondere für MEMS-Bauelemente (10), die im Hohlraum eines Gehäuses (120) montiert und elektrisch kontaktiert werden, dadurch gekennzeichnet, • dass der Bauelementträger (130) als Verbundteil in Form eines einseitig offenen Hohlkörpers realisiert ist, • dass das Verbundteil (130) im Wesentlichen aus einer in ihrer Formgebung flexiblen, dreidimensional geformten Trägerfolie (131) und einer Umhüllmasse (32) gebildet ist, die einseitig an die Trägerfolie (131) angeformt ist, so dass die Trägerfolie (131) auf der Innenwandung des Bauelementträgers (130) angeordnet ist, • dass auf der Innenwandung mit der Trägerfolie (131) mindestens eine Montagefläche für mindestens ein Bauelement (10, 51) ausgebildet ist, und • dass die Trägerfolie (131) mit Kontaktflächen und isolierten Leiterbahnen zur elektrischen Kontaktierung des mindestens einen Bauelements (10, 51) versehen ist.Component carrier ( 130 ), in particular for MEMS components ( 10 ), which in the cavity of a housing ( 120 ) are mounted and electrically contacted, characterized in that • the component carrier ( 130 ) is realized as a composite part in the form of a hollow body open on one side, 130 ) essentially of a flexible in its shape, three-dimensionally shaped carrier film ( 131 ) and a wrapping compound ( 32 ) is formed, which on one side to the carrier film ( 131 ) is molded so that the carrier film ( 131 ) on the inner wall of the component carrier ( 130 ) is arranged, • that on the inner wall with the carrier film ( 131 ) at least one mounting surface for at least one component ( 10 . 51 ), and • that the carrier film ( 131 ) with contact surfaces and insulated conductor tracks for electrical contacting of the at least one component ( 10 . 51 ) is provided. Bauelementträger (230) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwandung mit der Trägerfolie (231) wannenartig mit mindestens einer Abstufung (236) geformt ist, so dass auf unterschiedlichen Niveaus der Innenwandung Montageflächen ausgebildet sind.Component carrier ( 230 ) according to claim 1, characterized in that the inner wall with the carrier film ( 231 ) trough-like with at least one graduation ( 236 ) is formed, so that at different levels of the inner wall mounting surfaces are formed. Bauelementträger (130) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwandung wannenartig mit mindestens einer Abstufung (134) im oberen Randbereich geformt ist, die als Aufnahme für ein Deckelteil (40) dient.Component carrier ( 130 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the inner wall trough-like with at least one gradation ( 134 ) is formed in the upper edge region, which serves as a receptacle for a cover part ( 40 ) serves. Bauelementträger (130) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Verbundteil (130) eine Durchgangsöffnung (133) als Medienzugang für das MEMS-Bauelement (10) ausgebildet ist.Component carrier ( 130 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that in the composite part ( 130 ) a passage opening ( 133 ) as media access for the MEMS device ( 10 ) is trained. Bauelementträger (430) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundteil (430) mit elektrischen Durchkontakten (437) versehen ist, die von den Kontaktflächen oder Leiterbahnen der Trägerfolie (431) ausgehen und durch die Umhüllmasse (432) auf die Außenseite des Verbundteils (430) geführt sind.Component carrier ( 430 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the composite part ( 430 ) with electrical contacts ( 437 ) provided by the contact surfaces or tracks of the carrier film ( 431 ) and by the Umhüllmasse ( 432 ) on the outside of the composite part ( 430 ) are guided. Bauelementträger (130) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfolie (131) eine Polyimid-Folie umfasst. Component carrier ( 130 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the carrier film ( 131 ) comprises a polyimide film. Bauelementträger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfolie aus mehreren Schichten besteht und dass der Schichtaufbau der Trägerfolie mindestens eine metallische Schicht als elektromagnetische Abschirmung für das mindestens eine Bauelement umfasst.Component carrier according to one of claims 1 to 6, characterized in that the carrier foil consists of several layers and that the layer structure of the carrier foil comprises at least one metallic layer as an electromagnetic shield for the at least one component. Verfahren zur Herstellung eines Bauelementträgers, insbesondere eines Bauelementträgers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, der die Form eines einseitig offenen Hohlkörpers aufweist, bei dem mindestens ein erstes Moldwerkzeugteil verwendet wird, das die Form der Innenwandung bestimmt und dessen Form der angestrebten dreidimensionalen Form der Innenwandung des Bauelementträgers entspricht, und bei dem mindestens ein zweites Moldwerkzeugteil verwendet wird, das die Form der Außenseite des Bauelementträgers bestimmt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trägerfolie in das erste Moldwerkzeugteil eingelegt wird und durch den einfließenden Moldfluss an die Werkzeugform angelegt wird, so dass die Trägerfolie nach dem Aushärten der Moldmasse die Innenwandung des Bauelementträgers zumindest bereichsweise abdeckt.Method for producing a component carrier, in particular a component carrier according to one of Claims 1 to 7, which has the form of a hollow body open on one side, in which at least one first mold part is used, which determines the shape of the inner wall and whose shape corresponds to the desired three-dimensional shape of the inner wall of the component carrier, and in which at least one second mold part is used, which determines the shape of the outside of the component carrier, characterized in that a carrier film is inserted into the first mold part and is applied by the inflow mold flow to the tool mold, so that the carrier film after curing of the molding compound covers the inner wall of the component carrier at least partially. Verfahren zur Herstellung eines Bauelementträgers, insbesondere eines Bauelementträgers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, der die Form eines einseitig offenen Hohlkörpers aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst ein Kunststoffformteil mit der Form des einseitig offenen Hohlkörpers erzeugt wird und dass dann eine Trägerfolie auf die Innenwandung aufgebracht, insbesondere aufgeklebt wird.A method for producing a component carrier, in particular a component carrier according to one of claims 1 to 7, which has the form of a hollow body open on one side, characterized in that first a plastic molded part is produced with the shape of the hollow body open at one end and then that a carrier film on the inner wall applied, in particular glued. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfolie auf die Innenwandung durch Wirkung eines Fluidstromes angeformt wird, insbesondere durch Anblasen oder Ansaugen.A method according to claim 9, characterized in that the carrier film is formed on the inner wall by the action of a fluid flow, in particular by blowing or suction. Bauteil (100), mindestens umfassend • ein MEMS-Bauelement (10) mit mindestens einer sensiblen Struktur (11) und • ein Gehäuse (120) mit einem Hohlraum, in dem das MEMS-Bauelement (10) angeordnet ist, gekennzeichnet durch einen Bauelementträger (130) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, der als Gehäuseteil fungiert.Component ( 100 ), at least comprising • a MEMS device ( 10 ) with at least one sensitive structure ( 11 ) and • a housing ( 120 ) having a cavity in which the MEMS device ( 10 ), characterized by a component carrier ( 130 ) according to one of claims 1 to 7, which acts as a housing part. Bauteil (100) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Trägerfolie (131) des Bauelementträgers (130) bis auf die Montageseite des Gehäuses (120) erstreckt und mit elektrischen Anschlüssen (135) zur externen Kontaktierung des Bauteils (100) versehen ist.Component ( 100 ) according to claim 11, characterized in that the carrier film ( 131 ) of the component carrier ( 130 ) down to the mounting side of the housing ( 120 ) and with electrical connections ( 135 ) for external contacting of the component ( 100 ) is provided. Bauteil (300) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwandung des Bauelementträgers (330) wannenartig abgestuft ist und mehrere Montageflächen auf unterschiedlichen Niveaus aufweist, und dass mindestens ein weiteres Bauelement (53) oberhalb oder unterhalb des MEMS-Bauelements (10) angeordnet ist, indem es auf mindestens einer entsprechenden Montagefläche mechanisch fixiert und elektrisch kontaktiert ist.Component ( 300 ) according to claim 11 or 12, characterized in that the inner wall of the component carrier ( 330 ) is trough-like and has a plurality of mounting surfaces at different levels, and that at least one further component ( 53 ) above or below the MEMS device ( 10 ) is arranged by being mechanically fixed on at least one corresponding mounting surface and electrically contacted. Bauteil (100) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (120) ein Deckelteil (40) zum Abschluss des Hohlraums umfasst, dass das Deckelteil (40) aus einem Kunststoffmaterial, einem metallbeschichteten Kunststoffmaterial, einem Metall, einem Halbleitermaterial oder einem metallbeschichteten Halbleitermaterial gefertigt ist und dass das Deckelteil (40) mit dem Bauelementträger (130) mediendicht verbunden istComponent ( 100 ) according to one of claims 11 to 13, characterized in that the housing ( 120 ) a cover part ( 40 ) to the conclusion of the cavity, that the cover part ( 40 ) is made of a plastic material, a metal-coated plastic material, a metal, a semiconductor material or a metal-coated semiconductor material and that the cover part ( 40 ) with the component carrier ( 130 ) media-tightly connected Bauteil (400) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (420) eine Folie (440) zum Abschluss des Hohlraums umfasst.Component ( 400 ) according to one of claims 11 to 14, characterized in that the housing ( 420 ) a film ( 440 ) to close the cavity. Bauteil (100) nach einem der Ansprüche 11 bis 15 mit mindestens einem MEMS-Mikrofonbauelement (10), MEMS-Lautsprecherbauelement oder MEMS-Drucksensorbauelement.Component ( 100 ) according to one of claims 11 to 15 with at least one MEMS microphone component ( 10 ), MEMS speaker component, or MEMS pressure sensor device.
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