WO2001065601A2 - Vorrichtung zum verpacken elektronischer bauteile mittels spritzgusstechnik - Google Patents

Vorrichtung zum verpacken elektronischer bauteile mittels spritzgusstechnik Download PDF

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Matthias Oechsner
Georg Ernst
Thomas Zeiler
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    • H01L2924/30—Technical effects
    • H01L2924/35—Mechanical effects
    • H01L2924/351—Thermal stress
    • H01L2924/3511—Warping

Definitions

  • the invention relates to a device for packaging electronic components by means of injection molding technology and a method for packaging electronic components using this device.
  • Devices of this type for packaging electronic components are used in CSP technology (chip size packaging) in order to cast a large number of electronic components on a first side of an intermediate carrier with a plastic casting compound.
  • the multiplicity of components are arranged on a first side of an intermediate carrier in predetermined positions, and the intermediate carrier has conductor tracks, contact connection surfaces for connecting to microscopic contact surfaces of the electronic components and through contacts which are connected to conductor tracks on a second side of the intermediate carrier, wherein on this second side at predetermined locations contact outer connection surfaces or contact stools are attached.
  • the second side is arranged opposite the first side of the intermediate carrier.
  • the intermediate carrier is made of a glass fiber-reinforced epoxy substrate if these components are designed for high-frequency or logic applications.
  • the entire device is sealed with plastic by means of an injection molding process.
  • This injection molding process is standardized as the "transfer molding process”.
  • the intermediate carrier must withstand high loads because an injection mold and the intermediate Carrier of the device for sealing the joint between the injection mold and the intermediate carrier are clamped together. A high contact pressure acts on the edges of the intermediate carrier so that no plastic casting compound emerges between the intermediate carrier and the injection molding tool.
  • the object of the invention is to provide a device which overcomes the disadvantages in the prior art and makes it possible to package electronic components mounted on intermediate carriers made of ceramic using a highly automated injection molding process. It is also an object of the invention to provide a method for packaging electronic components using an appropriate device.
  • the intermediate carrier is a ceramic substrate which, in its edge regions on the first side, on which the electronic components are also arranged, has a ductile, annularly arranged metal layer.
  • a ductile metal layer it is achieved that an injection molding tool can be incorporated into the edge regions of the ceramic substrate and can seal the edge regions, unevenness of the ceramic substrate being compensated for.
  • the edge area with the ductile metal layer can advantageously be easily canceled after the injection molding when the device for packaging electronic components is separated.
  • the plastic casting compound is injected at a high temperature of approximately 180 ° C. and at a high pressure of approximately 8 MPa m into a cavity placed on the intermediate carrier of the device.
  • the injection molding tool with the cavity forming a plastic housing must be placed on the intermediate carrier with great force in order to compensate for deflections and small amounts of the intermediate carrier which would lead to leaks or an escape of the plastic molding compound from the cavity.
  • Due to the ductile metal layer the high stresses that occur can no longer lead to the breakage of the typically brittle ceramic, since the ductile metal plastically deforms and the stresses are relieved.
  • the popcorn effect is avoided by using a ceramic substrate. Although ceramic substrate materials have great hardness and rigidity, the ductile metal layer prevents high wear on the injection molding tools, which makes the highly automated standard process cheaper.
  • the metallic caps used in the case of ceramic substrates to protect the electronic components or liquid epoxy resin materials in a casting mold, which is individual for each component or for component groups are used, are dispensed with and CSP and MCP components (multichip package) with ceramic substrates are cast economically in plastic.
  • the device provides the advantage that higher structural densities can be achieved with the intermediate carrier made of a ceramic substrate by means of narrower conductor tracks, smaller contacts and improved electrical designs.
  • the "popcorn effect" is completely avoided, and there is no damage caused by evaporation of adsorbed water molecules in porous plastic substrates, for example when later attaching contact outer connection surfaces or soldering in contact stools.
  • the ceramic substrate has the advantage of improved heat dissipation through the substrate for the electronic components, so that additional cooling devices can be saved.
  • the ceramic substrate provides the possibility of realizing multilayer components with integrated passive structures such as resistors, inductors and capacitors in the ceramic substrate between appropriately prepared ceramic layers.
  • the ring-shaped metal layer forms a closed metal ring.
  • the advantage of this closed metal ring is the reliability with which an annular seal between the Ceramic substrate and injection molding tool can be achieved while injecting the plastic molding compound.
  • the ring-shaped metal layer has interruptions.
  • interruptions are so narrow that when the plastic compound is injected, it solidifies within the interruptions. This has the advantage that a more favorable distribution of the stresses caused by different expansion of the substrate and metal layer can be achieved.
  • the interruptions can be arranged in such a way that the ring-shaped metal layer consists of a plurality of directly lined-up metal strips which are aligned transversely to the ring-shaped arrangement.
  • the contact stools protruding from the second side of the ceramic substrate are made from solder balls, these solder balls being applied to the second side of the ceramic substrate only after the electronic components have been injection-molded in m positions.
  • the ceramic substrate is a multilayer substrate, the layers of which have different coefficients of thermal expansion, a central inner ceramic layer having a higher coefficient of thermal expansion than the adjacent outer layers.
  • the ductile metal layer according to the invention is arranged in the mounting area of an injection molding tool defining the housing shape, so that the injection molding tool advantageously does not directly touch the hard ceramic substrate and thus wears less than in the case of conventional ceramic substrates, since it does not work with the ceramic substrate , but is only in contact with the ductile metal layer, which is associated with a longer service life of the injection molding tool.
  • a ductile metal layer which is also supposed to have a sealing effect, must be dimensioned sufficiently thick. However, this entails the risk that the ceramic substrate will be distorted when the metal layer is applied.
  • the ceramic substrate is additionally provided with a ductile, closed metal layer arranged in a ring in its edge regions on the second side.
  • the ceramic substrate can additionally have an annularly arranged groove in its edge regions on the second side. This groove lies within the attachment area of the injection molding tool and thus advantageously reduces the stresses in the inner area of the active electronic semiconductor structures. Although the local stresses in the area of the groove itself increase, the groove ensures that stress cracks in the ceramic occur only in the edge area and not in the usable area for the electronic components.
  • a fine-grained A1 2 0 3 with a purity> 96% is used as the material for the ceramic substrate.
  • This aluminum oxide is because of the combination of good electrical and mechanical properties as well as its relatively cheap Price and its availability, the most suitable ceramic substrate material for the device for packaging electronic components according to the invention.
  • the Al 2 0 3 is available relatively inexpensively in the standard dimensions that are also used for thin-film technology.
  • the modulus of elasticity of the A1 2 0 3 is relatively high, as a result of which high stresses are induced in the ceramic substrate during injection molding, this can be accepted because of the high strength of the material.
  • voltage peaks can be reduced further, as mentioned above, by appropriate multilayering of the substrate and in particular by the groove preferably provided on the second side of the ceramic substrate.
  • the fine grain of the ceramic can be improved by adding MgO to the A1 2 0 3 , since magnesium oxide acts as a grain growth inhibitor in Al 2 0 3 ceramics and thus it is avoided that the grain growth is too large and the inhomogeneities in the ceramic substrate are too large due to abnormal grain growth form.
  • the mechanism known and typical for partially stabilized Zr0 2 ceramics can also be transferred to aluminum oxide ceramics.
  • the microstructure of the Zr0 2 particles is adjusted by suitable process engineering measures so that they take on a metastable tetragonal phase not only monoclinically, but also at room temperature. This tetragonal phase of the Zr0 2 only changes under the influence of stress fields in the vicinity of a crack tip into the stable monoclinic phase. This is associated with an increase in volume, which generates compressive stress, which locally prevents the tensile stress field responsible for crack propagation and thus prevents crack propagation in an aluminum oxide ceramic with embedded Zr0 2 particles.
  • the ceramic substrate is made from fine-grained steatite and / or forsterite. Due to the molecular structure of steatites and Forsterite's thermal conductivity is lower than that of aluminum oxide, but at the same time its modulus of elasticity is low, so that these materials seem perfectly suitable for the injection molding of housings in the highly automated process.
  • Fine-grained aluminum nitride can also be used as the ceramic substrate, especially since aluminum nitride achieves a high thermal conductivity and the mechanical properties are comparable to those of aluminum oxide.
  • the low thermal expansion coefficient which is closer to semiconductor silicon for aluminum nitride, can be an additional advantage for some applications.
  • the coefficient of thermal expansion of the ceramic substrate was of the order of magnitude
  • Plastic injection molding compound is used to minimize warping and warping of the ceramic substrate.
  • glass ceramic materials as the ceramic substrate.
  • glass ceramic materials In addition to a ceramic component, for example made of aluminum oxide, such glass ceramic materials have a glass component.
  • the proportion of glass in low-temperature glass ceramic materials is higher than in high-temperature glass ceramic materials.
  • Such low-temperature glass ceramic materials can be sintered between 850 and 1000 ° C because of the larger glass content at correspondingly lower temperatures.
  • these material systems based on glass ceramic materials offer the advantage that the substrate properties can be tailored for the device for packaging electronic components by the optimized composition from the mixing ratio of the glass and ceramic components.
  • the coefficient of expansion of the glass ceramic can be matched to the coefficient of expansion of the plastic casting compound, which means greater resistance to cyclic ones Temperature changes compared to pure Al 2 0 ceramics can be achieved.
  • a ceramic substrate with conductor tracks, contact connection areas and through contacts for attaching contact stools at predetermined positions which has a ductile metal layer in its edge regions and carries electronic components within the ductile metal layer, providing a housing mold-forming injection molding tool, sealingly pressing the injection mold onto the ductile elements ring-shaped metal layer in the edge area of the ceramic substrate, injection of a plastic molding compound into the cavity between the injection mold and a component-carrying first side of the ceramic substrate,
  • This method has the advantage that now may be encapsulated by means of a highly automated standard process, namely the sogenann ⁇ th Transfermoldens, electronic components on ceramic miksubstraten with an injection molding mass.
  • This makes it possible, compared to the previous technology, in which only glass fiber reinforced epoxy or polyamide substrate materials are used due to the high temperature and pressure load of the substrates, now due to the structuring according to the invention of the ceramic substrate, in particular with a ductile metal layer in the edge regions of the substrate, an injection molding tool sealing on ceramic sub- ⁇ ⁇ rO IV ) I - 1 P 1
  • the high process pressures in the injection molding process is reduced, since compressive stresses are induced in the adjacent outer layers when the ceramic substrates cool after sintering, so that the risk of cracking under tensile stresses during the injection process and the further thermal aftertreatments is reduced.
  • a multilayer substrate is used as the ceramic substrate, the layers of which have different moduli of elasticity, a central inner ceramic layer having a higher modulus of elasticity than the adjacent outer layers.
  • a similar effect can be achieved by incorporating structured metal layers when the ceramic substrate is built up, so that the metal layers contribute to the reduction of internal stresses.
  • Ceramic substrates which are multilayered can also be used for the method according to the invention, wherein in addition to the ceramic layers there are structured metal layers in the substrate which take on the conductor track functions and functions of passive components.
  • through-contacts are selectively provided in the different ceramic layers in this multi-layer ceramic substrate, glass ceramics also being used as the ceramic substrate or ceramic layers.
  • a plating technique is used in which the ductile material is applied in the form of a strip.
  • Other preferred metal coating processes are the screen printing process and the stencil printing process, which have the advantage that a high number of ceramic substrates can be covered with metal layers in an automated process.
  • a ductile copper alloy is used for the ductile ring-shaped metal layer, a direct one can be used
  • DCB process Copper bonds are used (DCB process), which is particularly applicable for aluminum oxide substrates.
  • a ductile aluminum alloy is used as the ductile, closed metal layer, which has the advantage that particularly soft metal layers can be realized with it.
  • Iron / nickel alloys can also be used as the ductile, closed, metal layer, which has the particular advantage that no metal residues accumulate on the injection molding tool, as could possibly occur with very soft aluminum alloys.
  • Another process variant for applying the ductile metal layer is active soldering, in which a lamination with an additive that reacts with the ceramic is soldered on.
  • Another exemplary embodiment of the method according to the invention consists in that an additional ductile ring-shaped metal layer is applied to the ceramic substrate in its edge regions on the second side.
  • This method step advantageously compensates for any distortion of the first side by the ductile metal layer arranged there in a ring.
  • an annularly closed groove can be worked into the edge areas of the ceramic substrate on the second side.
  • This method step ensures that a predetermined breaking point is created in the edge area, which prevents cracks from continuing from the edge area into the central central area of a ceramic substrate.
  • Materials for the ceramic substrate have already been discussed in detail above, and the advantages associated therewith are also transferable to the corresponding method steps, so that they are not discussed further here.
  • FIG. 2 shows a section of a partially cross-sectional view of a device according to an embodiment of the invention with an injection molding tool attached.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the invention with an injection molding tool attached.
  • FIG. 4 shows a separation of an edge area after the packaging of the electronic components and the melting of solder balls into contact stools in predetermined positions on a ceramic substrate.
  • FIG. 1 a shows a perspective view of an apparatus for packaging electronic components 1 by means of latex casting technology in accordance with an embodiment of the invention.
  • a large number of components 1 are arranged on a first side 2 of a ceramic substrate 11 in predetermined positions 4.
  • the ceramic substrate 11 has the conductor tracks 5, contact areas 6 and through contacts 8 shown in FIG. 4, wherein in this embodiment of the invention m the edge regions 12 of the ceramic substrate 11 on the first side 2 a ductile metal layer 13 arranged in a ring and on the second side 10, an opposite ductile metal layer 21 are arranged.
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  • FIG. 4 shows the separation by means of a saw blade 28 of the width b of the edge area 12 after the packaging of the electronic components 1 and the melting of solder balls 30 into contact stools 9 m in the predetermined positions.
  • the injection molding tool has already been removed in this illustration of FIG. 4 and the plastic molding compound 24 has cooled and solidified, so that it forms a protective housing for the electronic component 1.
  • the plastic molding compound penetrates all cavities during the injection molding process and forms an insulating layer between conductive components. As FIG.
  • the integrated circuit (not shown) of a semiconductor chip of the electronic component 1 is, via the contact area 7 on the semiconductor chip, a bond wire connection 27 and a contact connection area 6 on the ceramic substrate and a conductor track 2 on the first side of the ceramic substrate via a via 8 is connected to the conductor track 6 on the second side 10 of the intermediate carrier 3 or the ceramic substrate for rewiring, a solder contact area in the end region 31 of the conductor track 6 receiving a contact stool on the second side 10 of the ceramic substrate 11.
  • This contact stool 9 is formed by melting a solder ball 30 on the solder contact surface 29.

Abstract

Vorrichtung und Verfahren zum Verpacken elektronischer Bauteile (1) mittels Spritzgußtechnik. Dazu ist eine Vielzahl von Bauteilen (1) auf einer ersten Seite (2) eines Zwischenträgers (3) in vorbestimmten Positionen angeordnet, und der Zwischenträger (3) weist Leiterbahnen (5) mit Kontaktanschlußflächen (6) zum Verbinden mit Kontaktflächen (7) der elektronischen Bauteile (1) und Durchkontakte (8) zu Außenkontakten auf einer zweiten Seite (10) des Zwischenträgers (3) auf. Dabei ist der Zwischenträger (3) aus einem Keramiksubstrat (11), das in seinen Randbereichen (12) der ersten Seite (2) eine duktile ringförmig angeordnete Metallschicht (13) aufweist.

Description

Beschreibung
Vorrichtung zum Verpacken elektronischer Bauteile mittels Spritzgußtechnik
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verpacken elektronischer Bauteile mittels Spritzgußtechnik und ein Verfahren zum Verpacken von elektronischen Bauteilen unter Verwendung dieser Vorrichtung.
Derartige Vorrichtungen zum Verpacken von elektronischen Bauteilen werden m der CSP-Technik (Chip Size Packagmg) eingesetzt, um eine Vielzahl von elektronischen Bauteilen auf einer ersten Seiten eines Zwischenträgers mit einer Kunststoff- gußmasse zu vergießen. Die Vielzahl von Bauteilen sind dazu auf einer ersten Seite eines Zwischenträgers m vorbestimmten Positionen angeordnet, und der Zwischenträger weist Leiterbahnen, Kontaktanschlußflachen zum Verbinden mit mikroskopisch kleinen Kontaktflachen der elektronischen Bauteile und Durchkontakte auf, die mit Leiterbahnen auf einer zweiten Seite des Zwischenträgers verbunden sind, wobei auf dieser zweiten Seite an vorbestimmten Stellen Kontaktaußenanschlußflachen oder Kontakthocker angebracht sind. Dabei ist die zweite Seite gegen berliegend zu der ersten Seite des Zwi- schentragers angeordnet.
Der Zwischenträger ist bei derartigen Vorrichtungen für sogenannte BGA-Bauelemente (ball grid array) aus einem glasfaserverstärkten Epoxidsubstrat, wenn diese Bauelemente für Hoch- frequenz- oder Logikanwendungen konstruiert sind. Um die elektronischen Bauteile, die üblicherweise m Halbleiterchips auf der ersten Seite des Zwischenträgers angeordnet sind, vor Beschädigungen zu schützen, wird die gesamte Vorrichtung mittels eines Spritzgußverfahrens mit Kunststoff versiegelt. Dieses Spritzgußverfahren ist als "Transfermoldmg-Verfahren" standardisiert. Der Zwischenträger muß dabei hohen Belastungen standhalten, da ein Spritzgußwerkzeug und der Zwischen- träger der Vorrichtung zum Abdichten der Fuge zwischen dem Spritzgußwerkzeug und dem Zwischenträger zusammengeklammert werden. Dabei wirkt ein hoher Anpreßdruck auf die Ränder des Zwischenträgers, damit keine Kunststoffgußmasse zwischen dem Zwischenträger und dem Spritzgußwerkzeug austritt.
Für keramische Substrate als Zwischenträger ist dieser Standardprozeß wegen der großen Gefahr des Bruchs der Keramik durch die beim Spritzgußprozeß erforderlichen hohen Belastun- gen zwischen dem Spritzgußwerkzeug und dem Zwischenträger nicht einsetzbar. Jedoch haben die bisher eingesetzten Zwischenträger beispielsweise aus glasfaserverstärktem Epoxid- substrat den Nachteil, daß bei den Schmelztemperaturen der Herstellungs- und Weiterverarbeitungsschritte, wie Lötvorgän- gen, die Gefahr besteht, daß Feuchtigkeitsblasen in den glasfaserverstärkten Epoxidharzsubstraten platzen und damit das elektronische Bauteil beschädigen.
Aus der Druckschrift US 5,270,262 ist bekannt, den Zwischen- träger mit integrierten Dichtelementen, insbesondere 0-
Ringen, auszustatten, die nach der Umhüllung mit Kunststoffgußmasse wieder entfernt werden müssen. Ein solches Verfahren erscheint nicht wirtschaftlich, da es zusätzliche Verfahrensschritte zu dem Standardprozeß erfordert.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung anzugeben, die die Nachteile im Stand der Technik überwindet und ermöglicht, elektronische Bauelemente montiert auf Zwischenträgern aus Keramik mit einem hochautomatisierten Spritzgußverfahren zu verpacken. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Verpacken elektronischer Bauteile unter Verwendung einer entsprechenden Vorrichtung anzugeben.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Gegenstandes der un- abhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Dazu ist der Zwischenträger ein Keramiksubstrat, das m seinen Randbereichen der ersten Seite, auf der auch die elektronischen Bauelemente angeordnet sind, eine duktile, ringförmig angeordnete Metallschicht aufweist. Mit dieser duktilen Me- tallschicht wird erreicht, daß sich in den Randbereichen des Keramiksubstrats ein Spritzgußwerkzeug einarbeiten und die Randbereiche abdichten kann, wobei Unebenheiten des Keramiksubstrats ausgeglichen werden. Des weiteren kann in vorteilhafter Weise nach dem Spritzgießen beim Vereinzeln der Vorrichtung zum Verpacken elektronischer Bauteile der Randbereich mit der duktilen Metallschicht ohne weiteres abgesagt werden.
Bei dem hochautomatisierten Standardprozeß des Transfermol- dens wird die Kunststoffgußmasse bei einer hohen Temperatur von ca. 180 °C und bei hohem Druck von ca. 8 MPa m eine auf den Zwischenträger der Vorrichtung aufgesetzte Kavität eingespritzt. Dazu muß das Spritzgußwerkzeug mit der ein Kunst- stoffgehause bildenden Kavitat mit großer Kraft auf den Zwi- schentrager aufgesetzt werden, um Durchbiegungen und Wenigkeiten des Zwischenträgers, die zu Undichtigkeiten oder einem Austreten der Kunststoffgußmasse aus dem Hohlraum führen wurden, auszugleichen. Die dabei auftretenden hohen Spannungen können aufgrund der duktilen Metallschicht nicht mehr zum Bruch der typischerweise spröden Keramik fuhren, da sich das duktile Metall plastisch verformt und die Spannungen abbaut. Gleichzeitig wird der Popcorn-Effekt durch Verwenden eines Keramiksubstrats vermieden. Obwohl keramische Substratmate- rialien eine große Harte und Steifigkeit haben, wird durch die duktile Metallschicht ein hoher Verschleiß der Spritzgußwerkzeuge vermieden, was den hochautomatisierten Standardprozeß verbilligt.
Aus diesen Gründen kann auf die im Fall von Keramiksubstraten verwendeten metallischen Kappen zum Schutz der elektronischen Bauteile oder auf flussige Epoxidharzmassen m einer Gießform, die einzeln für jedes Bauteil oder für Bauteilgruppen angewandt werden, verzichtet werden und in Kunststoffguß- massen vergossene CSP- und MCP-Bauelemente (Multichip- Package) mit Keramiksubstraten wirtschaftlich gefertigt werden.
Mit der erfmdungsgemaßen Vorrichtung ist es damit möglich, CSP- oder MCP-Bauelemente mit Keramiksubstraten ohne Bruchverlust der Keramiksubstrate herzustellen. Damit werden gleichzeitig die materialtypischen Einschränkungen des hochautomatisierten Standardprozesses überwunden, so daß Bauelemente vorteilhaft mit keramischen Substraten durch das Transfermoldingverfahren zuverlässig und wirtschaftlich mit einer Kunststoffgußmasse beschichtet werden können.
Darüber hinaus liefert die Vorrichtung den Vorteil, daß höhere Strukturdichten mit dem Zwischenträger aus einem Keramiksubstrat durch schmalere Leiterbahnen, kleinere Kontaktierungen und verbesserte elektrische Ausfuhrungen erreicht werden können. Außerdem wird der "Popcorn-Effekt" vollständig vermieden, und es treten keine Schädigungen durch Verdampfen von adsorbierten Wassermolekulen in porösen KunststoffSubstraten, beispielsweise beim spateren Anbringen von Kontaktaußenanschlußflachen oder Einloten von Kontakthockern, auf. Darüber hinaus hat das Keramiksubstrat den Vorteil einer verbesserten Warmeabfuhr durch das Substrat für die elektronischen Bauelemente, so daß zusätzliche Kuhlvorrichtungen eingespart werden können. Schließlich liefert das Keramiksubstrat die Möglichkeit der Realisierung von Multilayerbauele- menten mit integrierten passiven Strukturen wie Widerstanden, Induktivitäten und Kondensatoren m dem Keramiksubstrat zwischen entsprechend präparierten Keramiklagen.
In einer Ausfuhrungsform der Erfindung bildet die ringförmig angeordnete Metallschicht einen geschlossenen Metallring. Der Vorteil dieses geschlossenen Metallrings liegt in der Zuverlässigkeit, mit der eine ringförmige Abdichtung zwischen Ke- ramiksubstrat und Spritzgußwerkzeug wahrend des Emspritzens der Kunststoffgußmasse erreicht werden kann.
In einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung weist die ringförmig angeordnete Metallschicht Unterbrechungen auf.
Dieses Unterbrechungen sind derart schmal gestaltet, daß beim Einspritzen der Kunststoffmasse diese innerhalb der Unterbrechungen erstarrt. Das hat den Vorteil, daß eine gunstigere Verteilung der durch unterschiedliche Dehnung von Substrat und Metallschicht entstehenden Spannungen erreicht werden kann. Die Unterbrechungen können derart angeordnet sein, daß die ringförmig angeordnete Metallschicht aus einer Vielzahl direkt aufgereihter Metallstreifen, die quer zu der ringförmigen Anordnung ausgerichtet sind, besteht.
In einer anderen Ausfuhrungsform der Erfindung sind die aus der zweiten Seite des Keramiksubstrats herausragenden Kontakthocker aus Lotkugeln hergestellt, wobei diese Lotkugeln erst nach dem Spritzgießen der elektronischen Bauteile m vorbereiteten Positionen auf der zweiten Seite des Keramiksubstrats aufgebracht werden.
Bei einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung ist das Keramiksubstrat ein mehrschichtiges Substrat, dessen Schichten unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, wobei eine zentrale innere Keramikschicht einen höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist als die benachbarten äußeren Schichten. Damit wird vorteilhaft eine höhere Resistenz des Substrats gegenüber den Belastungen bei dem hoch automatisierten Spritzgußprozeß erreicht. Es werden nämlich die an der Oberflache effektiv wirksamen Zugspannungen bei dem Spritzgußprozeß vermindert.
Da der Ausdehnungskoeffizient der äußeren Schichten bei die- ser Ausfuhrungsform kleiner ist als der der zentralen inneren Schicht, entstehen beim Abkühlen von der Sintertemperatur, bei der ein annähernd spannungsfreier Zustand herrscht, ) J t rO P> P" cπ o Cπ O Cπ o Cπ α d Φ rt PJ d1 3 t < d d 3 M DJ X < O ^Q d α N d 3 α CΛ σ φ P- Φ d Φ P- d Φ P- d d P- d d P- φ Φ P- tr Φ Φ Φ PJ Φ d Φ d P- d P- o Φ d d* d d Hi P- d d d X Hi Φ P- d φ Φ d CΛ d- I-1 d rt X Φ tr 3 d
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ve Strukturen und Kondensatoren in den einzelnen Metall-Lagen bereits beim Sintern des Keramiksubstrats hergestellt werden.
Die erfindungsgemäße duktile ringförmig angeordnete Metall- schicht ist im Aufsetzbereich eines die Gehäuseform definierenden Spritzgußwerkzeugs angeordnet, so daß in vorteilhafter Weise das Spritzgußwerkzeug nicht unmittelbar das harte Kera- miksubstrat berührt und damit weniger als bei herkömmlichen Keramiksubstraten verschleißt, da es nicht mit dem Kera- miksubstrat, sondern nur mit der duktilen Metallschicht in Berührung steht, womit eine höhere Standzeit des Spritzgußwerkzeugs verbunden ist.
Eine duktile Metallschicht, die gleichzeitig auch abdichtend wirken soll, muß ausreichend dick dimensioniert sein. Damit ist aber die Gefahr verbunden, daß beim Aufbringen der Metallschicht das Keramiksubstrat verzogen wird. Um eine derartige nachteilige Wirkung zu kompensieren, wird das Keramiksubstrat in seinen Randbereichen der zweiten Seite zusätz- lieh mit einer duktilen ringförmig angeordneten geschlossenen Metallschicht versehen. Außerdem kann, um eine Sollbruchstelle bei Überbeanspruchung der Keramik in unkritischen Randbereichen des Keramiksubstrats vorzusehen, das Keramiksubstrat in seinen Randbereichen der zweiten Seite zusätzlich eine ringförmig angeordnete Nut aufweisen. Diese Nut liegt innerhalb des Aufsetzbereichs des Spritzgußwerkzeugs und vermindert damit vorteilhaft die Spannungen im inneren Bereich der aktiven elektronischen Halbleiterstrukturen. Zwar erhöhen sich damit die lokalen Spannungen im Bereich der Nut selbst, jedoch sorgt die Nut dafür, daß Belastungsrisse in der Keramik nur im Randbereich und nicht in der nutzbaren Fläche für die elektronischen Bauteile auftreten.
Als Material für das Keramiksubstrat wird ein feinkörniges A1203 mit einer Reinheit > 96 % eingesetzt. Dieses Aluminiumoxid ist wegen der Kombination von guten elektrischen und mechanischen Eigenschaften sowie seines relativ günstigen Preises und seiner Verfügbarkeit, das für die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Verpacken elektronischer Bauteile am besten geeignete Keramiksubstratmaterial. In den Standardabmessungen, wie sie auch für die Dünnfilmtechnik verwendet wer- den, ist das Al203 relativ preisgünstig verfügbar. Zwar ist der Elastizitätsmodul des A1203 relativ hoch, wodurch beim Spritzgießen hohe Spannungen in das Keramiksubstrat induziert werden, aber wegen der hohen Festigkeit des Materials kann dies in Kauf genommen werden. Darüber hinaus können Span- nungsspitzen wie oben erwähnt durch entsprechende Mehrschich- tigkeit des Substrats und insbesondere durch die vorzugsweise auf der zweiten Seite des Keramiksubstrats vorgesehene Nut weiter abgebaut werden.
Die Feinkörnigkeit der Keramik kann durch Zusätze von MgO in das A1203 verbessert werden, da Magnesiumoxid als Kornwachstumsinhibitor in Al203-Keramiken wirkt und somit vermieden wird, daß sich durch anomales Kornwachstum zu große Körner und zu große Inhomogenitäten in dem Keramiksubstrat bilden. Durch Zugabe von eingelagerten Zr02-Partikeln wird der für teilstabilisierte Zr02-Keramiken bekannte und typische Mechanismus auch auf Aluminiumoxidkeramiken übertragbar. Dabei wird durch geeignete prozeßtechnische Maßnahmen die Mi- krostruktur der Zr02-Partikel so eingestellt, daß sie nicht nur monoklin, sondern auch bei Raumtemperatur eine metastabile tetragonale Phase einnehmen. Diese tetragonale Phase des Zr02 wandelt sich erst unter dem Einfluß von Spannungsfeldern in der Umgebung einer Rißspitze martensitisch in die stabile monokline Phase um. Dieses ist mit einer Volumenzunahme ver- bunden, was Druckspannung erzeugt, welche das für die Rißausbreitung verantwortliche Zugspannungsfeld lokal verhindert und somit die Rißausbreitung in einer Aluminiumoxidkeramik mit eingelagerten Zr02-Partikeln verhindert.
In einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung ist das Keramiksubstrat aus feinkörnigem Steatit und/oder Forsterit hergestellt. Aufgrund der molekularen Struktur der Steatite und Forsterite ist die Wärmeleitfähigkeit zwar niedriger als bei Aluminiumoxid, jedoch ist auch gleichzeitig der Elastizitätsmodul niedrig, so daß diese Materialien für das Spritzgießen von Gehäusen in dem hochautomatisierten Verfahren durchaus geeignet erscheinen.
Als Keramiksubstrat kann auch feinkorniges Aluminiumnitrid eingesetzt werden, zumal Aluminiumnitrid eine hohe Wärmeleitfähigkeit erreicht und die mechanischen Eigenschaften mit de- nen von Aluminiumoxid vergleichbar sind. Außerdem kann der niedrige thermische Ausdehnungskoeffizient, der für Alumini- umnitrid naher beim Halbleiter-Silicium liegt, für manche Anwendung ein zusatzlicher Vorteil sein. Jedoch für ein Spritzgießen wäre es vorteilhafter, wenn der Warmeausdehnungs- koeffizient des Keramiksubstrats in der Größenordnung der
Kunststoffspritzgußmasse liegt, um Verwolbungen und Verwerfungen des Keramiksubstrats gering zu halten.
Dieses kann durch Einsatz von Glaskeramikmaterialien als Ke- ramiksubstrat erreicht werden. Derartige Glaskeramikmaterialien haben neben einem Keramikanteil, beispielsweise aus Alu- miniumoxid, einen Glasanteil enthalten. Dabei ist der Glasanteil bei Niedrigtemperatur-Glaskeramikmateπalien hoher als bei den Hochtemperatur-Glaskeramikmaterialien. Derartige Niedrigtemperatur-Glaskeramikmassen können wegen des größeren Glasgehalts bei entsprechend niedrigeren Temperaturen zwischen 850 und 1000 °C gesintert werden.
Jedoch bieten diese Materialsysteme auf der Basis von Glas- keramikmateπalien den Vorteil, daß die Substrateigenschaften durch die optimierte Zusammensetzung aus dem Mischungsverhältnis der Komponenten Glas und Keramik für die Vorrichtung zum Verpacken elektronischer Bauteile maßgeschneidert werden können. So kann z.B. der Ausdehnungskoeffizient der Glaskera- mik dem Ausdehnungskoeffizienten der Kunststoffgußmasse angepaßt werden, womit eine höhere Resistenz gegenüber zyklischen Temperaturwechseln im Vergleich zu reinen Al20-Keramiken erreicht werden kann.
Ein Verfahren zum Verpacken von elektronischen Bauteilen un- ter Verwendung der oben beschriebenen Vorrichtung ist durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet:
Bereitstellen eines Keramiksubstrats mit Leiterbahnen, Kontaktanschlußflachen und Durchkontakten zum Anbringen von Kontakthockern auf vorbestimmten Positionen, das in seinen Randbereichen eine duktile Metallschicht aufweist und innerhalb der duktilen Metallschicht elektronische Bauteile tragt, Bereitstellen eines die Gehauseform bildenden Spπtzguß- Werkzeugs, dichtendes Anpressen des Spritzgußwerkzeugs auf die duktile ringförmig angeordnete Metallschicht im Randbereich des Keramiksubstrats, Einspritzen einer Kunststoffgußmasse m den Hohlraum zwischen Spritzgußwerkzeug und einer Bauteile tragenden ersten Seite des Keramiksubstrats,
Aufbringen von Kontakthockern m vorbestimmten Positionen einer zweiten Seite des Keramiksubstrats, Vereinzeln der elektronischen Bauteile mit angegossenem Gehäuse.
Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß nun mit Hilfe eines hochautomatisierten Standardprozesses, nämlich des sogenann¬ ten Transfermoldens, elektronische Bauelemente auf Kera- miksubstraten mit einer Spritzgußmasse eingekapselt werden können. Dadurch ist es möglich, gegenüber der bisherigen Technik, bei der aufgrund der hohen Temperatur und Druckbelastung der Substrate nur glasfaserverstärkte Epoxy- oder Poly- lmidsubstratmaterialien eingesetzt werden, nun aufgrund der erfmdungsgemaßen Strukturierung des Keramiksubstrats insbesondere mit einer duktilen Metallschicht m den Randbereichen des Substrats ein Spritzgußwerkzeug dichtend auf Keramiksub- ω ω rO IV) I—1 P1
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der hohen Verfahrensdrücke beim Spritzgußverfahren vermindert wird, da in den benachbarten äußeren Schichten beim Abkühlen der Keramiksubstrate nach dem Sintern Druckspannungen induziert werden, so daß die Gefahr der Rißbildung unter Zugspan- nungen während des Einspritzvorgangs und der weiteren thermischen Nachbehandlungen vermindert wird.
Bei einer weiteren Durchführung des Verfahrens wird als Keramiksubstrat ein mehrschichtiges Substrat eingesetzt, dessen Schichten unterschiedliche Elastizitätsmoduli aufweisen, wobei eine zentrale innere Keramikschicht einen höheren Elastizitätsmodul aufweist, als die benachbarten äußeren Schichten. Diese Schichtfolge im Keramiksubstrat hat die bereits oben diskutierten Vorteile und vermindert die Gefahr des Brechens des Keramiksubstrats beim Einspritzvorgang.
Eine ähnliche Wirkung kann durch Einlagerung von strukturierten Metall-Lagen beim Aufbau des Keramiksubstrats erreicht werden, so daß die Metall-Lagen zum Abbau innerer Spannungen beitragen.
Für das erfindungsgemäße Verfahren können auch Keramiksubstrate verwendet werden, die mehrlagig sind, wobei neben den Keramiklagen strukturierte Metall-Lagen in dem Substrat vor- handen sind, die Leiterbahnfunktionen und Funktionen passiver Bauelemente übernehmen. Zur Verbindung mit den äußeren Metall-Lagen des Substrats sind dazu Durchkontakte durch die unterschiedlichen Keramikschichten in diesem mehrlagigen Keramiksubstrat selektiv vorgesehen, wobei als Keramiksubstrat bzw. als Keramikschichten auch Glaskeramiken Verwendung finden.
Für das Aufbringen einer duktilen Metallschicht wird eine Plattierungstechnik verwendet, bei der das duktile Material in Streifenform aufgebracht wird. Andere bevorzugte Metallbe- schichtungsverfahren sind das Siebdruckverfahren und das Schablonendruckverfahren, die den Vorteil aufweisen, daß eine hohe Anzahl von Keramiksubstraten am Rand in einem automatisierten Verfahren mit Metallschichten belegt werden können.
Wird für die duktile ringförmig angeordnete Metallschicht ei- ne duktile Kupferlegierung verwendet, so kann ein direktes
Kupferbonden eingesetzt werden (DCB-Verfahren) , das insbesondere für Aluminiumoxidsubstrate anwendbar ist.
In einer weiteren Durchführung des Verfahrens wird als dukti- le ringförmig geschlossene Metallschicht eine duktile Aluminiumlegierung eingesetzt, die den Vorteil hat, daß damit besonders weiche Metallschichten realisierbar werden.
Es können auch Eisen-/Nickellegierungen als duktile ringför- mig geschlossene Metallschicht verwendet werden, die insbesondere den Vorteil haben, daß sich am Spritzgußwerkzeug keine Metallrückstände ansammeln, wie es eventuell bei sehr weichen Aluminiumlegierungen auftreten könnte.
Eine weitere Verfahrensvariante zum Aufbringen der duktilen Metallschicht ist das Aktivlöten, bei dem eine Kaschierung mit einem Zusatzstoff, der mit der Keramik reagiert, aufgelötet wird.
Ein weiteres Durchführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß auf dem Keramiksubstrat in seinen Randbereichen auf der zweiten Seite eine zusätzliche duktile ringförmig angeordnete Metallschicht aufgebracht wird. Mit diesem Verfahrensschritt wird ein eventueller Verzug der er- sten Seite durch die dort angebrachte duktile ringförmig angeordnete Metallschicht in vorteilhafter Weise kompensiert. Zusätzlich kann in den Randbereichen des Keramiksubstrats auf der zweiten Seite eine ringförmig geschlossene Nut eingearbeitet werden. Mit diesem Verfahrensschritt wird gewährlei- stet, daß im Randbereich eine Sollbruchstelle entsteht, die verhindert, daß sich Risse vom Randbereich in den zentralen mittleren Bereich eines Keramiksubstrats fortsetzen. Materialien für das Keramiksubstrat wurden bereits ausfuhrlich oben erörtert, und die damit verbundenen Vorteile sind auch auf die entsprechenden Verfahrensschritte m Weise uber- tragbar, so daß sie hier nicht weiter erörtert werden.
Ausfuhrungsformen der Erfindung werden nun anhand der beigefugten Zeichnungen naher erläutert.
Figuren la und b zeigen Ausfuhrungsformen der Erfindung m perspektivischen Ansichten von Vorrichtungen zum Verpacken elektronischer Bauteile mittels Spritzgußtech- nik. Figur 2 zeigt einen Ausschnitt einer teilweise quergeschnit- tenen Ansicht einer Vorrichtung gemäß einer Ausfuh- rungsform der Erfindung mit aufgesetztem Spritzgußwerkzeug. Figur 3 zeigt eine weitere Ausfuhrungsform der Erfindung mit aufgesetztem Spritzgußwerkzeug. Figur 4 zeigt ein Abtrennen eines Randbereiches nach dem Verpacken der elektronischen Bauteile und dem Anschmelzen von Lotkugeln zu Kontakthockern m vorgegebenen Positionen auf einem Keramiksubstrat.
Figur la zeigt eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Verpacken elektronischer Bauteile 1 mittels Spπtzguß- technik entsprechend einer Ausfuhrungsform der Erfindung. Dazu ist eine Vielzahl von Bauteilen 1 auf einer ersten Seite 2 eines Keramiksubstrats 11 m vorbestimmten Positionen 4 ange- ordnet. Das Keramiksubstrat 11 weist die m Figur 4 gezeigten Leiterbahnen 5, Kontaktflachen 6 und Durchkontakte 8 auf, wobei m dieser Ausfuhrungsfor der Erfindung m den Randbereichen 12 des Keramiksubstrats 11 auf der ersten Seite 2 eine duktile ringförmig angeordnete Metallschicht 13 und auf der zweiten Seite 10, die der ersten Seite 2 gegenüberliegt, eine zusätzliche duktile ringförmig angeordnete Metallschicht 21 angeordnet sind. Diese ringförmig angeordneten Metallschich- cυ cυ > M P1 P »
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Figur 4 zeigt das Abtrennen mittels eines Sageblattes 28 der Breite b des Randbereichs 12 nach dem Verpacken der elektronischen Bauteile 1 und dem Anschmelzen von Lotkugeln 30 zu Kontakthockern 9 m den vorgegebenen Positionen.
Das Spritzgußwerkzeug ist m dieser Darstellung der Figur 4 bereits entfernt und die Kunststoffgußmasse 24 abgekühlt und erstarrt, so daß sie ein Schutzgehause für das elektronische Bauteil 1 bildet. Die Kunststoffgußmasse dringt bei dem Spritzgußvorgang m alle Hohlräume ein und bildet eine isolierende Schicht zwischen leitenden Komponenten. Wie Figur 4 deutlich zeigt, ist die nicht gezeigte integrierte Schaltung eines Halbleiterchips des elektronischen Bauteils 1 über die Kontaktflache 7 auf dem Halbleiterchip einer Bonddrahtverbm- düng 27 und einer Kontaktanschlußflache 6 auf dem Keramiksubstrat sowie einer Leiterbahn 2 auf der ersten Seite des Keramiksubstrats ber einen Durchkontakt 8 mit der Leiterbahn 6 auf der zweiten Seite 10 des Zwischenträgers 3 bzw. des Keramiksubstrats zur Umverdrahtung verbunden, wobei eine Lotkon- taktflache im Endbereich 31 der Leiterbahn 6 auf der zweiten Seite 10 des Keramiksubstrats 11 einen Kontakthocker aufnimmt. Dieser Kontakthocker 9 wird durch das Anschmelzen einer Lotkugel 30 auf der Lotkontaktflache 29 gebildet. Beim abschließenden Zertrennen der Vorrichtung zum Verpacken elek- tronischer Bauteile mittels Spritzgußtechnik entstehen so einzelne Bauteile mit auf vorbestimmten Positionen angeordneten Kontaktaußenanschlußflachen oder Kontakthockern 9, die auf dem Spπtzgußgehause auf der zweiten Seite 10 des Keramiksubstrats 11 angeordnet sind.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Verpacken elektronischer Bauteile mit- tels Spritzgußtechnik, wobei eine Vielzahl von Bauteilen (1) auf einer ersten Seite (2) eines Zwischenträgers (3) in vorbestimmten Positionen (4) angeordnet ist und der Zwischenträger (3) Leiterbahnen (5), Kontaktanschlußflächen (6) zum Verbinden mit Kontaktflächen (7) der elek- tronischen Bauteile (1) und Durchkontakte (8) zum Anbringen von Kontaktaußenanschlußflächen oder Kontakthök- kern (9) auf einer zweiten Seite (10) aufweist, die der ersten Seite (2) gegenüberliegt, wobei der Zwischenträger (3) ein Keramiksubstrat ist (11), das in seinen Randbereichen (12) der ersten Seite (2) eine duktile ringförmig angeordnete Metallschicht (13) aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmig angeordnete Metallschicht einen geschlossenen Metallring bildet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmig angeordnete Metallschicht Unterbrechungen aufweist .
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakthöcker (9) aus Lotkugeln hergestellt sind.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramiksubstrat (11) ein mehrschichtiges Substrat ist, dessen Schichten (14, 15, 16) unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, wobei eine zentrale innere Keramikschicht (14) einen höheren thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweist als die benachbarten äußeren Schichten (15, 16) .
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramiksubstrat (11) ein mehrschichtiges Substrat ist, dessen Schichten (14, 15, 16) unterschiedliche Elastizitätsmoduli aufweisen, wobei eine zentrale innere Keramikschicht (14) einen höheren Elastizitätsmodul auf- weist als die benachbarten äußeren Schichten (15, 16) .
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramiksubstrat (11) ein mehrlagiges Substrat ist, das Keramiklagen (14, 15, 16) und Metall-Lagen (17, 18) zum Abbau innerer Spannungen aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramiksubstrat (11) ein mehrlagiges Substrat ist, das Keramiklagen (14, 15, 16) und in Leiterbahnen (5) und passive Bauelemente strukturierte Metall-Lagen (17, 18) aufweist, wobei Durchkontakte (8) die Leiterbahnen und Bauelemente in den unterschiedlichen Metall-Lagen- niveaus (17, 18, 19) selektiv miteinander verbinden.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die duktile ringförmig angeordnete Metallschicht (13) im Aufsetzbereich eines die Gehäuseform definierenden Spritzgußwerkzeugs (20) angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramiksubstrat (11) in seinen Randbereichen (12) der zweiten Seite (10) zusätzlich eine duktile ringförmig angeordnete Metallschicht (21) aufweist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramiksubstrat (11) in seinen Randbereichen (12) der zweiten Seite (10) zusätzlich eine ringförmig angeordnete Nut (22) aufweist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (22) innerhalb des Aufsetzbereichs (23) des Spritzgußwerkzeugs (20) angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramiksubstrat (11) aus feinkörnigem AI2O3 mit einer Reinheit von größer gleich 96 % hergestellt ist.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramiksubstrat (11) aus feinkörnigem A1203 mit einer Reinheit von größer gleich 96 % mit Zusätzen von MgO hergestellt ist.
15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramiksubstrat (11) aus feinkörnigem A1203 mit einer Reinheit von größer gleich 96 % mit eingelagerten Zr02-Partikeln hergestellt ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramiksubstrat (11) aus feinkörnigem Steatit und/oder Forsterit hergestellt ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramiksubstrat (11) aus feinkornigem Aluminiumnitrid hergestellt ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramiksubstrat (11) aus Glaskeramikmaterialien besteht .
19. Verfahren zum Verpacken von elektronischen Bauteilen un- ter Verwendung der Vorrichtung nach einem der vorhergehende Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Verfahrenschritte :
Bereitstellen eines Keramiksubstrats (11) mit Leiterbahnen (5), Kontaktanschlußflachen (6) und Durchkon- takten (8) zum Anbringen von Kontaktaußenanschlußflachen oder Kontakthockern (9) auf vorbestimmten Positionen, das in seinen Randbereichen (12) eine duktile Metallschicht (13) aufweist und innerhalb der duktilen Metallschicht (13) elektronische Bauteile (1) tragt,
Bereitstellen eines die Gehauseform bildendes Spritzgußwerkzeugs (20) , dichtendes Aufpressen des Spritzgußwerkzeugs (20) auf die duktile ringförmig angeordnete Metallschicht (13) im Randbereich (12) des Keramiksubstrats (11),
Einspritzen einer Kunststoffgußmasse (24) m den Hohlraum (25) zwischen Spritzgußwerkzeug (20) und Bauteile (1) tragender erster Seite (2) des Keramiksubstrats (11), - Aufbringen von Kontaktaußenanschlußflachen oder Kontakthockern (9) m vorbestimmten Positionen einer zweiten Seite des Keramiksubstrats, - Vereinzeln der elektronischen Bauteile (1) mit ange¬ gossenem Gehäuse (26) ,
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß beim Vereinzeln der kunststoffgespritzten Bauelemente (1) die Randbereiche (12) des Keramiksubstrats (11) mit duktiler ringförmig angeordneter Metallschicht (13) abgetrennt werden.
21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakthöcker (9) durch Anschmelzen von Lotkugeln hergestellt werden.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß als Keramiksubstrat (11) ein mehrschichtiges Substrat eingesetzt wird, dessen Schichten unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen, wobei eine zentrale innere Keramikschicht (14) einen höheren thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweist als die benach- barten äußeren Schichten (15, 16) .
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß als Keramiksubstrat (11) ein mehrschichtiges Substrat eingesetzt wird, dessen Schichten unterschiedliche Elastizitätsmodul! aufweisen, wobei eine zentrale innere Keramikschicht (14) einen höheren Elastizitätsmodul aufweist als die benachbarten äußeren Schichten (15, 16) .
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß als Keramiksubstrat (11) ein mehrlagiges Substrat eingesetzt wird, das aus Keramiklagen (14, 15, 16) und Metall-Lagen (17, 18) zum Abbau innerer Spannungen herge- stellt wird.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß als Keramiksubstrat (11) ein mehrlagiges Substrat eingesetzt wird, das aus Keramiklagen (14, 15, 16) und aus in Leiterbahnen (5) und passive Bauelemente strukturierte Metall-Lagen (17, 18) hergestellt ist, wobei die Leiterbahnen (5) und Bauelemente in den unterschiedlichen Metall-Lagenniveaus (17, 18, 19) mittels Durchkontakten (8) selektiv miteinander verbunden werden.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für die duktile ringförmig angeordnete Metallschicht (13) eine duktile Kupferlegierung verwendet wird.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupferlegierung mittels direktem Kupferbonden aufge- bracht wird.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für die duktile ringförmig angeordnete Me- tallschicht (13) eine duktile Aluminiumlegierung verwendet wird.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für die duktile ringförmig angeordnete Metallschicht (13) eine duktile Eisen/Nickellegierung ver¬ wendet wird.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die duktile Metallschicht (3) mittels Aktivlöten aufgebracht wird.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Keramiksubstrat (11) in seinen Randbereichen (12) auf der zweiten Seite (10) eine zusatzlich duktile ringförmig geschlossene Metallschicht (21) aufgebracht wird.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß in das Keramiksubstrat (11) in seinen Randbereichen (12) der zweiten Seite (10) zusatzlich eine ringförmig geschlossene Nut (22) eingearbeitet wird.
33. Verfahren nach einem der Anspr che 19 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramiksubstrat (11) aus feinkornigem Al203 mit einer Reinheit von großer gleich 96 % hergestellt wird.
34. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramiksubstrat (11) aus feinkornigem Al203 mit einer Reinheit von großer gleich 96 % mit Zusätzen von MgO hergestellt wird.
35. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramiksubstrat (11) aus feinkornigem AI2O3 mit einer Reinheit von großer gleich 96 % mit eingelagerten Zr02-Partikeln hergestellt wird.
36. Verfahren nach einem der Anspr che 19 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß das Keramiksubstrat (11) aus feinkornigem Steatit und/oder Forsterit hergestellt wird.
37. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 32, dadurch gekennzeichnet , daß das Keramiksubstrat (11) aus feinkörnigem Aluminiumnitrid hergestellt wird.
38. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 32, dadurch gekennzeichnet , daß das Keramiksubstrat (11) aus Glaskeramikmaterialien hergestellt wird.
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