DE102007044795A1 - Electronic module, has contact circuit path structure arranged on isolation structure, and component contact surfaces of components and contact surface of carrier electrically connected with each other by isolation structure - Google Patents

Electronic module, has contact circuit path structure arranged on isolation structure, and component contact surfaces of components and contact surface of carrier electrically connected with each other by isolation structure Download PDF

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Abstract

The module (1) has a component stack (33) with components (10, 20) e.g. memory, arranged on top of each other, where each component includes a component contact surface (12, 22) for electrical contacting on a front side. An isolation structure (34) is arranged on a main side of a carrier (30) assembled with the component stack in a two-dimensional manner. A contact circuit path structure (38) is arranged on the isolation structure. The component contact surfaces of the components and a contact surface (32) of the carrier are electrically connected with each other by the isolation structure.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Modul mit einem Träger, der auf einer ersten Hauptseite eine Bauelementaufnahmefläche und zumindest eine Kontaktfläche aufweist. Auf der Bauelementaufnahmefläche ist ein Bauelementstapel angeordnet, der zumindest zwei übereinander angeordnete Bauelemente umfasst, von denen jedes auf einer jeweiligen Vorderseite zumindest eine Bauelementkontaktfläche zur elektrischen Kontaktierung aufweist.The The invention relates to an electronic module with a carrier, the on a first main page a component receiving surface and at least one contact surface having. On the component mounting surface is a component stack arranged, the at least two on top of each other arranged components, each of which is on a respective Front side at least one component contact surface for electrical contacting having.

Ein elektronisches Modul umfasst üblicherweise einen Träger oder ein Substrat, auf dem eine strukturierte Metallschicht mit Metall- oder Kontaktflächen aufgebracht ist. Auf manchen der Kontaktflächen sind jeweils ein oder mehrere Bauelemente, z. B. ein Halbleiterchip oder ein passives Bauelement, aufgebracht. Das oder die Bauelemente sind über ein Verbindungsmittel, in der Regel ein Lot oder ein Kleber, mit der jeweiligen Kontaktfläche verbunden. Zur elektrischen Kontaktierung weisen die Bauelemente jeweils eine Anzahl an Kontaktflächen auf ihrer von dem Träger abgewandten Oberseite (= Vorderseite) auf. Die elektrische Verbindung zwischen den Kontaktflächen eines Bauelements untereinander und/oder einer der Kontaktflächen der Metallschicht des Trägers wird üblicherweise unter Verwendung von Bonddrähten realisiert.One Electronic module usually includes a carrier or a substrate on which a structured metal layer with Metal or contact surfaces is applied. On some of the contact surfaces are each one or several components, eg. B. a semiconductor chip or a passive Component, applied. The component or components are connected via a connecting means, usually a solder or an adhesive, connected to the respective contact surface. For electrical contacting, the components each have one Number of contact surfaces on her from the wearer turned away top (= front) on. The electrical connection between the contact surfaces a component with each other and / or one of the contact surfaces of the Metal layer of the carrier becomes common using bonding wires realized.

Um eine Miniaturisierung eines elektronischen Moduls bewirken zu können, werden Bauelementstapel mit übereinander angeordneten, nackten Bauelementen, bereitgestellt. Hierbei stellt die Kontaktierung eines jeweiligen Bauelements, z. B. eines Halbleiterchips, eine große Herausforderung dar.Around miniaturization of an electronic module to be able to be Component stack with one above the other arranged, bare components, provided. Hereby poses the contacting of a respective component, for. B. a semiconductor chip, a big Challenge.

Üblicherweise wird auch bei derartigen Bauelementstapeln zur Herstellung elektrischer Verbindungen Drahtbondtechnik eingesetzt. Die Bauelemente des Bauelementstapels werden in gleicher Richtung orientiert übereinander angeordnet und auf dem Träger angeordnet. Sind die Bauelemente gleich groß, so wird häufig ein Abstandshalter, auch Spacer genannt, zwischen jeweils zwei Bauelemente eingefügt. Das Herstellen einer Drahtbondverbindung erfolgt hierbei jeweils vor dem Aufsetzen des nächsten Abstandshalters und des darauf folgenden Bauelements. Weisen die Bauelemente nach oben hin eine kleiner werdende Grundfläche auf, so kann gegebenenfalls auf den Abstandshalterverzichtet werden. Bei der Verwendung von Drahtbondverbindungen ist es zu deren mechanischer Stabilisierung notwendig, die Drähte in eine Vergussmasse, sog. Globtop, einzubetten. Hierdurch sind diese vor mechanischen Beschädigungen und Vibrationen geschützt.Usually is also in such component stacks for producing electrical Connections wire bonding technique used. The components of the component stack are oriented in the same direction one above the other and on the carrier arranged. Are the components the same size, so is often a Spacers, also called spacers, inserted between each two components. The Making a Drahtbondverbindung takes place in each case before putting on the next Spacer and the subsequent component. Assign that Building elements toward the top of a decreasing footprint, so may optionally be dispensed with the spacer. When using wire bonds, it is their mechanical Stabilization necessary, the wires embedded in a potting compound, so-called Globtop. Hereby are these against mechanical damage and vibration protected.

Die Herstellung eines elektronischen Moduls mit einem Bauelementstapel, welcher eine Mehrzahl an übereinander angeordneten Bauelementen umfasst, ist bei Verwendung der Drahtbondtechnologie außerordentlich komplex. Der Prozessablauf erzwingt ein aufwändiges, serielles Kontaktierungsverfahren, bei dem eine hohe Ausbeute Voraussetzung für die wirtschaftliche Herstellung des elektronischen Moduls ist. Ein hohes Risiko stellt die Kurzschlussgefahr durch sich berührende Drähte dar. Darüber hinaus sind aufgrund des Platzbedarfs der einzelnen Leiterdrahtverbindungen einer Miniaturisierung Grenzen gesetzt. Ebenso ist eine Kühlung der übereinander angeordneten Bauelemente kaum möglich.The Production of an electronic module with a component stack, which a plurality of on top of each other arranged using the wire bonding technology is extraordinary complex. The process requires a complex, serial contacting procedure, in which a high yield condition for the economic production of the electronic module. A high risk is the risk of short circuit by touching oneself wires above In addition, due to the space requirement of the individual conductor wire connections set miniaturization limits. Likewise, a cooling of the one above the other arranged components hardly possible.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektronisches Modul mit einem Bauelementstapel anzugeben, bei welchem die elektrische Kontaktierung jeweiliger Bauelemente des Bauelementstapels auf einfachere und zuverlässigere Weise durchgeführt werden kann, wobei der Flächenbedarf für die elektrische Kontaktierung minimal sein soll.It Object of the present invention, an electronic module specify with a component stack, in which the electrical Contacting respective components of the component stack to simpler and more reliable Manner performed can be, taking the space requirement for the electrical Contacting should be minimal.

Diese Aufgabe wird durch ein elektronisches Modul mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.These Task is performed by an electronic module with the characteristics of Claim 1 solved. advantageous embodiments arise from the dependent ones Claims.

Ein erfindungsgemäßes elektronisches Modul umfasst einen Träger, der auf einer ersten Hauptseite eine Bauelementaufnahmefläche und zumindest eine Kontaktfläche aufweist. Ein Bauelementstapel ist auf der Bauelementaufnahmefläche des Trägers angeordnet, wobei der Bauelementstapel zumindest zwei übereinander angeordnete Bauelemente umfasst, von denen jedes auf einer jeweiligen Vorderseite zumindest eine Bauelementkontaktfläche zur elektrischen Kontaktierung aufweist. Eine Isolationsstruktur ist flächig auf der ersten Hauptseite des mit dem Bauelementstapel bestückten Trägers angeordnet und weist im Bereich der zumindest einen Bauelementkontaktfläche zumindest eines der Bauelemente des Bauelementstapels und der zumindest einen Kontaktfläche des Trägers jeweils eine Aussparung auf. Eine auf der Isolationsstruktur angeordnete Kontaktleiterbahnstruktur verbindet die zumindest eine Bauelementkontaktfläche mit der zumindest einen Kontaktfläche und/oder mehrere der Kontaktflächen miteinander und/oder mehrere der Bauelementkontaktflächen eines der Bauelemente miteinander und/oder mehrere der Bauelementkontaktflächen der zumindest zwei Bauelemente miteinander.One according to the invention electronic Module comprises a carrier, the on a first main page a component receiving surface and at least one contact surface having. A component stack is arranged on the component receiving surface of the carrier, wherein the component stack at least two superimposed components includes, each of which on a respective front at least a device contact surface for having electrical contact. An isolation structure is flat arranged on the first main page of the assembled with the component stack carrier and has at least in the region of the at least one component contact surface one of the components of the component stack and the at least one contact area of the carrier in each case a recess. One arranged on the insulation structure Contact trace structure connects the at least one device contact surface with the at least one contact surface and / or more of the contact surfaces together and / or more of the component contact surfaces of a the components with each other and / or more of the component contact surfaces of the at least two components with each other.

Zur Miniaturisierung des elektronischen Moduls sowie zur Vereinfachung der Herstellung wird vorgeschlagen, eine sog. planare Verbindungstechnologie zu nutzen, bei welcher die Kontaktleiterbahnstruktur nicht durch Drahtverbindungen, sondern durch galvanisch aufgebrachte Leiterzugstrukturen erzeugt wird.to Miniaturization of the electronic module as well as for simplification the production is proposed, a so-called planar connection technology to use, in which the Kontaktleiterbahnstruktur not through Wire connections, but by galvanically applied Leiterzugstrukturen is produced.

Bei dieser wird eine Oberfläche des Halbzeugs zunächst mit einer Isolationsschicht, z. B. einer Kunststofffolie aus einem isolierenden Material, bedeckt. An den Stellen der Kontaktflächen werden Öffnungen oder Aussparungen in die Isolationsschicht eingebracht, um die Kontaktflächen freizulegen. Anschließend wird eine dünne Metallschicht durch Sputtern, Aufdampfen und andere Verfahren zur Erzeugung dünner Kontaktschichten ganzflächig auf die Isolationsschicht und deren eingebrachte Öffnungen aufgebracht. Auf diese dünne Metallschicht wird eine weitere, in der Regel aus einem isolieren den Material bestehende lichtempfindliche Folie (sog. Fotofolie) aufgebracht. Die Fotofolie wird in einem weiteren Schritt entsprechend der gewünschten leitenden Struktur belichtet und entwickelt. Die nicht belichteten Abschnitte der Fotofolie lassen sich in einem weiteren Verfahrensschritt entfernen, so dass eine Freilegung der darunter befindlichen dünnen Metallschicht, genauer der Kupferoberfläche, erfolgt. Durch Eintauchen des vorbereiteten Halbzeugs in ein Elektrolytbad, insbesondere ein Kupfer-Elektrolytbad, wird durch galvanische Verstärkung eine ca. 20 μm bis 200 μm dicke Kupferschicht aufgewachsen. In einem sich daran anschließenden Schritt, der als Strippen der Fotofolie bezeichnet wird, wird die noch auf der Oberfläche befindliche Fotofolie an den Bereichen, an welchen keine elektrisch leitende Struktur ausgebildet werden soll, entfernt. Als letzter Schritt erfolgt ein sog. Differenzätzen, bei dem ganzflächig die aus Titan und Kupfer bestehende dünne Metallschicht entfernt wird, so dass lediglich die gewünschte leitfähige Struktur überbleibt. Die leitfähige Struktur, die auch als Kontaktleiterbahnstruktur bezeichnet wird, ist üblicherweise aus Kupfer ausgebildet, wobei die Schichtdicke im Bereich von 20 μm bis 500 μm liegt.In this, a surface of the half first with an insulating layer, z. As a plastic film made of an insulating material, covered. At the locations of the contact surfaces openings or recesses are introduced into the insulating layer to expose the contact surfaces. Subsequently, a thin metal layer is applied over the entire surface of the insulating layer and its openings by sputtering, vapor deposition and other methods for producing thin contact layers. On this thin metal layer is another, usually made of an insulating the material existing photosensitive film (so-called. Photo film) applied. The photofinish is exposed and developed in a further step according to the desired conductive structure. The unexposed portions of the photo film can be removed in a further process step, so that an exposure of the underlying thin metal layer, more precisely the copper surface, takes place. By immersing the prepared semifinished product in an electrolyte bath, in particular a copper electrolyte bath, an approximately 20 .mu.m to 200 .mu.m thick copper layer is grown by galvanic reinforcement. In a subsequent step, which is referred to as stripping the photofinish, the photofoil still on the surface is removed at the areas where no electrically conductive structure is to be formed. The last step is a so-called differential etching, in which the entire surface of the thin metal layer consisting of titanium and copper is removed so that only the desired conductive structure remains. The conductive structure, which is also referred to as Kontaktleiterbahnstruktur is usually formed of copper, wherein the layer thickness is in the range of 20 microns to 500 microns.

Elektronische Module, die in planarer Verbindungstechnologie gefertigt sind, weisen den Vorteil auf, dass die Höhe eines fertig gestellten elektronischen Moduls im Vergleich zu elektronischen Modulen mit herkömmlichen Bonddrähten wesentlich geringer ist.electronic Modules, which are manufactured in planar connection technology, exhibit the advantage on that the height a completed electronic module compared to electronic Modules with conventional bonding wires is much lower.

In einer Ausgestaltung sind die Seitenkanten des Bauelementstapels mit der Isolationsstruktur versehen. Hierdurch wird eine hermetische Versiegelung des Bauelementstapels auf dem Träger bewirkt.In In one embodiment, the side edges of the component stack provided with the insulation structure. This will be a hermetic Seal the component stack causes on the carrier.

Zweckmäßigerweise ist das oberste Bauelement des Bauelementstapels mit seinen Bauelementkontaktflächen von der ersten Hauptseite des Trägers abgewandt angeordnet. Hierdurch kann zumindest das oberste Bauelement in der bekannten Weise durch die planare Verbindungstechnologie kontaktiert werden.Conveniently, is the uppermost component of the component stack with its component contact surfaces of the first main page of the carrier arranged away. As a result, at least the uppermost component contacted in the known manner by the planar connection technology become.

In einer ersten Variante der Erfindung ist ein unteres Bauelement des Bauelementstapels mit seinen Bauelementkontaktflächen von der ersten Hauptseite des Trägers abgewandt angeordnet, wobei die Bauelementkontaktflächen des untersten Bauelements nicht von einem mit diesem verbundenen oberen Bauelement bedeckt sind. Dies bedeutet, dass das untere Bauelement größer ist als das auf ihm angeordnete obere Bauelement. Hierdurch liegen die Bauelementkontaktflächen sowohl des oberen als auch des unteren Bauelements frei und können in bekannter Weise durch die planare Verbindungstechnologie kontaktiert werden.In A first variant of the invention is a lower component of Component stack with its component contact surfaces from the first main page of the carrier arranged facing away, wherein the device contact surfaces of the lowest component not from an upper connected to this Component are covered. This means that the bottom component is larger as the upper component disposed thereon. This is the lie Component contact surfaces both the upper and the lower component free and can in known manner contacted by the planar connection technology become.

In einer zweiten Variante ist das unterste, mit dem Träger verbundene Bauelement des Bauelementstapels mit seinen Bauelementkontaktflächen der ersten Hauptseite des Trägers zugewandt angeordnet, wobei die Bauelementkontaktflächen des untersten Bauelements Flipchip mit korrespondierenden Kontaktflächen des Trägers im Bereich der Bauelementaufnahmefläche kontaktiert sind. Die Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem untersten Bauelement und dem Träger erfolgt auf bekannte Weise durch die Kontaktierung „Face Down". „Face Down" bedeutet, dass die Vorderseite des Bauelements dem Träger zugewandt ist. Die Kontaktierung eines auf diesem untersten Bauelement aufgebrachten oberen Bauelements kann, wenn dieses mit seinen Bauelementkontaktflächen dem Träger abgewandt auf dem untersten Bauelement aufgebracht ist, durch die planare Verbindungstechnologie erfolgen. Die Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen den Bauelementkontaktflächen des oberen und des untersten Bauelements kann dann unter Zwischenschaltung einer strukturierten Metallschicht auf dem Träger erfolgen, welche in elektrischen Kontakt mit der Kontaktleiterbahnstruktur der planaren Verbindungstechnologie steht.In a second variant is the lowest, connected to the carrier Component of the component stack with its component contact surfaces of first main page of the carrier arranged facing, wherein the device contact surfaces of the lowest component flip chip with corresponding contact surfaces of the carrier are contacted in the area of the component receiving surface. The production an electrical connection between the lowest component and the carrier done in a known way by contacting "Face Down". "Face Down" means that the Front side of the device facing the wearer. The contact a top component applied to this lowest component can, if this with its component contact surfaces facing away from the wearer on the lowest Component is applied, done by the planar connection technology. The preparation of an electrical connection between the component contact surfaces of the upper and the bottom component can then with interposition a structured metal layer on the carrier, which in electrical Contact with the contact line structure of the planar connection technology stands.

Das unterste Bauelement und das mit diesem verbundene Bauelement sind mit ihren Rückseiten zweckmäßigerweise lediglich mechanisch miteinander verbunden. Die Verbindung kann beispielsweise durch einen Kleber hergestellt sein.The lowest component and connected to this device with their backs expediently only mechanically interconnected. The connection can be made for example by an adhesive.

In einer weiteren alternativen Ausgestaltung sind ein unteres Bauelement und ein mit diesem verbundenes oberes Bauelement des Bauelementstapels mit seinen Bauelementkontaktflächen von der ersten Hauptseite des Trägers abgewandt angeordnet, wobei eine Kontaktierung des unteren Bauelements im Bereich einer Seitenkante des Bauelementstapels erfolgt. Bei dieser Variante sind die Bauelemente des Bauelementstapels identisch orientiert. Dies bedeutet, dass beispielsweise sämtliche Vorderseiten der Bauelemente des Bauelementstapels von dem Träger abgewandt angeordnet sind.In Another alternative embodiment is a lower component and an upper component of the component stack connected thereto with its component contact surfaces from the first main page of the vehicle arranged facing away, wherein a contacting of the lower component takes place in the region of a side edge of the component stack. at In this variant, the components of the component stack are identical oriented. This means that, for example, all the front sides of the components of the component stack from the carrier are arranged away from one another.

In einer Ausgestaltung kann zwischen dem unteren und dem oberen Bauelement ein Umverdrahtungselement vorgesehen sein. Dieses dient dazu, die elektrische Kontaktierung des unteren Bauelements von der Seitenkante des Bauelementstapels her zu ermöglichen.In one embodiment, a rewiring element can be provided between the lower and the upper component. This serves the electrical contact of the lower building Lements of the side edge of the component stack to allow forth.

Das Umverteilungselement kann ein Leiterrahmen (Leadframe) mit Anschlussfingern sein, wobei erste Enden der Anschlussfinger mit den Bauelementkontaktflächen des unteren Bauelements elektrisch leitend verbunden sind und zweite Enden der Anschlussfinger seitlich über die jeweiligen Ränder des oberen und des unteren Bauelements hinausragen, wobei die Kontaktleiterbahnstruktur einen elektrischen Kontakt zu den zweiten Enden im Bereich der Seitenkanten herstellt. Hierbei durchstoßen zweckmäßigerweise die zweiten Enden der Anschlussfinger des Leiterrahmens die Isolationsstruktur im Bereich der Seitenkanten.The Redistribution element can be a lead frame (leadframe) with connecting fingers be, wherein first ends of the connection fingers with the device contact surfaces of the lower component are electrically connected and second Ends of the connection fingers laterally over the respective edges of protrude upper and lower component, wherein the contact conductor track structure an electrical contact to the second ends in the region of the side edges manufactures. This pierce expediently the second ends of the connection fingers of the lead frame the insulation structure in the area of the side edges.

Vor der Montage des oberen Bauelements auf dem unteren Bauelement wird auf dem unteren Bauelement durch Löten, Leitkleben oder analoge Verfahren der Leiterrahmen aufgebracht, welcher über die Seitenkanten des unteren Bauelements hinausragt. Durch einen späteren Stanzvorgang, durch den die Anschlussfinger aus dem Leiterrahmen entfernt werden, kann festgelegt werden, wie weit die zweiten Enden der Anschlussfinger über den Rand des unteren Bauelements hinausragen. Beim Aufbringen der Isolierschicht durchstößt der Leiterrahmen die Isolierschicht, wodurch die über die Isolierschicht hinausstehenden Abschnitte der zweiten Enden der Anschlussfinger bei der galvanischen Erstellung der Kontaktleiterbahnstruktur kontaktiert werden können. Die Kontaktleiterbahnstruktur kontaktiert nunmehr den Leiterrahmen.In front the mounting of the upper component on the lower component is on the lower component by soldering, conductive bonding or analogous methods the lead frame is applied, which over the side edges of the lower Protrudes component. Through a later punching process by the the connection fingers can be removed from the lead frame, can be fixed How far are the second ends of the connecting fingers over the Protruding edge of the lower component. When applying the insulating layer pierces the lead frame the insulating layer, causing the over the insulating layer protruding portions of the second ends the connection finger in the galvanic creation of the contact conductor track structure can be contacted. The contact trace pattern now contacts the lead frame.

Zur Einhaltung eines definierten Abstandes zwischen dem unteren und dem oberen Bauelement kann optional ein Abstandshalter, beispielsweise aus einem Metall oder einem Kunststoff vorgesehen werden. Dieser kann beispielsweise durch einen Klebevorgang mit dem unteren und dem oberen Bauelement fixiert werden.to Adherence to a defined distance between the lower and The upper component may optionally be a spacer, for example be provided of a metal or a plastic. This For example, by a bonding process with the lower and be fixed to the upper component.

Anstatt der Verwendung eines Leiterrahmens kann das Umverdrahtungselement ein Spider mit einer strukturierten Isolationsschicht und einer darauf aufgebrachten strukturierten Metallschicht sein. Der Spider ist zweckmäßigerweise mit der strukturierten Isolationsschicht auf dem unteren Bauelement und dessen Seitenkanten aufgebracht, wobei eine elektrische Kontaktierung des Spiders im Bereich der Seitenkante des unteren Bauelements erfolgt. In einer Ausgestaltung dieser Variante enden erste Enden von Metallfingern der strukturierten Metallschicht im Bereich zwischen einer Aussparung der strukturierten Isolationsschicht und sind mit den Bauelementkontaktflächen des unteren Bauelements elektrisch leitend verbunden.Instead of the use of a lead frame, the rewiring element a spider with a textured insulation layer and one on top be applied structured metal layer. The spider is expediently with the structured insulation layer on the lower component and its side edges applied, wherein an electrical contact the spider takes place in the region of the side edge of the lower component. In one embodiment of this variant, first ends of metal fingers end the structured metal layer in the region between a recess the structured insulation layer and are connected to the device contact surfaces of the lower component electrically connected.

Der Spider wird, wie er beispielsweise in der sog. TAB-Technologie (TAB = Tabbed Automatic Bonding) verwendet wird, vor der Montage auf das untere Bauelement durch Löten oder Leitkleben aufgebracht, so dass dieser zunächst über die Seitenränder des unteren Bauelements hinausragt. Es genügt hierbei ein sog. einlagiger Spider, bei dem die freitragenden inneren Enden von Metallfingern mit den Bauelementkontaktflächen des unteren Bauelements verbunden werden. Die der Vor derseite des Bauelements zugewandte Rückseite der strukturierten Metallschicht ist durch die strukturierte Isolationsschicht, z. B. aus Polyimid, isoliert. Beim Aufbringen der Isolationsschicht der planaren Verbindungstechnologie auf den Bauelementstapel und den Träger wird der Spider derart verformt, dass dieser mit seiner Isolationsschicht an der Seitenkante des unteren Bauelements anliegt. Nach dem Aufbringen der Isolationsschicht können beispielsweise durch ein Laserablationsverfahren die Öffnungen in die Isolationsschicht eingebracht werden, so dass die strukturierte Metallschicht freigelegt ist. Hierdurch kann ein elektrischer Kontakt mit der Kontaktleiterbahnstruktur, welche nachfolgend galvanisch erzeugt wird, hergestellt werden.Of the Spider becomes, as he for example in the so-called TAB technology (TAB = Tabbed Automatic Bonding) is used before mounting the lower component by soldering or Leitkleben applied, so that this first on the side edges of the protrudes lower component. It suffices here a so-called single-layered Spider, in which the cantilevered inner ends of metal fingers with the component contact surfaces be connected to the lower component. The front of the component facing back the structured metal layer is due to the structured insulation layer, z. B. of polyimide, isolated. When applying the insulation layer the planar interconnect technology on the device stack and the carrier becomes the spider deformed so that this with its insulating layer rests against the side edge of the lower component. After application the insulation layer can for example, by a laser ablation process, the openings be introduced into the insulating layer, so that the structured metal layer is exposed. This allows an electrical contact with the Contact trace structure, which subsequently produced galvanically will be produced.

Auch bei dieser Variante kann zwischen dem oberen und dem unteren Bauelement zur Einhaltung eines definierten Abstandes ein Abstandshalter vorgesehen werden.Also In this variant, between the upper and the lower component provided a spacer for compliance with a defined distance become.

Eine weitere Variante der seitlichen Kontaktierung des unteren Bauelements sieht vor, dass die Bauelementkontaktflächen des unteren Bauelements bis an die Seitenkante des unteren Bauelements ragen und eine im Bereich der Seitenkante kontaktierbare Fläche aufweisen. Die Bauelementkontaktflächen des unteren Bauelements können beispielsweise während der Fertigung im Wafer in dessen Sägespur verlängert vorgesehen sein, so dass diese beim Vereinzeln der Bauelemente aus dem Wafer angeschnitten werden. Nach der gestapelten Montage einer Mehrzahl an Bauelementen und dem Laminieren der Isolationsschicht kann die Stirnseite der Bauelementkontaktflächen des unteren Bauelements beispielsweise durch Laserablation zugänglich gemacht werden. Die strukturierte Kontaktleiterbahnstruktur kontaktiert dann direkt die Stirnseite dieser verlängerten Bauelementkontaktflächen.A another variant of the lateral contacting of the lower component provides that the component contact surfaces of the lower component to protrude to the side edge of the lower component and one in the area the side edge have contactable surface. The component contact surfaces of lower component can for example during the production in the wafer in the saw carriage be extended, so that these are cut when separating the components from the wafer become. After the stacked assembly of a plurality of components and the lamination of the insulating layer, the front side of the Component contact surfaces of the lower component, for example, be made accessible by laser ablation. The structured Kontaktleiterbahnstruktur then contacted directly the front of this extended Component contact surfaces.

Im Falle einer seitlichen Kontaktierung des unteren Bauelements ist es zweckmäßig, wenn die Bauelemente des Bauelementstapels in etwa gleich groß sind, da hierdurch die Herstellung eines elektrischen Kontakts vereinfacht ist.in the Case of lateral contact of the lower component is it is useful if the components of the component stack are approximately the same size, since this simplifies the production of an electrical contact is.

In einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, in den Bauelementstapel zumindest eine Wärmesenke zu integrieren. Die zumindest eine Wärmesenke kann eine elektrische Funktion aufweisen. Hierdurch kann eine hohe Zuverlässigkeit durch ein optimiertes thermomechanisches Verhalten erzielt werden. Die verbesserte Kühlung kann beispielsweise durch das Vorsehen von Metallstrukturen auf der Isolationsschicht der planaren Verbindungstechnologie realisiert werden. Es ist ebenso eine direkte Kühlung, durch einen mitstrukturierten Kühlkörper auf einer Vorderseite eines der Bauelemente denkbar. Es können Wärmesenken, z. B. Bauelemente aus Kupfer, analog zu den Bauelementen des Bauelementsstapels in diesen integriert werden, die ausschließlich als Wärmesenke dienen und so zur Kühlung beitragen.In a further embodiment, it may be provided to integrate at least one heat sink into the component stack. The at least one heat sink may have an electrical function. This allows a high level of reliability an optimized thermomechanical behavior can be achieved. The improved cooling can be realized, for example, by the provision of metal structures on the insulating layer of the planar connection technology. It is also a direct cooling, conceivable by a mitstrukturierten heat sink on a front of one of the components. It can heat sinks, z. As components made of copper, analogous to the components of the component stack are integrated into these, which serve exclusively as a heat sink and thus contribute to the cooling.

Ebenso ist in einer Variante zumindest eine dem ESD-Schutz dienende elektrisch leitende Schicht vorgesehen, welche durch zusätzliche Metallflächen oder entsprechende Ankontaktierungen bereitgestellt werden kann.As well is in a variant at least one serving the ESD protection electrical conductive layer provided by additional metal surfaces or corresponding Ankontaktierungen can be provided.

Die Erfindung wird nachfolgend näher anhand der Figuren beschrieben. Es zeigen:The Invention will become more apparent below described with reference to the figures. Show it:

1 eine Querschnittsdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen elektronischen Moduls, 1 a cross-sectional view of a first embodiment of an electronic module according to the invention,

2 eine Querschnittsdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen elektronischen Moduls, 2 a cross-sectional view of a second embodiment of the electronic module according to the invention,

3 eine Querschnittsdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen elektronischen Moduls, 3 a cross-sectional view of a third embodiment of the electronic module according to the invention,

4 eine Querschnittsdarstellung eines vierten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen elektronischen Moduls, und 4 a cross-sectional view of a fourth embodiment of the electronic module according to the invention, and

5 eine Querschnittsdarstellung eines fünften Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen elektronischen Moduls. 5 a cross-sectional view of a fifth embodiment of the electronic module according to the invention.

1 zeigt in einer Querschnittsdarstellung ein erfindungsgemäßes elektronisches Modul 1, bei dem auf einer Bauelementaufnahmefläche 31 eines Trägers 30 ein Bauelementstapel 33 aufgebracht ist. Der Bauelementstapel 33 umfasst beispielhaft zwei übereinander angeordnete Bauelemente 10, 20. Das untere der beiden Bauelemente 10 ist mit seiner Rückseite 14 dem Träger 30 zugewandt und mit diesem über eine Klebeschicht 52 mechanisch verbunden. Auf seiner Vorderseite 11 weist das untere Bauelement 10 in der Querschnittsdarstellung beispielhaft zwei Bauelementkontaktflächen 12 auf, welche nahe einer Seitenkante 13 angeordnet sind. Das obere Bauelement 20 weist im Vergleich zu dem unteren Bauelement 10 eine kleinere Grundfläche auf und ist mit seiner Rückseite 24 über einen Kleber 53 mit der Vorderseite 11 des unteren Bauelements 10 verbunden. Dabei ist das obere Bauelement 20 derart auf dem unteren Bauelement 10 angeordnet, dass die Bauelementkontaktflächen 12 des unteren Bauelements 10 nicht von dem oberen Bauelement 20 bedeckt werden. Das obere Bauelement 20 weist ebenfalls auf seiner Vorderseite 21 Bauelementkontaktflächen 22 auf, wobei lediglich beispielhaft zwei dargestellt sind. 1 shows a cross-sectional view of an inventive electronic module 1 in which on a component receiving surface 31 a carrier 30 a component stack 33 is applied. The component stack 33 for example, comprises two superimposed components 10 . 20 , The lower of the two components 10 is with his back 14 the carrier 30 facing and with this over an adhesive layer 52 mechanically connected. On his front 11 has the lower component 10 in the cross-sectional representation by way of example two component contact surfaces 12 on which is near a side edge 13 are arranged. The upper component 20 points in comparison to the lower component 10 a smaller footprint and is with its back 24 over a glue 53 with the front 11 of the lower component 10 connected. Here is the upper component 20 such on the lower component 10 arranged that the component contact surfaces 12 of the lower component 10 not from the upper component 20 to be covered. The upper component 20 also points to its front 21 Component contact surfaces 22 2, only two being shown by way of example.

Bei den Bauelementen 10, 20 kann es sich beispielsweise um Halbleiterchips handeln, welche in bekannter Weise in einem Wafer hergestellt sind.With the components 10 . 20 they may be, for example, semiconductor chips, which are produced in a known manner in a wafer.

Sämtliche der elektrisch zu kontaktierenden Bauelementkontaktflächen 12, 22 der Bauelemente 10, 20 des Bauelementstapels 33 sind im Ausführungsbeispiel der 1 von dem Träger 30 abgewandt und von ihrer Vorderseite 11, 21 her zugänglich. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen den Bauelementkontaktflächen 12 bzw. 22 eines Bauelementes 10 bzw. 20 und/oder zwischen den Bauelementkontaktflächen 12, 22 der Bauelemente 10, 20 und/oder zwischen jeweiligen Bauelementkontaktflächen 12, 22 und einer Kontaktfläche 32 des Trägers 30 eine planare Verbindungstechnologie, wie z. B. die unter dem Namen SiPLIT (Siemens Planar Interconnect Technology) bekannte Umverdrahtungstechnik, zu verwenden.All of the device contact surfaces to be contacted electrically 12 . 22 of the components 10 . 20 of the component stack 33 are in the embodiment of 1 from the carrier 30 turned away and from its front 11 . 21 accessible. This results in the possibility of establishing an electrical connection between the component contact surfaces 12 respectively. 22 a component 10 respectively. 20 and / or between the component contact surfaces 12 . 22 of the components 10 . 20 and / or between respective component contact surfaces 12 . 22 and a contact surface 32 of the carrier 30 a planar interconnect technology, such as As the known under the name SiPLIT (Siemens Planar Interconnect Technology) rewiring technology to use.

Hierzu wird eine Isolationsschicht 34 über den auf dem Träger 30 aufgebrachten Bauelementstapel 33 aufgebracht, z. B. laminiert. Im Bereich der Bauelementkontaktflächen 12 und 22 sowie der Kontaktflächen 32 des Trägers 30 werden Aussparungen 35, 37 eingebracht. Dies kann beispielsweise durch Laserablation erfolgen. Anschließend wird eine strukturierte Metallisierung, die Kontaktleiterbahnstruktur 38, aufgebracht, welche die Bauelementkontaktflächen 12, 22 miteinander und/oder mit der Bauelementkontaktfläche 32 des Trägers verbindet. Die Kontaktleiterbahnstruktur 38 kann z. B. durch eine gesputterte Startschicht, eine dreidimensionale Fotolithographie und eine semi-additive galvanische Abscheidung erzeugt werden.For this purpose, an insulation layer 34 about the one on the carrier 30 applied component stack 33 applied, z. B. laminated. In the area of component contact surfaces 12 and 22 as well as the contact surfaces 32 of the carrier 30 become recesses 35 . 37 brought in. This can be done for example by laser ablation. Subsequently, a structured metallization, the Kontaktleiterbahnstruktur 38 , applied, which the component contact surfaces 12 . 22 with each other and / or with the device contact surface 32 the carrier connects. The contact trace structure 38 can z. Example by a sputtered starting layer, a three-dimensional photolithography and a semi-additive electrodeposition can be generated.

Die Kontaktleiterbahnstruktur 38 kann in einer Ausgestaltung auch mehrlagig ausgebildet sein. Hierzu wird die Metallisierung der Kontaktleiterbahnstruktur 38 durch eine weitere Schicht isoliert, die Kontaktleiterbahnstruktur im Bereich auszubildender Kontaktflächen geöffnet und eine zweite strukturierte Metallisierung zur Ausbildung einer weiteren Kontaktleiterbahnstruktur aufgebracht.The contact trace structure 38 can also be designed in several layers in one embodiment. For this purpose, the metallization of the Kontaktleiterbahnstruktur 38 insulated by a further layer, the contact conductor track structure is opened in the region of contact surfaces to be formed, and a second structured metallization is applied to form a further contact conductor track structure.

Im Ausführungsbeispiel sind die in der Figur rechts angeordneten Bauelementkontaktflächen 12, 22 miteinander und mit der Kontaktfläche 32 des Trägers 30 elektrisch verbunden. Demgegenüber weisen die links in der Figur angeordneten Bauelementkontaktflächen 12, 22 in der Querschnittsdarstellung keinen elektrischen Kontakt zueinander auf.In the exemplary embodiment, the component contact surfaces arranged in the figure on the right are 12 . 22 with each other and with the contact surface 32 of the carrier 30 electrically connected. In contrast, the arranged on the left in the figure component contact surfaces 12 . 22 in the cross-sectional view no electrical contact with each other.

2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen elektronischen Moduls, bei dem der Bauelementstapel 33 wiederum zwei Bauelemente 10, 20 umfasst, welche übereinander angeordnet sind. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Bauelemente 10, 20 in etwa gleich groß ausgebildet. Das untere Bauelement 10 ist mit seiner Vorderseite 11 dem Träger 30 zugewandt. Die elektrische Kontaktierung der Bauelementkontaktflächen 12 erfolgt unter Verwendung von Kontaktbällen 51 (sog. Lotballs). Alternativ können auch sog. Stud Bumps oder leitfähiger Klebstoff verwendet werden. Diese Art der Kontaktierung wird auch als Flipchip-Kontaktierung bezeichnet. In der Regel wird der zwischen dem unteren Bauelement 10 und dem Träger 30 entstehende Spalt durch einen sog. Underfill ausgefüllt (nicht dargestellt). 2 shows a second embodiment of an electronic module according to the invention, in which the component stack 33 again two components 10 . 20 includes, which are arranged one above the other. In this embodiment, the components 10 . 20 formed in about the same size. The lower component 10 is with his front 11 the carrier 30 facing. The electrical contacting of the device contact surfaces 12 is done using contact balls 51 (so-called Lotballs). Alternatively, so-called stud bumps or conductive adhesive can be used. This type of contacting is also referred to as flip-chip contacting. In general, the between the lower component 10 and the carrier 30 resulting gap filled by a so-called. Underfill (not shown).

Das obere Bauelement 20 ist mit seiner Rückseite 24 über einen Kleber 53 mit der Rückseite 14 des unteren Bauelements 10 verbunden. Dies bedeutet, dass die Bauelementkontaktflächen 22 des oberen Bauelements 20 von dem Träger abgewandt sind. Hierdurch können die Bauelementkontaktflächen 22 des oberen Bauelements in der oben beschriebenen Weise durch die planare Verbindungstechnologie kontaktiert werden. Zu diesem Zweck ist wiederum die Isolationsschicht 34 über dem auf dem Träger 30 aufgebrachten Bauelementstapel 33 vorgesehen. Hierbei sind neben der Vorderseite 21 des oberen Bauelements 20 und dem Träger 30 auch die Seitenkanten des Bauelementstapels 33 von der Isolationsschicht bedeckt. Das Aufbringen der Kontaktleiterbahnstruktur 38 erfolgt ebenfalls in der oben beschriebenen Weise. Die Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen den Bauelementkontaktflächen 22 des oberen Bauelements 20 und den Bauelementkontaktflächen 12 des unteren Bauelements 10 erfolgt in dieser Ausgestaltung über die Kontaktleiterbahnstruktur 38 und eine in der Figur nicht dargestellte strukturierte Metallisierung auf oder in dem Träger 30.The upper component 20 is with his back 24 over a glue 53 with the back 14 of the lower component 10 connected. This means that the device contact surfaces 22 of the upper component 20 facing away from the carrier. This allows the device contact surfaces 22 of the upper device in the manner described above are contacted by the planar connection technology. For this purpose, in turn, the insulation layer 34 above that on the carrier 30 applied component stack 33 intended. Here are next to the front 21 of the upper component 20 and the carrier 30 also the side edges of the component stack 33 covered by the insulation layer. The application of the contact conductor track structure 38 also takes place in the manner described above. The production of an electrical connection between the component contact surfaces 22 of the upper component 20 and the device contact pads 12 of the lower component 10 takes place in this embodiment via the contact conductor track structure 38 and a structured metallization not shown in the figure on or in the carrier 30 ,

Die 3 bis 5 zeigen weitere Ausführungsbeispiele, bei denen die Bauelemente des Bauelementstapels 33 jeweils mit ihrer Vorderseite 11, 21 von dem Träger 30 abgewandt sind. Den Ausführungsbeispielen gemeinsam ist der Umstand, dass die elektrische Kontaktierung des unteren Bauelements 10 jeweils von der Seite des Bauelementstapels 31 her erfolgt, wobei jeweils die planare Verbindungstechnologie zur Herstellung sämtlicher Kontaktmöglichkeiten genutzt ist.The 3 to 5 show further embodiments in which the components of the component stack 33 each with their front 11 . 21 from the carrier 30 are averted. Common to the exemplary embodiments is the fact that the electrical contacting of the lower component 10 each from the side of the component stack 31 forth, in each case the planar connection technology is used for the production of all contact options.

Um die Kontaktierung im Bereich einer Seitenkante des Bauelementstapels 33 zu ermöglichen, ist in dem dritten Ausführungsbeispiel in 3 zwischen dem oberen Bauelement 20 und dem unteren Bauelement 10 als Umverdrahtungselement 40 ein Leiterrahmen 41 vorgesehen. In der Querschnittsdarstellung der 3 sind hierbei zwei Anschlussfinger 44 des Leiterrahmens 41 dargestellt. Ein jeweils erstes Ende 45 der Anschlussfinger 44 ist mit den Bauelementkontaktflächen 12 des unteren Bauelements 10 elektrisch verbunden. Ein jeweils zweites Ende 46 der Anschlussfinger 44 ragt über die jeweiligen Ränder des oberen und unteren Bauelements 10, 20 hinaus. Dies führt beim Aufbringen der Isolationsschicht 34 dazu, dass die über die Ränder der Bauelemente 10, 20 hinausragenden zweiten Enden der Anschlussfinger 44 die Isolierschicht 34 durchbrechen. Ein jeweiliger Durchbruch in der Isolationsschicht 34 ist mit dem Bezugszeichen 43 gekennzeichnet. Beim Aufbringen der Kontaktleiterbahnstruktur 38 auf die Isolationsschicht 34 werden neben den Bauelementkontaktflächen 22 des zweiten Bauelements 20 und der Kontaktflächen 32 des Trägers 30 auch die zweiten Enden 46 der Anschlussfinger 44 kontaktiert.To the contacting in the region of a side edge of the component stack 33 in the third embodiment in FIG 3 between the upper component 20 and the lower component 10 as a rewiring element 40 a ladder frame 41 intended. In the cross-sectional representation of 3 Here are two connecting fingers 44 of the ladder frame 41 shown. One each first end 45 the connecting finger 44 is with the component contact surfaces 12 of the lower component 10 electrically connected. One second end each 46 the connecting finger 44 protrudes beyond the respective edges of the upper and lower component 10 . 20 out. This leads to the application of the insulation layer 34 to that over the edges of the components 10 . 20 protruding second ends of the connecting fingers 44 the insulating layer 34 break through. A respective breakthrough in the insulation layer 34 is with the reference numeral 43 characterized. When applying the contact conductor track structure 38 on the insulation layer 34 Be next to the component contact surfaces 22 of the second component 20 and the contact surfaces 32 of the carrier 30 also the second ends 46 the connecting finger 44 contacted.

Um einen definierten Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Bauelement 10, 20 zu erzielen, kann zwischen diesen ein Abstandshalter 42, z. B. aus einem Metall oder Kunststoff, vorgesehen sein. Die mechanische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Bauelement 10, 20 kann beispielsweise über einen Kleber erfolgen, welcher im Falle des Vorhandenseins des Abstandshalters 42 mit den jeweiligen Bauelementen 10, 20 verbunden wird.By a defined distance between the first and the second component 10 . 20 to achieve, between these a spacer 42 , z. B. of a metal or plastic, may be provided. The mechanical connection between the first and the second component 10 . 20 can be done for example via an adhesive, which in the case of the presence of the spacer 42 with the respective components 10 . 20 is connected.

In dem vierten Ausführungsbeispiel in 4 ist das Umverdrahtungselement durch einen Spider 47 gebildet. Der Spider 47 umfasst eine strukturierte Isolationsschicht 48 z. B. aus Polyimid, sowie eine darauf aufgebrachte strukturierte Metallschicht 49. Der Spider 47 wird zunächst auf die Vorderseite 11 des unteren Bauelements 10 aufgebracht, wobei die strukturierte Isolationsschicht 48 der Vorderseite 11 zugewandt ist. Hierbei werden die Bauelementkontaktflächen 12 des unteren Bauelements 10 nicht von der strukturierten Isolationsschicht 48 bedeckt, so dass erste Enden von Metallfingern 50 mit den Bauelementkontaktflächen 12 kontaktiert werden können. Nach der Herstellung der elektrischen Kontakte zwischen den Metallfingern 50 und den Bauelementkontaktflächen 12 wird das obere Bauelement 20 mit dem vorbereiteten Bauelement 10, z. B. durch einen Kleber, verbunden. Anschließend wird der Bauelementstapel 33 im Bereich der Bauelementaufnahmefläche 31 auf den Träger 30 aufgesetzt und mit diesem verbunden. Dies kann wiederum unter Verwendung eines Klebers 52 erfolgen. Beim Aufbringen der Isolierschicht 34 wird der über die Seitenränder des unteren Bauelements hinausstehende Spider derart verformt, dass die strukturierte Isolationsschicht 48 sich an die Seitenränder 13 des unteren Bauelements 10 anlegt. Hieraus ergibt sich, dass die mit der strukturierten Isolationsschicht 48 verbundene strukturierte Metallschicht 49 an die Isolationsschicht 34 angrenzt. Neben den Aussparungen 35 auf der Vorderseite 22 des oberen Bauelements 20 und den Aussparungen 37 auf dem Träger 30 werden zusätzlich Aussparungen 36 in die Isolationsschicht 34 an der Seitenkante des Bauelementstapels 33 bzw. des unteren Bauelements 10 eingebracht. Hierdurch wird die strukturierte Metallschicht 49 des Spiders 17 freigelegt und kann von der Kontaktleiterbahnstruktur 38 elektrisch kontaktiert werden.In the fourth embodiment in 4 is the rewiring element through a spider 47 educated. The spider 47 includes a structured insulation layer 48 z. B. of polyimide, as well as a patterned metal layer applied thereto 49 , The spider 47 is first on the front 11 of the lower component 10 applied, wherein the structured insulation layer 48 the front 11 is facing. This will be the device contact surfaces 12 of the lower component 10 not from the structured insulation layer 48 covered, leaving first ends of metal fingers 50 with the component contact surfaces 12 can be contacted. After making the electrical contacts between the metal fingers 50 and the device contact pads 12 becomes the upper component 20 with the prepared component 10 , z. B. by an adhesive connected. Subsequently, the component stack 33 in the area of the component receiving surface 31 on the carrier 30 put on and connected to this. This in turn can be done using an adhesive 52 respectively. When applying the insulating layer 34 the Spider projecting beyond the side edges of the lower component is deformed in such a way that the structured insulation layer 48 to the margins 13 of the lower component 10 invests. It follows that the with the structured insulation layer 48 connected struk turierte metal layer 49 to the insulation layer 34 borders. Next to the recesses 35 on the front side 22 of the upper component 20 and the recesses 37 on the carrier 30 will be additional recesses 36 in the insulation layer 34 on the side edge of the component stack 33 or of the lower component 10 brought in. As a result, the structured metal layer 49 of the spider 17 uncovered and may be from the contact trace structure 38 be contacted electrically.

Auch in diesem Ausführungsbeispiel kann zwischen dem unteren und dem oberen Bauelement 10, 20 wiederum ein Abstandshalter (nicht dargestellt) eingebracht sein.Also in this embodiment, between the lower and the upper component 10 . 20 again a spacer (not shown) may be introduced.

In dem fünften Ausführungsbeispiel gemäß 5 kann auf ein Umverdrahtungselement zwischen dem unteren und dem oberen Bauelement 10, 20 verzichtet werden. Die seitliche Kontaktierung wird dadurch möglich, dass die Bauelementkontaktflächen 12 des unteren Bauelements 10 bis an dessen Seitenkanten 13 ragen. Realisiert werden kann dies dadurch, dass die Bauelementkontaktflächen 12 auf Waferebene in eine Sägespur verlängert sind, so dass diese beim Vereinzeln angeschnitten werden. Nach der gestapelten Montage des unteren und des oberen Bauelements 10, 20 und dem Aufbringen der Isolationsschicht 34 können die Stirnseiten der Bauelementkontaktflächen 12 durch das Einbringen der Aussparungen 36 im Bereich der Seitenkante 13 des Bauelements 10 zugänglich gemacht werden. Die Kontaktleiterbahnstruktur 38 kontaktiert dann direkt die Stirnseite der verlängerten Bauelementkontaktflächen 12.In the fifth embodiment according to 5 may be on a rewiring element between the lower and the upper component 10 . 20 be waived. The lateral contacting is made possible by the fact that the device contact surfaces 12 of the lower component 10 to the side edges 13 protrude. This can be realized by the fact that the device contact surfaces 12 extended at the wafer level in a sawing track, so that they are cut when singulating. After the stacked mounting of the lower and the upper component 10 . 20 and applying the insulation layer 34 can the end faces of the component contact surfaces 12 by introducing the recesses 36 in the area of the side edge 13 of the component 10 be made accessible. The contact trace structure 38 then contacts directly the end face of the extended component contact surfaces 12 ,

Bei diesem Ausführungsbeispiel kann die Rückseite 24 des oberen Bauelements 20 unmittelbar, z. B. durch einen Kleber 53 mit der Vorderseite 11 des unteren Bauelements 10 verbunden werden. Das untere Bauelement 10 ist mit seiner Rückseite 14 über einen Kleber 52 im Bereich der Bauelementaufnahmefläche 33 mit dem Träger 30 verbunden.In this embodiment, the back 24 of the upper component 20 directly, for. B. by an adhesive 53 with the front 11 of the lower component 10 get connected. The lower component 10 is with his back 14 over a glue 52 in the area of the component receiving surface 33 with the carrier 30 connected.

Die Vorteile dieser beschriebenen elektronischen Module sind einer hoher Miniaturisierungsgrad durch das Übereinanderordnen mehrerer Bauelemente und deren platzsparende elektrische Kontaktierung mittels planarer Verbindungstechnologie. Es können unterschiedliche Bauelemente mit unterschiedlichen Pad-Metallisierungen verwendet werden. Es besteht eine hohe Flexibilität hinsichtlich der Größen und Dicken der zu verarbeitenden Bauelemente.The Advantages of these described electronic modules are high Degree of miniaturization due to the superposition several components and their space-saving electrical contact using planar connection technology. There may be different components be used with different pad metallizations. It there is a high flexibility in terms of sizes and Thickness of the components to be processed.

Die seitliche Kontaktierung im Bereich der Bauelementkanten ermöglicht eine eng anliegenden und eventuell mehrlagige Kontaktierebene mit hoher Verdrahtungsdichte.The lateral contacting in the area of the component edges allows a close-fitting and possibly multilayer contacting level with high wiring density.

Ein erfindungsgemäßes elektronisches Modul weist eine hohe Zuverlässigkeit durch ein gutes thermomechanisches Verhalten auf. Durch zusätzliche Metallstrukturen der Kontaktleiterbahnstruktur auf der Isolierschicht kann eine verbesserte Kühlung erzielt werden. Die Kühlung kann auch direkt durch das Einbringen von mitstrukturierten Kühlkörpern auf einer jeweiligen Bauelementvorderseite erfolgen.One according to the invention electronic Module has a high reliability by a good thermo-mechanical behavior. By additional Metal structures of the contact trace structure on the insulating layer can achieve improved cooling become. The cooling can also directly by introducing mitstrukturierten heat sinks on a respective component front side done.

Es besteht ferner die Möglichkeit, Wärmesenken in dem Bauelementstapel zu integrieren. Die Integration kann analog zu den Bauelementen erfolgen. Die Wärmesenken können ausschließlich als Wärmesenke dienen und so zur Kühlung beitragen.It there is also the possibility heat sinks to integrate in the component stack. The integration can be analogous done to the components. The heat sinks can only be used as a heat sink serve and so for cooling contribute.

Durch das Vorsehen zusätzlicher Metallflächen oder entsprechender Ankontaktierungen, welche bei der Erstellung der Kontaktleiterbahnstruktur auf einfache Weise vorgesehen werden können, kann ein ESD-Schutz bereitgestellt werden.By the provision of additional metal surfaces or corresponding Ankontaktierungen, which in the creation the Kontaktleiterbahnstruktur be provided in a simple manner can an ESD protection are provided.

Die elektronischen Module sind quasi-hermetisch durch große Metallflächen und/oder einen mehrlagigen Aufbau verschlossen. Der hermetische Verschluss kann auch durch Aufbringung einer Isolierschicht, z. B. eine Abdeckfolie mit ganzflächiger Metallisierung, und deren Anbindung an den beispielsweise aus Keramik bestehenden Träger erfolgen.The electronic modules are quasi-hermetic due to large metal surfaces and / or closed a multilayer structure. The hermetic seal can also by applying an insulating layer, for. B. a cover with full-surface metallization, and their connection to the existing example of ceramic carrier respectively.

Aufgrund der Durchführung von Parallelprozessen lässt sich das elektronische Modul kostengünstig herstellen. Im Gegensatz zur Verwendung von Leiterbrücken ist kein Globtop zu deren Abdeckung erforderlich.by virtue of the implementation of parallel processes the electronic module can be produced inexpensively. In contrast for the use of ladder bridges no globtop is required to cover it.

Zudem besteht die Möglichkeit, auf der Isolierschicht Widerstände, Spulen oder Kondensatoren auszubilden, wodurch passive Bauelemente in das elektronische Modul integriert werden können.moreover it is possible, on the insulating layer resistors, Form coils or capacitors, creating passive components can be integrated into the electronic module.

Als Bauelemente kommen insbesondere Halbleiterchips (sowohl Speicher- als auch Logikchips) in Betracht. Die Bauelemente können ferner Leistungshalbleiterchips, Einzelhalbleiter, z. B. Dioden oder Transistoren, Sensoren, Aktoren, passive Bauelemente (wie z. B. Widerstände, Kapazitäten oder Indukti vitäten), LED-Chips und beliebige Kombinationen dieser Bauelemente sein.When Components come in particular semiconductor chips (both memory as well as logic chips). The components may further comprise power semiconductor chips, Single semiconductors, z. As diodes or transistors, sensors, actuators, passive components (such as resistors, capacitors or Inductances), LED chips and any combinations of these components.

Der beschriebene Prozessablauf ermöglicht die parallele Fertigung mehrerer aufeinander gestapelter Bauelemente eines Moduls, wobei diese in einem Nutzen gefertigt werden können.Of the described process flow allows the parallel production of several stacked components a module, which can be made in a utility.

Claims (18)

Elektronisches Modul mit – einem Träger (30), der auf einer ersten Hauptseite eine Bauelementaufnahmefläche (31) und zumindest eine Kontaktfläche (32) aufweist; – einem Bauelementstapel (33), der auf der Bauelementaufnahmefläche des Trägers (30) angeordnet ist, wobei der Bauelementstapel (33) zumindest zwei übereinander angeordnete Bauelemente umfasst, von denen jedes auf einer jeweiligen Vorderseite zumindest eine Bauelementkontaktfläche zur elektrischen Kontaktierung aufweist; – einer Isolationsstruktur (34), welche flächig auf der ersten Hauptseite des mit dem Bauelementstapel (33) bestückten Trägers (30) angeordnet ist und im Bereich der zumindest einen Bauelementkontaktfläche (12, 22) zumindest eines der Bauelemente (10, 20) des Bauelementstapels (33) und der zumindest einen Kontaktfläche (32) des Trägers (30) jeweils eine Aussparung (35, 36, 37) aufweist; – einer auf der Isolationsstruktur (34) angeordneten Kontaktleiterbahnstruktur (38), welche – die zumindest eine Bauelementkontaktfläche (12, 22) mit der zumindest einen Kontaktfläche (32) und/oder – mehrere der Kontaktflächen (32) miteinander und/oder – mehrere der Bauelementkontaktflächen (12, 22) eines der Bauelemente (10, 20) miteinander und/oder – mehrere der Bauelementkontaktflächen (12, 22) der zumindest zwei Bauelemente (10, 20) miteinander elektrisch verbindet.Electronic module with - a carrier ( 30 ) having on a first main side a component receiving surface ( 31 ) and at least a contact surface ( 32 ) having; A component stack ( 33 ) located on the component receiving surface of the carrier ( 30 ), wherein the component stack ( 33 ) comprises at least two superimposed components, each of which has on a respective front side at least one component contact surface for electrical contacting; - an isolation structure ( 34 ), which flat on the first main side of the with the component stack ( 33 ) equipped carrier ( 30 ) is arranged and in the region of the at least one component contact surface ( 12 . 22 ) at least one of the components ( 10 . 20 ) of the component stack ( 33 ) and the at least one contact surface ( 32 ) of the carrier ( 30 ) each have a recess ( 35 . 36 . 37 ) having; - one on the insulation structure ( 34 ) arranged conductor track structure ( 38 ), which - the at least one component contact surface ( 12 . 22 ) with the at least one contact surface ( 32 ) and / or - several of the contact surfaces ( 32 ) with one another and / or - several of the component contact surfaces ( 12 . 22 ) one of the components ( 10 . 20 ) with one another and / or - several of the component contact surfaces ( 12 . 22 ) of the at least two components ( 10 . 20 ) electrically connects to each other. Modul nach Anspruch 1, bei dem die Seitenkanten des Bauelementstapels (33) mit der Isolationsstruktur (34) versehen sind.Module according to Claim 1, in which the side edges of the component stack ( 33 ) with the isolation structure ( 34 ) are provided. Modul nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das oberste Bauelement (20) des Bauelementstapels (33) mit seinen Bauelement kontaktflächen (22) von der ersten Hauptseite des Trägers (30) abgewandt angeordnet ist.Module according to Claim 1 or 2, in which the uppermost component ( 20 ) of the component stack ( 33 ) with its component contact surfaces ( 22 ) from the first main page of the carrier ( 30 ) is arranged facing away. Modul nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem ein unteres Bauelement (10) des Bauelementstapels (33) mit seinen Bauelementkontaktflächen (12) von der ersten Hauptseite des Trägers (30) abgewandt angeordnet ist, wobei die Bauelementkontaktflächen (12) des untersten Bauelements (10) nicht von einem mit diesem verbundenen oberen Bauelement (20) bedeckt sind.Module according to one of the preceding claims, in which a lower component ( 10 ) of the component stack ( 33 ) with its component contact surfaces ( 12 ) from the first main page of the carrier ( 30 ) is arranged facing away, wherein the device contact surfaces ( 12 ) of the lowest component ( 10 ) not from an upper component connected thereto ( 20 ) are covered. Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das unterste, mit dem Träger (30) verbundene Bauelement (10) des Bauelementstapels (33) mit seinen Bauelementkontaktflächen (12) der ersten Hauptseite des Trägers (30) zugewandt angeordnet ist, wobei die Bauelementkontaktflächen (12) des untersten Bauelements Flip-Chip mit korrespondierenden Kontaktflächen (32) des Trägers (30) im Bereich der Bauelementaufnahmefläche kontaktiert sind.Module according to one of claims 1 to 3, in which the lowest, with the carrier ( 30 ) connected component ( 10 ) of the component stack ( 33 ) with its component contact surfaces ( 12 ) of the first main page of the carrier ( 30 ) is arranged, wherein the device contact surfaces ( 12 ) of the lowermost component flip chip with corresponding contact surfaces ( 32 ) of the carrier ( 30 ) are contacted in the area of the component receiving surface. Modul nach Anspruch 5, bei dem das unterste Bauelement und das mit diesem verbundene Bauelement mit ihren Rückseiten lediglich mechanisch miteinander verbunden sind.Module according to claim 5, wherein the lowest component and the component connected to it with its backs only mechanically interconnected. Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem ein unteres Bauelement (10) und ein mit diesem verbundenes oberes Bauelement (20) des Bauelementstapels (33) mit seinen Bauelementkontaktflächen (12) von der ersten Hauptseite des Trägers (30) abgewandt angeordnet sind, wobei eine Kontaktierung des unteren Bauelements (10) im Bereich einer Seitenkante des Bauelementstapels (33) erfolgt.Module according to one of Claims 1 to 3, in which a lower component ( 10 ) and an upper component connected thereto ( 20 ) of the component stack ( 33 ) with its component contact surfaces ( 12 ) from the first main page of the carrier ( 30 ) are arranged facing away, wherein a contacting of the lower component ( 10 ) in the region of a side edge of the component stack ( 33 ) he follows. Modul nach Anspruch 7, bei dem zwischen dem unteren und dem oberen Bauelement ein Umverdrahtungselement (40) vorgesehen ist.Module according to claim 7, wherein between the lower and the upper component a rewiring element ( 40 ) is provided. Modul nach Anspruch 8, bei dem das Umverdrahtungselement (40) ein Leiterrahmen (41) mit Anschlussfingern ist, wobei erste Enden der Anschlussfinger (44) mit den Bauelementkontaktflächen (12) des unteren Bauelements (10) elektrisch leitend verbunden sind und zweite Enden der Anschlussfinger (44) seitlich über die jeweiligen Ränder des oberen und des unteren Bauelements (10, 20) hinausragen, wobei die Kontaktleiterbahnstruktur (38) einen elektrischen Kontakt zu den zweiten Enden im Bereich der Seitenkanten herstellt.Module according to Claim 8, in which the rewiring element ( 40 ) a lead frame ( 41 ) with connecting fingers, wherein first ends of the connecting fingers ( 44 ) with the device contact surfaces ( 12 ) of the lower component ( 10 ) are electrically conductively connected and second ends of the connecting fingers ( 44 ) laterally across the respective edges of the upper and lower components ( 10 . 20 ) protrude, wherein the contact conductor track structure ( 38 ) makes electrical contact with the second ends in the region of the side edges. Modul nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die zweiten Enden der Anschlussfinger (44) des Leiterrahmens (41) die Isolationsstruktur (34) im Bereich der Seitenkanten durchstoßen.Module according to claim 8 or 9, wherein the second ends of the connecting fingers ( 44 ) of the lead frame ( 41 ) the isolation structure ( 34 ) in the area of the side edges. Modul nach Anspruch 8, bei dem das Umverdrahtungselement (40) ein Spider (47) mit einer strukturierten Isolationsschicht (48) und einer darauf aufgebrachten strukturierten Metallschicht (49) ist.Module according to Claim 8, in which the rewiring element ( 40 ) a spider ( 47 ) with a structured insulation layer ( 48 ) and a structured metal layer ( 49 ). Modul nach Anspruch 11, bei dem der Spider (47) mit der strukturieren Isolationsschicht (48) auf dem unteren Bauelement und dessen Seitenkanten aufgebracht ist, wobei eine elektrische Kontaktierung des Spiders (47) im Bereich der Seitenkante des unteren Bauelements (10) erfolgt.Module according to claim 11, in which the spider ( 47 ) with the structured insulation layer ( 48 ) is applied to the lower component and its side edges, wherein an electrical contacting of the spider ( 47 ) in the region of the side edge of the lower component ( 10 ) he follows. Modul nach Anspruch 11 oder 12, bei dem erste Enden von Metallfingern (50) der strukturierten Metallschicht (49) im Bereich zumindest einer Aussparung (36) der strukturierten Isolationsschicht (48) enden und mit den Bauelementkontaktflächen (12) des unteren Bauelements (10) elektrisch leitend verbunden sind.Module according to claim 11 or 12, wherein first ends of metal fingers ( 50 ) of the structured metal layer ( 49 ) in the region of at least one recess ( 36 ) of the structured insulation layer ( 48 ) and with the component contact surfaces ( 12 ) of the lower component ( 10 ) are electrically connected. Modul nach Anspruch 7, bei dem die Bauelementkontaktflächen des unteren Bauelements (10) bis an die Seitenkante des unteren Bauelements (10) ragen und eine im Bereich der Seitenkante kontaktierbare Fläche aufweisen.Module according to Claim 7, in which the component contact surfaces of the lower component ( 10 ) to the side edge of the lower component ( 10 ) and have a contactable in the region of the side edge surface. Modul nach einem der Ansprüche 7 bis 14, bei dem die Bauelemente (10, 20) des Bauelementstapels (33) in etwa gleich groß sind.Module according to one of claims 7 to 14, in which the components ( 10 . 20 ) of the component stack ( 33 ) are about the same size. Modul nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem in den Bauelementstapel (33) zumindest eine Wärmesenke integriert ist.Module according to one of the preceding claims, in which in the component stack ( 33 ) at least one heat sink is integrated. Modul nach Anspruch 16, bei dem die zumindest eine Wärmesenke eine elektrische Funktion aufweist.The module of claim 16, wherein the at least one heat sink has an electrical function. Modul nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem in den Bauelementstapel (33) zumindest eine dem ESD-Schutz dienende elektrisch leitende Schicht vorgesehen ist.Module according to one of the preceding claims, in which in the component stack ( 33 ) at least one ESD protection serving electrically conductive layer is provided.
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