DE102011003153A1 - Leadless package with a conductive coating for electrical shielding - Google Patents

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Uwe Hansen
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Abstract

Die Erfindung betrifft Packages im Elektronikbereich mit elektrischer Schirmung, und hier insbesondere leadless Packages sowie Verfahren zu deren Herstellung. Ein erfindungsgemäßes leadless Package (100) umfasst ein leitendes Coating (116) zur elektrischen Schirmung, wobei das Coating (116) derart strukturiert ist, dass durch das Coating (116) auf einer Außenseite des Package (100) mindestens ein elektrischer Kontakt (120) bereitgestellt wird.The invention relates to packages in the electronics field with electrical shielding, and here in particular to leadless packages and methods for their production. A leadless package (100) according to the invention comprises a conductive coating (116) for electrical shielding, the coating (116) being structured in such a way that the coating (116) on an outside of the package (100) means that at least one electrical contact (120) provided.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft Packages im Elektronikbereich mit elektrischer Schirmung, und hier insbesondere leadless Packages sowie Verfahren zu deren Herstellung.The invention relates to packages in the electronics sector with electrical shielding, and in particular leadless packages and methods for their production.

Im Elektronikbereich, insbesondere im Bereich integrierter Schaltungen, versteht man unter einem ”Package” eine konstruktive Gehäusebauweise zur Aufnahme eines IC (”Integrated Circuit). Seit längerem bekannt ist hierfür die Verwendung von Packages mit Pins oder Leads (”Beinchen”) beispielsweise in Form von SOICs (”Small Outline Integrated Circuits”). Bei derartigen Packages wird ein Substrat als Träger von Schaltungselementen beispielsweise zumindest auf seiner Oberseite in Kunststoff eingefasst bzw. ”gemolded”. Molded Packages sind hochgradig standardisiert und daher kostengünstig in der Herstellung.In the field of electronics, in particular in the field of integrated circuits, a "package" is understood to mean a constructive housing design for accommodating an IC ("integrated circuit"). For a long time, the use of packages with pins or leads ("legs") has been known for this purpose, for example in the form of SOICs ("Small Outline Integrated Circuits"). In such packages, a substrate as a carrier of circuit elements, for example, edged or "molded" in plastic at least on its upper side. Molded packages are highly standardized and therefore cost-effective to manufacture.

In neuerer Zeit setzen sich vermehrt leadless Packages durch, d. h. Packages ohne Pins bzw. ”Beinchen”. Bekannte Bauformen sind etwa QFN („Quad Flat No-lead”) oder LGA (”Leadless Grid Array” oder ”Land Grid Array”). Solche Packages sind kleiner und werden daher generell für Anwendungen mit begrenztem Einbauplatz verwendet wie beispielsweise Consumer-Anwendungen oder Sensoranwendungen im Bereich Automotive.In recent times leadless packages are increasingly prevalent, i. H. Packages without pins or "little legs". Known designs are QFN ("Quad Flat No-lead") or LGA ("Leadless Grid Array" or "Land Grid Array"). Such packages are smaller and therefore generally used for limited-bay applications such as consumer applications or sensor applications in the automotive sector.

In vielen Fällen besteht die Anforderung, ein Package zu schirmen. So reagieren beispielsweise Sensoranwendungen häufig empfindlich auf EMV(”Elektromagnetische Verträglichkeit”)-relevante Einstrahlungen. Auch gibt es RF(”Radio-Frequenz” bzw. Funkwellenabstrahlung)-Anwendungen, die eine starke Abstrahlung haben und zur Vermeidung von Störungen der Umgebung ebenfalls geschirmt werden müssen. Ein leadframebasiertes Package mit Beinchen kann mittels ”inverted leadframe” mit einem EMV-Schirm versehen werden. Für leadless Packages besteht eine derartige Möglichkeit nicht.In many cases there is a requirement to protect a package. For example, sensor applications are often sensitive to EMC ("Electromagnetic Compatibility") - relevant radiation. There are also RF ("Radio Frequency") applications that have high levels of radiation and must also be shielded to avoid interference with the environment. A leadframe-based package with legs can be provided with an EMC shield by means of an inverted leadframe. For leadless packages, such a possibility does not exist.

Stand der Technik für eine EMV-Schirmung eines LGA ist eine Metallkappe, die anstelle des Molds auf dem Substrat aufgelötet oder aufgeklebt wird. Das entsprechende Herstellungsverfahren ist allerdings teuer. Darüber hinaus besteht bei großen Packages das Risiko einer Substratdurchwölbung, weil eine Stabilisierung durch den Moldkörper entfällt.The state of the art for an EMC shield of an LGA is a metal cap, which is soldered or glued on the substrate instead of the mold. However, the corresponding manufacturing process is expensive. In addition, there is the risk of Substratdurchwölbung with large packages, because a stabilization by the Moldkörper deleted.

Eine weitere bekannte Ausführung umfasst ein Metallgitter, das ebenfalls auf das Substrat bestückt und anschließend eingemolded wird. Diese Variante ist ebenfalls vergleichsweise teuer und benötigt zusätzlichen Platz im Package für die Lötbereiche zur Anbringung des Schirms.Another known embodiment comprises a metal grid, which is also fitted to the substrate and then eingemolded. This variant is also comparatively expensive and requires additional space in the package for the soldering areas for attachment of the screen.

Bei einem weiteren bekannten Verfahren wird ein Metallcoating auf fünf Seiten eines Moldkörpers aufgetragen, nur die Seite mit den Kontaktlands bleibt frei. Diese Ausführung wird durch einen ”Half cut” beim Vereinzeln der LGAs bei der Serienfertigung erzeugt. Hierbei wird durch den Moldkörper bis zum Substrat gesägt, d. h. es wird in der Sägestraße die oberste Metalllage freigelegt. Sodann wird das Coating aufgebracht und kann über das freigelegte Metall an Masse (GND) angebunden werden. Bei diesem Verfahren ändert sich allerdings der Footprint gegenüber einem herkömmlichen LGA.In another known method, a metal coating is applied to five sides of a Moldkörpers, only the side with the Kontaktlands remains free. This design is created by a "half cut" when separating the LGAs in series production. Here is sawed through the mold body to the substrate, d. H. it is exposed in the Sägestraße the top metal layer. Then the coating is applied and can be connected via the exposed metal to ground (GND). However, with this method, the footprint changes compared to a conventional LGA.

Zu den Details wird auf die US 7,451,539 B2 , US 7,576,415 B2 und US 7,342,303 B1 verwiesen.The details will be on the US Pat. No. 7,451,539 B2 . US 7,576,415 B2 and US 7,342,303 B1 directed.

Aus der US 5,557,142 ist weiterhin ein geschirmtes Package bekannt, welches ein metallisches Coating aufweist, das eine in einen Moldkörper eingebettete Schaltung umgibt. Dadurch, dass das Coating Seitenflächen von Moldkörper und Substrat ganz und die Unterseite des Substrats teilweise abdeckt, kann das Coating elektrisch mit der Halbleiterschaltung verbunden werden.From the US 5,557,142 Furthermore, a shielded package is known which has a metallic coating surrounding a circuit embedded in a mold body. Due to the fact that the coating partially covers side surfaces of the molded body and the substrate and the underside of the substrate, the coating can be electrically connected to the semiconductor circuit.

US 6,998,532 B2 offenbart ebenfalls eine elektronische Komponente auf einem Substrat, die in einen Fließharz eingebettet ist. Auf dem Harzkörper wird eine dünne Metallschicht zur elektromagnetischen Schirmung dargestellt. Die Metallschicht umgibt den Harzkörper und die Seitenflächen des Substrats vollständig. US 6,998,532 B2 also discloses an electronic component on a substrate embedded in a resinous resin. On the resin body, a thin metal layer for electromagnetic shielding is shown. The metal layer completely surrounds the resin body and the side surfaces of the substrate.

Aus der US 6,566,596 B1 sind verschiedene Ansätze für eine magnetische und/oder elektrische Schirmung von integrierten Schaltungen bekannt. Verschiedene Schichten von Schirmungen mit unterschiedlichen Funktionen werden vorgesehen, beispielsweise eine mechanische, magnetische und/oder elektrische Schirmung. Die Schichten werden in einer Sandwich-Bauweise vorgesehen. Die Schirmung umgibt Schaltung, Bonddrähte und/oder Kontakte möglichst vollständig. Ungeschirmte Bereiche können sich durch Luftblasen, Fehler in der Schirmung oder aufgrund der Auslegung der Schirmung ergeben. Allerdings sollte die Schaltung möglichst vollständig umgeben werden, um den Schirmungseffekt zu maximieren.From the US 6,566,596 B1 Various approaches for magnetic and / or electrical shielding of integrated circuits are known. Various layers of shields with different functions are provided, for example mechanical, magnetic and / or electrical shielding. The layers are provided in a sandwich construction. The shield surrounds circuit, bonding wires and / or contacts as completely as possible. Unshielded areas may be due to air bubbles, faults in the shielding or due to the design of the shielding. However, the circuit should be surrounded as completely as possible to maximize the shielding effect.

Die oben diskutierten Beispiele stellen unterschiedliche Ansätze für die Schirmung von leadless Packages dar. Stets sind hierbei Kontaktierungen des Package nur auf der ungeschirmten, d. h. freiliegenden Unterseite des Package vorgesehen, bspw. über Lands auf der Unterseite eines LGAs. Eine größere Flexibilität bei der Ankontaktierung, so wie dies etwa für MIDs (”Molded Interconnect Devices” bzw. spritzgegossene Schaltungsträger) bekannt ist, die generell dreidimensional aufgebaut und mit entsprechenden Ankontaktierungsmöglichkeiten versehen sind, scheint bei geschirmten leadless Packages nicht möglich zu sein, weil die Schirmung das Package möglichst vollständig umgeben und damit abschirmen muss.The examples discussed above represent different approaches for the shielding of leadless packages. In this case, contacts of the package are always provided only on the unshielded, ie exposed underside of the package, for example over land on the underside of an LGA. A greater flexibility in the Ankontaktierung, as for example for MIDs ("Molded Interconnect Devices" or injection molded circuit board) is known, the generally three-dimensional structure and with corresponding Ankontaktierungsmöglichkeiten Shielded leadless packages do not seem to be possible because the shield must surround the package as completely as possible and thus shield it.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß wird ein leadless Package mit einem leitenden Coating zur elektrischen Schirmung vorgeschlagen, wobei das Coating derart strukturiert ist, dass durch das Coating auf einer Außenseite des Package mindestens ein elektrischer Kontakt bereitgestellt wird. Bei dem Package kann es sich beispielsweise um ein LGA oder eWLP (”embedded Wafer Level Package”) handeln.According to the invention, a leadless package with a conductive coating for electrical shielding is proposed, wherein the coating is structured in such a way that at least one electrical contact is provided by the coating on an outer side of the package. The package may be, for example, an LGA or eWLP ("embedded wafer level package").

Der Kontakt dient dann der elektrischen Ankontakierung des Package von extern. Das strukturierte Coating kann mindestens einen Kontakt, beispielsweise einen Land eines LGA, auf einer Unterseite des Package kontaktieren. Bei bestimmten Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Package wird hierbei dann der mindestens eine elektrische Kontakt auf einer Seitenfläche des Package bereitgestellt. Hierbei kann das Package zur senkrechten Montage auf einer Leiterplatte vorgesehen sein.The contact then serves to electrically contact the package from the outside. The structured coating may contact at least one contact, for example a land of an LGA, on a bottom of the package. In certain embodiments of a package according to the invention, the at least one electrical contact is then provided on a side surface of the package. Here, the package may be provided for vertical mounting on a printed circuit board.

Zusätzlich oder alternativ kann der mindestens eine elektrische Kontakt auf einer Oberseite des Package bereitgestellt werden. So kann der elektrische Kontakt auf der Oberseite des Package bspw. als bondbares Pad ausgeführt werden. Bei einer Package-on-Package-Komponente mit einem oberen und einem unteren Package kann das untere Package wie oben skizziert mit elektrischen Kontakten auf der Oberseite des Package ausgeführt sein.Additionally or alternatively, the at least one electrical contact may be provided on an upper side of the package. Thus, the electrical contact on the top of the package, for example, be performed as a bondable pad. For a package-on-package component having an upper and a lower package, the lower package may be implemented with electrical contacts on top of the package, as outlined above.

Weiterhin wird eine Verwendung eines erfindungsgemäßen Package bzw. einer Package-on-Package-Komponente wie vorstehend skizziert im Automotive-Bereich vorgeschlagen. Hierbei kann das Package beispielsweise Sensoranwendungen wie etwa Beschleunigungs- oder Lenkratensensoren, oder RF-Anwendungen betreffen.Furthermore, a use of a package according to the invention or a package-on-package component as outlined above in the automotive field is proposed. For example, the package may involve sensor applications such as acceleration or steering rate sensors, or RF applications.

Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines leadless Packgage mit einem leitenden Coating zur elektrischen Schirmung vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst einen Schritt, durch den das Coating derart strukturiert wird, dass durch das Coating auf einer Außenseite des Package mindestens ein elektrischer Kontakt bereitgestellt wird. Die Strukturierung kann beispielsweise mittels Laserbearbeitung und/oder Maskierung erzeugt werden.According to the invention, a method is also proposed for producing a leadless package with a conductive coating for electrical shielding. The method comprises a step by which the coating is structured in such a way that at least one electrical contact is provided by the coating on an outer side of the package. The structuring can be produced for example by means of laser processing and / or masking.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die Erfindung basiert unter anderem auf der Idee, von dem bislang im Stand der Technik vorherrschenden Ansatz einer möglichst vollständigen Abdeckung eines leadless Package durch ein schirmendes Coating zumindest insoweit abzugehen, dass durch von dem Coating gebildete Strukturen Anschlüsse bzw. Ankontaktierungen an beliebigen Stellen der Oberfläche (Außenseite) des Package möglich sind.The invention is based, inter alia, on the idea of departing from the hitherto prevailing approach in the prior art of covering a leadless package as completely as possible by shielding coating in that connections or contact connections at arbitrary locations on the surface are formed by structures formed by the coating. Outside) of the package are possible.

Das Coating dient neben der elektrischen, magnetischen und/oder mechanischen Schirmung somit auch der elektrischen Leitung, beispielsweise von einem Land oder einer sonstigen Kontaktfläche einer eingebetteten Schaltung zu einer durch das Coating gebildeten Kontaktfläche an anderer Stelle der Unterseite, Seitenfläche oder Oberseite des Package. Der Schirmungseffekt des Coating kann hierbei so weitgehend wie erforderlich aufrechterhalten bleiben, indem zur Strukturierung in das Coating entsprechend schmale bzw. dünne Einschnitte, Rillen, Nute oder sonstige Vertiefungen eingebracht werden.The coating thus serves, in addition to the electrical, magnetic and / or mechanical shielding, also the electrical conduction, for example from a land or other contact surface of an embedded circuit to a contact surface formed by the coating elsewhere on the underside, side surface or top side of the package. In this case, the shielding effect of the coating can be maintained as much as necessary by introducing correspondingly narrow or thin cuts, grooves, grooves or other depressions for structuring into the coating.

Durch die erfindungsgemäße Bereitstellung von Umkontaktierungen bzw. Umverdrahtungen auf dem Package wird somit eine Schirmung in Bezug auf EMV-Einstrahlung wie auch gegen Abstrahlung bei RF-Anwendungen aufrechterhalten. Darüber hinaus ergibt sich durch die Erfindung kein zusätzlicher Platzbedarf im Package (z. B. Lötstellen) oder um das Package herum, d. h. das Package-Outline (bspw. Footprint) bleibt gegenüber einem Standard-Package wie etwa einem Standard-IGA unverändert. Damit sind auch standardisierte Handhabung und Weiterverarbeitung, Einbau, etc. eines erfindungsgemäßen Package ohne weiteres möglich.The inventive provision of Umkontaktierungen or rewiring on the package thus a shield with respect to EMC radiation as well as radiation is maintained in RF applications. Moreover, the invention does not result in any additional space requirement in the package (eg solder joints) or around the package, ie. H. the package outline (eg footprint) remains unchanged from a standard package such as a standard IGA. Thus, standardized handling and further processing, installation, etc. of a package according to the invention are readily possible.

Das Einbringen von Strukturen in das Coating kann als zusätzlicher, nachgelagerter Schritt bei einem Standardprozess zur Herstellung von Packages eingeführt werden. Somit entstehen keine weiteren Kosten für die Umstellung des Verfahrens, der Produktionsanlagen, etc.The introduction of structures into the coating can be introduced as an additional, downstream step in a standard process for the production of packages. Thus, there are no additional costs for the conversion of the process, the production facilities, etc.

Zum Schutz vor Umwelteinflüssen kann eine zusätzliche äußere Schutzschicht wie zum Beispiel Silikon aufgetragen werden. Hierbei ist zu beachten, dass statt wie bisher nicht oder nicht nur beispielsweise die Unterseite eines Package zur Kontaktierung freigelassen werden muss (bzw. dort etwa die Lands eines LGAs zur elektrischen Kontaktierung freigelassen werden müssen), sondern dass nunmehr zusätzlich oder alternativ die durch das Coating bereitgestellten Kontaktflächen freizulassen sind.To protect against environmental influences, an additional outer protective layer such as silicone can be applied. It should be noted that instead of as previously not or not only, for example, the underside of a package must be released for contacting (or about the lands of a LGAs must be released for electrical contact), but that now additionally or alternatively by the coating provided contact surfaces are released.

Das erfindungsgemäße Verfahren eröffnet auf einfache Weise eine weit flexiblere Verwendung von leadless Packages als bisher möglich. Beispielsweise können Packages für eine Kontaktierung von der Seite und/oder von oben, für einen senkrechten Aufbau, für eine Verwendung in Package-on-Package-Komponenten etc. einfach bereitgestellt werden. Die Flexibilität erfindungsgemäßer Packages ist damit derjenigen von MIDs vergleichbar.The method according to the invention easily opens up a far more flexible use of leadless packages than hitherto possible. For example, packages for a side and / or top contact, for a vertical structure, for use in package on Package components etc. are easily provided. The flexibility of packages according to the invention is thus comparable to that of MIDs.

Die Erfindung kann für alle Anwendungen verwendet werden, die in Form eines leadless (Mold-)Package implementiert werden und empfindlich auf EMV-Einstrahlung reagieren, beispielsweise für Beschleunigungs- oder Drehratensensoren. Weiterhin kann die Erfindung für Anwendungen eingesetzt werden, die elektromagnetische Störsignale abstrahlen, wie zum Beispiel RF-Bauteile für Anwendungen wie Bluetooth, WiFi, RFID, etc.The invention can be used for all applications that are implemented in the form of a leadless (Mold) Package and sensitive to EMC radiation, for example, for acceleration or rotation rate sensors. Furthermore, the invention can be used for applications that emit electromagnetic interference signals, such as RF components for applications such as Bluetooth, WiFi, RFID, etc.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden nunmehr anhand der beigefügten Figuren eingehender beschrieben. Hierbei zeigt: Further aspects and advantages of the invention will now be described in more detail with reference to the accompanying figures. Hereby shows:

Figurencharacters

1A–1C ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Packages in Seitenansicht, im Querschnitt und in Draufsicht; 1A - 1C a first embodiment of a package according to the invention in side view, in cross-section and in plan view;

2 eine erfindungsgemäße Package-on-Package-Komponente; 2 a package-on-package component according to the invention;

3A ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Packages; 3A a second embodiment of a package according to the invention;

3B das erfindungsgemäße Package aus 3A in Anbringung auf einer Leiterplatte; und 3B the package of the invention 3A in mounting on a printed circuit board; and

4 in Form eines Flussdiagramms eine Veranschaulichung eines Herstellungsverfahrens für ein erfindungsgemäßes Package. 4 in the form of a flow chart, an illustration of a manufacturing method for a package according to the invention.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In den 1A–1C wird ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Packages 100 veranschaulicht. 1A zeigt das Package 100 in einer Seitenansicht, 1B im Schnitt und 1C in einer Draufsicht. Das Package 100 weist ein Substrat 102 sowie einen Moldkörper 104 auf, in den auf dem Substrat 102 aufgebrachte Schaltungen (nicht gezeigt) eingebettet sind. Auf der Unterseite 106 des Substrats 102 liegen eine Mehrzahl Lands 108 vor, die der elektrischen Kontaktierung des Packages 100 dienen (d. h. das Package 100 weist auf seiner Unterseite 106 eine sog. Metallebene auf). Soweit bis hierher beschrieben, handelt es sich bei dem Package 100 insoweit um ein aus dem Stand der Technik bekanntes LGA mit insbesondere standardisierten Abmessungen.In the 1A - 1C is a first embodiment of a package according to the invention 100 illustrated. 1A shows the package 100 in a side view, 1B on average and 1C in a top view. The package 100 has a substrate 102 and a Moldkörper 104 on, in the on the substrate 102 embedded circuits (not shown) are embedded. On the bottom 106 of the substrate 102 lie a plurality Lands 108 before, the electrical contacting of the package 100 serve (ie the package 100 points to its underside 106 a so-called metal level). As far as described so far, this is the package 100 in this respect, a known from the prior art LGA with particular standardized dimensions.

Das LGA 102, 104 ist auf Seitenflächen 110 und einer Oberseite 112 mit einem Coating 114 versehen. Das Coating ist elektrisch leitfähig und seine Zusammensetzung umfasst zu diesem Zweck beispielsweise mindestens ein Metall wie Aluminium, Silber oder Nickel. Die Unterseite 106 des Packages kann freigelassen sein, bspw. insoweit die dort vorhandenen Kontaktlands des Packages unmittelbar zur externen Ankontaktierung verwendet werden.The LGA 102 . 104 is on side surfaces 110 and a top 112 with a coating 114 Mistake. The coating is electrically conductive and its composition comprises for this purpose, for example, at least one metal such as aluminum, silver or nickel. The bottom 106 of the package may be left blank, for example, insofar as the existing Kontaktland of the package are used directly for external Ankontaktierung.

Das Coating 114 kann elektrisch an Masse (GND) angebunden sein. Hierzu wird das Coating an seitlich am Package-Rand exponierten GND-Bahnen des LGAs auf einer Oberseite des Substrats 102 oder auf der Unterseite 106 elektrisch angebunden. Das Substrat 102 kann hierfür beispielsweise seitlich herausragende Kupferleitbahnen (nicht gezeigt) aufweisen. Alternativ kann eine Kontaktierung des Coatings 114 auch über ”Through Mold Vias” erfolgen (nicht gezeigt), die im Moldkörper beispielsweise mittels Laser angelegt werden und eine Metalllage auf dem Substrat 102 kontaktieren.The coating 114 can be electrically connected to ground (GND). For this purpose, the coating is carried out on GND tracks of the LGA exposed laterally on the package edge on an upper side of the substrate 102 or on the bottom 106 electrically connected. The substrate 102 For this purpose, for example, have laterally outstanding copper conductor tracks (not shown). Alternatively, a contacting of the coating 114 also via "through mold vias" (not shown), which are applied in the mold body, for example by means of a laser and a metal layer on the substrate 102 to contact.

Wie in den 1A, 1C gezeigt, besteht das Coating 114 nicht aus einer zusammenhängenden Beschichtung bzw. einer das Package 100 vollständig oder lückenlos umgebenden (unstrukturierten) Metallschicht. Vielmehr sind eine Mehrzahl untereinander nicht zusammenhängender bzw. separater Einzelstrukturen 116 gebildet. Die Strukturen 116 können beispielsweise durch Laserbearbeitung oder Ätzen (Maskierung) aus einer zusammenhängenden Metallschicht herausstrukturiert werden. Jede der Strukturen 116 ist nach einer Art einer dreidimensionalen Leiterbahn um das Package herumgeführt und ermöglicht somit eine Umverdrahtung auf dem Package, genauer gesagt an der Package-Außenseite, wie dies bisher nur von MID oder vergleichbaren dreidimensionalen Schaltungstypen bekannt ist. In dem Beispiel des Package 100 kontaktieren die Strukturen 116 jeweils ein Land 108 an der Packageunterseite 106. Jede Struktur 116 verläuft sodann über einen Seitenbereich 110 des Packages 100 (wie in 1A besonders deutlich gezeigt) mit einer vertikalen Bahn 118 zur Oberseite 112 des Packages. Auf der Oberseite 112 bilden die Strukturen 116 sodann Kontaktflächen 120.As in the 1A . 1C Shown is the coating 114 not from a coherent coating or the package 100 completely or seamlessly surrounding (unstructured) metal layer. Instead, a plurality of individual structures that are not connected to one another or separate from one another are involved 116 educated. The structures 116 For example, they may be patterned out of a contiguous metal layer by laser processing or etching (masking). Each of the structures 116 is guided around the package in the manner of a three-dimensional track and thus allows rewiring on the package, more specifically on the package exterior, as heretofore known only by MID or comparable three-dimensional circuit types. In the example of the package 100 contact the structures 116 one country each 108 at the package bottom 106 , Every structure 116 then passes over a side area 110 of the package 100 (as in 1A particularly clearly shown) with a vertical path 118 to the top 112 of the package. On the top 112 form the structures 116 then contact surfaces 120 ,

Wie insbesondere aus den 1A, 1C ersichtlich, bedecken die Strukturen 116 des Coatings 114 Außenseiten 110, 112 des Package 100 nur partiell. Entsprechend ist eine Schirmungswirkung des Coatings 114 eingeschränkt; diese beschränkt sich in dem in den 1A–1C gezeigten Ausführungsbeispiel überwiegend auf eine Schirmung der Seitenflächen 110 des Packages 100. Es ist jedoch dem Fachmann ohne weiteres ersichtlich, dass abgewandelte Strukturen 112 vorgesehen werden können, um Anforderungen einer stärkeren Schirmung des Package 100 beispielsweise auf der Oberseite 116 zu genügen. Dies kann etwa geschehen, indem die Kontaktflächen 120 ausgeweitet und die Zwischenräume (Nute, Kerben, Rinnen bzw. Rillen) 122 zwischen den Strukturen 112 schmäler ausgebildet werden und im Extremfall so eng ausgebildet werden, wie technisch praktikabel und mit einer elektrischen Isolierung der als Anschlussleitungen verwendeten Einzelstrukturen 116 verträglich. Im allgemeinen sind beliebige Formgebungen der Strukturierungen 116 möglich und dem Fachmann ersichtlich.As in particular from the 1A . 1C visible, cover the structures 116 of the coating 114 outsides 110 . 112 of the package 100 only partially. Accordingly, a shielding effect of the coating 114 limited; this is limited in the in the 1A - 1C shown embodiment mainly on a shield of the side surfaces 110 of the package 100 , However, it will be readily apparent to those skilled in the art that modified structures 112 can be provided to meet requirements of stronger shielding of the package 100 for example on the top 116 to suffice. This can be done by using the contact surfaces 120 extended and the Interspaces (grooves, notches, grooves or grooves) 122 between the structures 112 be formed narrower and formed in extreme cases as closely as technically feasible and with an electrical insulation of the individual structures used as connecting lines 116 compatible. In general, any shapes of structuring 116 possible and apparent to those skilled in the art.

Die Strukturen 116 kontaktieren bei dem Package 100 die Lands 108 an der Packageunterseite, um die elektrischen Anschlüsse auf die Oberseite 112 des Package 100 zu verlagern. Eine Anwendung für dieses Ausführungsbeispiel ist in der 2 schematisch dargestellt. Gezeigt ist hier eine Package-on-Package-Komponente 200, die das untere Package 100 der 1A–1C und ein oberes Package 202 umfasst. Während das Package 100 mittels des diskutierten strukturierten Coatings 110 (teilweise) geschirmt ist, verfügt das Package 202 über keine elektrische Schirmung, sondern lediglich eine mechanische Schutzschicht 204. Weitherin dienen Bumps 206 der elektrischen Kontaktierung zwischen dem oberen 202 und unteren 100 Package. Die Bumps 206 können beispielsweise während der Herstellung des Package 202 an den Lands 208 des Packages vorgesehen werden.The structures 116 contact the package 100 the Lands 108 at the package bottom, around the electrical connections on top 112 of the package 100 to relocate. An application for this embodiment is in 2 shown schematically. Shown here is a package-on-package component 200 that the lower package 100 of the 1A - 1C and an upper package 202 includes. While the package 100 by means of the discussed structured coating 110 (partially) shielded, the package features 202 no electrical shielding, but only a mechanical protective layer 204 , Weitherin serve bumps 206 the electrical contact between the upper 202 and lower 100 Package. The bumps 206 For example, during the manufacture of the package 202 at the Lands 208 of the package.

Dadurch, dass erfindungsgemäß mittels des Coating 110 Kontaktflächen bzw. Pads 118 auf der Oberseite des Package 100 bereitgestellt werden, ergibt sich eine einfach zu realisierende Option zur Anordnung einer Mehrzahl von Packages übereinander (Package-on-Package). Unter erneuter Bezugnahme auf die 1A–1C wird angemerkt, dass zu diesem Zweck mindestens die Kontaktflächen 120 der Coating-Strukturen 116 in Form bondbarer Pads beispielsweise mit Gold ausgeführt werden können.Characterized in that according to the invention by means of the coating 110 Contact surfaces or pads 118 on top of the package 100 be provided, resulting in an easy-to-implement option for arranging a plurality of packages on top of each other (Package-on-Package). Referring again to the 1A - 1C it is noted that for this purpose at least the contact surfaces 120 the coating structures 116 in the form of bondable pads, for example, can be performed with gold.

3A zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel 300 eines erfindungsgemäß ausgebildeten Packages in einer Seitenansicht. Um ein LGA mit Substrat 302 und Moldkörper 304 ist ein Coating 306 aufgebracht, welches aus einzelnen Strukturen 308 besteht. Diese umkontaktieren Lands 310 auf einer Unterseite des Package 300 so dass sich Kontaktflächen 312 auf der Seite 314 des Package ergeben. Eine Oberseite 316 des Package 300 kann je nach gewünschter Schirmungswirkung frei bleiben oder von den auf die Oberseite 314 weitergeführten Strukturen 306, 308 abgedeckt sein (bis auf elektrisch isolierende Zwischenräume zwischen den Strukturen 308). 3A shows a second embodiment 300 an inventively designed package in a side view. To get an LGA with substrate 302 and moldings 304 is a coating 306 applied, which consists of individual structures 308 consists. These renegotiate Lands 310 on a bottom of the package 300 so that contact surfaces 312 on the website 314 of the package. A top 316 of the package 300 can remain free depending on the desired shielding effect or from the top to the top 314 continued structures 306 . 308 be covered (except for electrically insulating spaces between the structures 308 ).

Die Kontaktflächen bzw. Pads 312 auf der Seite 314 dienen zur elektrischen Kontaktierung des Package 300 mit einer Leiterplatte 320 wie in 3B dargestellt. Die seitlichen Pads 312 werden über Lötstellen 322 mit der Leiterplatte 320 über ein dort vorgesehenes Lötpad 324 kontaktiert. Auf diese Weise kann das Package 300 senkrecht verbaut werden. Somit demonstriert auch das Ausführungbeispiel der 3A, 3B mit der Verlagerung der Anschlussstellen von den Lands 310 auf die seitlichen Kontaktflächen 312 mittels der elektrischen Schirmung 306 die durch die Erfindung ermöglichte größere Flexibilität beim Einbau von leadless Packages.The contact surfaces or pads 312 on the website 314 serve for electrical contacting of the package 300 with a circuit board 320 as in 3B shown. The side pads 312 Be about solder joints 322 with the circuit board 320 via a solder pad provided there 324 contacted. That way, the package can 300 installed vertically. Thus, the embodiment of the 3A . 3B with the relocation of the connection points from the Lands 310 on the lateral contact surfaces 312 by means of the electrical shielding 306 the greater flexibility afforded by the invention in the installation of leadless packages.

Das vorstehend anhand der 1 bis 3B beschriebene erfindungsgemäße Package kann darüber hinaus mit einer zusätzlich aufzubringenden Schutzbeschichtung versehen werden. Als Schutzbeschichtung kommt ein Material wie zum Beispiel Silikon oder andere die Außenseiten des Packages schützende Materialien infrage.The above with reference to the 1 to 3B described package of the invention may also be provided with an additional applied protective coating. As a protective coating is a material such as silicone or other the outer sides of the package protective materials in question.

In 4 ist in Form eines Flussdiagramms ein Beispiel 400 eines Herstellungsverfahren für erfindungsgemäße Packages wie die in den 1 und 3 gezeigten illustriert. Grundsätzlich dient das Verfahren 400 der Herstellung eines leadless Package mit einem leitenden Coating zur elektrischen Schirmung (402). In Schritt 404 werden zuvor in Serie hergestellte Packages ganz oder teilweise vereinzelt, beispielsweise durch Sägen.In 4 is an example in the form of a flow chart 400 a manufacturing method for packages according to the invention such as in the 1 and 3 illustrated illustrated. Basically, the process is used 400 the production of a leadless package with a conductive coating for electrical shielding ( 402 ). In step 404 previously mass-produced packages are isolated in whole or in part, for example by sawing.

In Schritt 406 wird ein Coating auf eine Außenseite eines Package (beispielsweise eines Moldpackage) aufgebracht. Das Coating kann beispielsweise durch Aufsprühen von in Lösungsmitteln gelösten Metallflakes erfolgen, oder durch galvanisches Aufwachsen auf den Moldkörper. Das Coatingmaterial, sollte gute Leitfähigkeit besitzen und nicht korrodierend oder selbstpassivierend sein (wie z. B. Aluminium durch Aluminiumoxid-Schicht). Eine Metallschicht kann beispielsweise zwischen 10 Mikrometern (μm) und 40 μm dick sein. Derartige Dicken sind für eine Schirmung von Anwendungen beispielsweise im Automotive-Bereich in der Regel ausreichend.In step 406 For example, a coating is applied to an outside of a package (for example, a mold package). The coating can be done for example by spraying dissolved in solvents metal flakes, or by galvanic growth on the Moldkörper. The coating material should have good conductivity and be non-corrosive or self-passivating (such as aluminum through alumina layer). For example, a metal layer may be between 10 microns (μm) and 40 μm thick. Such thicknesses are usually sufficient for shielding applications in the automotive sector, for example.

In Schritt 408 wird das aufgebrachte Coating derart strukturiert, dass durch das Coating auf einer Außenseite des Package mindestens ein elektrischer Kontakt bereitgestellt wird. Hierzu kann das aufgebrachte Coating mit Laserbearbeitung, beispielsweise Laserschneiden oder Laserabtragung strukturiert werden. Eine zusätzliche oder alternative Möglichkeit besteht darin, durch das Aufbringen von Ätzlack über einer Maske sowie anschließendes Ätzen entsprechende Strukturen in dem Coating auf der Außenseite des Package vorzusehen.In step 408 the applied coating is structured in such a way that at least one electrical contact is provided by the coating on an outer side of the package. For this purpose, the applied coating can be structured with laser processing, for example laser cutting or laser ablation. An additional or alternative possibility is to provide corresponding structures in the coating on the outside of the package by the application of etching lacquer over a mask and subsequent etching.

In einem (optionalen) Schritt 410 kann auf der Außenseite des Package, d. h. auf dem strukturierten Coating und ggf. den Zwischenräumen bzw. dem freiliegenden Moldkörper und/oder Substrat eine Schutzschicht wie zum Beispiel Silikon aufgebracht werden, um das Coating bzw. Package etwa vor Abrieb, Beschädigungen beim Einbau oder dgl. zu schützen. Die Schutzschicht kann zusätzlich oder alternativ als Passivierungsschicht dienen. Die durch das strukturierte Coating bereitgestellten Kontakte sollten hierbei in der Regel frei bleiben (oder werden nachgelagert wieder freigelegt). Bei einem anderen Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine Schutzschicht auch vor der Strukturierung des Coatings aufgebracht werden. Die Strukturierung des Coatings würde dann bspw. mittels Laserbearbeitung an den dafür vorgesehenen Bereichen Schutzschicht und Coating gleichermaßen abtragen bzw. entfernen.In an (optional) step 410 On the outside of the package, ie on the structured coating and optionally the gaps or the exposed molding and / or substrate, a protective layer such as silicone may be applied to the coating or package, for example against abrasion, damage during installation or the like . to protect. The protective layer may additionally or alternatively serve as a passivation layer. The As a rule, contacts provided by the structured coating should remain free (or be uncovered downstream). In another embodiment of a method according to the invention, a protective layer can also be applied before the structuring of the coating. The structuring of the coating would then ablate or remove by means of laser processing at the designated areas protective layer and coating, for example.

Durch die Schritte 406–410 ändert sich der Footprint eines vereinzelten Packages nicht mehr. Das Aufbringen sowie Strukturieren des Coatings in den Schritten 406 und 408 erfordert kein verändertes Outline der Packages im Vergleich zu bekannten LGAs oder sonstigen Moldpackages.Through the steps 406 - 410 the footprint of an isolated package no longer changes. The application and structuring of the coating in the steps 406 and 408 does not require a modified outline of the packages in comparison to known LGAs or other mold packages.

Mit Schritt 412 wird die Herstellung eines erfindungsgemäßen Packages abgeschlossen. Gegebenenfalls kann sich ein weiteres Verfahren zur Herstellung einer Package-on-Package-Komponente wie der in 2 gezeigten Komponente 200 anschließen, bei der mindestens zwei Packages kontaktiert werden. Eines oder beide der Packages wurde dabei nach dem Verfahren 400 hergestellt.With step 412 the production of a package according to the invention is completed. Optionally, another method of making a package-on-package component, such as that described in U.S. Pat 2 shown component 200 connect at least two packages. One or both of the packages was doing after the procedure 400 produced.

Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt; vielmehr sind innerhalb des durch die anhängenden Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.The invention is not limited to the embodiments described herein and the aspects highlighted therein; Rather, within the scope given by the appended claims a variety of modifications are possible, which are within the scope of expert action.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • US 6566596 B1 [0011] US 6566596 B1 [0011]

Claims (11)

Leadless Package mit einem leitenden Coating zur elektrischen Schirmung, wobei das Coating (114) derart strukturiert ist, dass durch das Coating (116) auf einer Außenseite (112) des Package (100) mindestens ein elektrischer Kontakt (120) bereitgestellt wird.Leadless package with a conductive coating for electrical shielding, whereby the coating ( 114 ) is structured such that by the coating ( 116 ) on an outside ( 112 ) of the package ( 100 ) at least one electrical contact ( 120 ) provided. Package nach Anspruch 1, wobei das strukturierte Coating (116) mindestens einen Kontakt (108) auf einer Unterseite (106) des Package (100) kontaktiert.Package according to claim 1, wherein the structured coating ( 116 ) at least one contact ( 108 ) on a lower side ( 106 ) of the package ( 100 ) contacted. Package nach Anspruch 1 oder 2, wobei der mindestens eine elektrische Kontakt (312) auf einer Seitenfläche (314) des Package (300) bereitgestellt wird.Package according to claim 1 or 2, wherein the at least one electrical contact ( 312 ) on a side surface ( 314 ) of the package ( 300 ) provided. Package nach Anspruch 3, wobei das Package (300) zur senkrechten Montage auf einer Leiterplatte (320) vorgesehen ist.Package according to claim 3, wherein the package ( 300 ) for vertical mounting on a printed circuit board ( 320 ) is provided. Package nach Anspruch 1 oder 2, wobei der mindestens eine elektrische Kontakt (120) auf einer Oberseite (112) des Package (100) bereitgestellt wird.Package according to claim 1 or 2, wherein the at least one electrical contact ( 120 ) on a top side ( 112 ) of the package ( 100 ) provided. Package nach Anspruch 5, wobei der mindestens eine elektrische Kontakt (120) auf der Oberseite (112) des Package (300) als bondbares Pad ausgeführt ist.Package according to claim 5, wherein the at least one electrical contact ( 120 ) on the top ( 112 ) of the package ( 300 ) is designed as a bondable pad. Package nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Package mit einer Schutzbeschichtung versehen ist.Package according to one of the preceding claims, wherein the package is provided with a protective coating. Package-on-Package-Komponente (200) mit einem unteren Package (100) gemäß den Ansprüchen 1 und 6.Package-on-Package Component ( 200 ) with a lower package ( 100 ) according to claims 1 and 6. Verwendung eines Gegenstandes (100, 200, 300) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche im Automotive-Bereich.Use of an object ( 100 . 200 . 300 ) according to one of the preceding claims in the automotive sector. Verfahren zur Herstellung eines Leadless Package (100, 300) mit einem leitenden Coating (114, 306) zur elektrischen Schirmung, mit einem Verfahrensschritt (408), durch den das Coating (114, 306) derart strukturiert wird, dass durch das Coating auf einer Außenseite (112, 314) des Package (100, 300) mindestens ein elektrischer Kontakt (120, 312) bereitgestellt wird.Method for producing a leadless package ( 100 . 300 ) with a conductive coating ( 114 . 306 ) for electrical shielding, with a method step ( 408 ), through which the coating ( 114 . 306 ) is structured in such a way that by coating on an outer side ( 112 . 314 ) of the package ( 100 . 300 ) at least one electrical contact ( 120 . 312 ) provided. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Strukturierung mittels Laserbearbeitung und/oder Maskierung erzeugt wird.The method of claim 10, wherein the structuring is produced by means of laser processing and / or masking.
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