Hochfrequenzmodul mit Filterstrukturen und Verfahren zu des¬ sen Herstellung

Die Erfindung betrifft ein Hochfrequenzmodul mit Filterstruk¬ turen und Verfahren zu dessen Herstellung. Derartige Hochfre¬ quenzmodule werden auf einem Schaltungsträger aufgebaut, auf dem mehrere Halbleiterchips nebeneinander als Multichip-Modul (MCM) angeordnet sind. Derartige MCMs benötigen einen hohen Flächenbedarf bei der Platzierung der Chips nebeneinander. Außerdem muss für die Filterstrukturen dieser MCMs ein hoher Aufwand beim Zusammenbau betrieben werden, da diese Hochfre¬ quenzfilterstrukturen über der aktiven Halbleiterchipfläche einen Hohlraum bzw. einen Resonanzhohlraum erfordern. Dieser Hohlraumresonatorbereich ist räumlich über einer piezoelekt¬ rischen Oberflächenstruktur, die in der Patentanmeldung EP 04 005 574.1 beschrieben wird, angeordnet.

Bei derartigen Hochfrequenzfilterstrukturen werden oft auf¬ wändige Halbleiterfertigungsprozesse eingesetzt, um dafür zu sorgen, dass die Resonanzwelle von der Halbleiter- oder Kera¬ mikrückseite entkoppelt ist. Im Prinzip soll die Hochfre¬ quenzschwingung, verursacht durch die piezoelektrische Ober- flächenstruktur, nicht die Rückseite des Halbleiterchips er¬ reichen, zumal die starre Chipbefestigung die Filtereigen¬ schaften negativ beeinflussen könnte. Aus diesem Grund werden unterhalb des Piezoresonators, der auf der aktiven Oberfläche des Halbleiter- oder Keramiksubstrats angeordnet ist, Reflek- tionsschichten in dem Halbleiter- oder Keramiksubstrat ange¬ ordnet, an welchen die Resonanzwellen reflektiert werden, o- der aber es werden Hohlräume unterhalb des Piezoresonators bereitgestellt, was in jedem Fall einen erhöhten Aufwand bei der Herstellung derartiger Frequenzfilterstrukturen erfor¬ dert. Ein weiteres Problem ergibt sich für das Koppeln von nebeneinander als MCMs angeordneten Hochfrequenzfiltern auf einem Schaltungsträger, insbesondere bei der Anpassung von Eingangs- und Ausgangsimpedanzen der Hochfrequenzfilter sowie der Leitungs- und Kopplungsimpedanzen zwischen den Hochfre¬ quenzfiltern.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Hochfrequenzmodul mit FiI- terstrukturen anzugeben, das mindestens eine Modulkomponente mit piezoelektrischer Oberflächenstruktur und mit einem räum¬ lich angekoppelten Hohlraumresonatorbereich aufweist. Dieses Hochfrequenzmodul kann die oben erwähnten Nachteile im Stand der Technik überwinden und platzsparend in Mobilfunkgeräten eingebaut werden.

Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand der unabhängigen An¬ sprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Erfindungsgemäß wird ein Hochfrequenzmodul mit Filterstruktu¬ ren geschaffen, das mindestens eine Modulkomponente mit pie¬ zoelektrischer Oberflächenstruktur und mit einem räumlich an¬ gekoppelten Hohlraumresonatorbereich aufweist. Dieser Hohl- raumresonatorbereich umgibt die piezoelektrische Oberflächen¬ struktur. Im erfindungsgemäßen Hochfrequenzmodul ist dieser Hohlraumbereich zwischen zwei aufeinander gestapelten Modul¬ komponenten angeordnet. Die Modulkomponenten dieses Modulkom¬ ponentenstapels stehen untereinander und mit einem übergeord- neten Schaltungsträger über Verbindungselemente elektrisch in Verbindung. Ein derartiges Hochfrequenzmodul mit Filterstrukturen hat den Vorteil, dass der Hohlraumbereich über der piezoelektrischen Oberflächenstruktur gleichzeitig als Abstandshalter zwischen den Modulkomponenten genutzt wird und somit ein Anbringen von Verbindungselementen zwischen den beiden Modulkomponenten in den Randbereichen außerhalb der piezoelektrischen Oberflä¬ chenstruktur ermöglicht wird. Dazu ist die Höhe des Wandbe¬ reichs des Hohlraumresonatorbereichs in vorteilhafter Weise auf den Raumbedarf der zwischen den Modulkomponenten angeord- neten Verbindungselemente angepasst. Ein weiterer Vorteil be¬ steht darin, dass die obere Modulkomponente ohne zusätzliche Maßnahmen zur Entkopplung der Resonanzwelle von der Chiprück¬ seite auskommt, da der angekoppelte Hohlraum zwischen den Mo¬ dulkomponenten diese Entkopplung der Rückseite ermöglicht. Somit können als gestapelte Modulkomponenten Hochfrequenzfil¬ ter eingesetzt werden, die in ihrem Aufbau weniger oder gar keine die Resonanzwelle reflektierenden vergrabenen Schichten benötigen.

Vorzugsweise weisen die Modulkomponenten BAW- (bulk acoustic wave)- und/oder SAW-(surface acoustic wave) -Hochfrequenzfil¬ ter auf. Derartige Hochfrequenzfilter werden in unterschied¬ lichen Kombinationen oder auch in Duplex-Anordnungen in Mo¬ bilfunksystemen, vorzugsweise im niedrigen Gigahertzbereich, zwischen 1 bis 5 GHz eingesetzt. Insbesondere sind derartige Hochfrequenzmodule für Anwendungen in Mobilfunksystemen vor¬ gesehen, wie UMTS- (universal mobile telecommunication Sys¬ tem) , CDMA (code division multiple access), GMS (global sys- tem for mobile communication) und/oder GPS (global positio- ning System) vorgesehen, die derartige Filtersystem benöti¬ gen. Für Mobilfunkgeräte müssen derartige Filtersysteme insbeson¬ dere bei Duplex-Ausführungen auf engstem Raum untergebracht werden. Somit kann das erfindungsgemäße Hochfrequenzmodul für derartige Anwendungen bevorzugt eingesetzt werden. Dazu nutzt die vorgestellte Lösung als Abstandshalter den für derartige Hochfrequenzfilter erforderlichen Hohlraumresonatorbereich bzw. die diesen umgebenden Wände aus. Derartige Wände sind vorzugsweise aus einem photostrukturierbaren Material herge¬ stellt, das die erforderlichen Dicken von mehreren 10 μm auf- weist und bereits auf den Halbleiter- oder Keramiksubstraten der Modulkomponenten als umgebende Wandstruktur für den pie¬ zoelektrischen Oberflächenbereich vorhanden ist.

Diese Wandstruktur ist vorzugsweise aus einem Polymer, das für mehrere auf einem Wafer angeordnete Halbleiterchippositi¬ onen mittels eines AufSchleuderverfahrens aufgebracht werden kann. Die Strukturierung erfolgt dann auch in einem Parallel¬ verfahren für viele Halbleiter- oder Keramikchips gleichzei¬ tig durch entsprechende Photolithographie. Somit weist in ei- ner bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der räumlich angekoppelte Hohlraumresonatorbereich eine ausgehärtete Pho¬ tolackstruktur auf, die räumlich an die piezoelektrische O- berflächenstruktur der Modulkomponente angepasst ist und den Abstandshalter zwischen zwei aufeinander gestapelten Modul- komponenten bildet. Damit wird vorteilhafterweise beim Sta¬ peln der Modulkomponenten Material und Montagezeit einge¬ spart, die sonst beim Stapeln von einzelnen Halbleiterchips durch Vorbereiten und Einbringen von Abstandshalteelementen aufzuwenden ist.

Der abstandshaltende, räumlich angekoppelte Hohlraumresona¬ torbereich ist im Zentrum einer Modulkomponente angeordnet und auf den das Zentrum umgebenden Randbereichen sind die Verbindungselemente angebracht. Je nach Größe der zu stapeln¬ den Modulkomponenten werden diese Verbindungselemente jeweils vor dem Stapeln der nächsten zu stapelnden Modulkomponente auf die Oberseite der darunter angeordneten Modulkomponente aufgebracht oder, wenn die flächige Erstreckung der Modulkom¬ ponenten im Stapel nacheinander abnimmt, können diese Verbin¬ dungselemente auch nach Aufbringen der gestapelten Modulkom¬ ponente montiert werden. Dabei hängt der Zeitpunkt, bei dem fertigungstechnisch die Verbindungselemente zu den einzelnen Modulkomponenten eingebracht werden, auch von der Art der Verbindungselemente ab.

So können Verbindungselemente in Form von Durchkontakten durch die Halbleiter- oder Keramiksubstrate bereits bei der Oberflächenmontage der einzelnen Modulkomponenten übereinan¬ der miteinander verbunden werden. Weisen hingegen die Modul¬ komponenten als Verbindungselemente Bonddrähte auf, so werden diese von Kontaktflächen in den Randbereichen der Modulkompo¬ nente zu Randbereichen eines übergeordneten Schaltungsträgers nach dem jeweiligen Fixieren einer der Modulkomponenten auf¬ gebracht. Weisen in einer bevorzugten Ausführungsform der Er¬ findung die Modulkomponenten als Verbindungselemente Flip¬ chip-Kontakte auf, so können diese ebenfalls mit der Oberflä¬ chenmontage der Modulkomponenten mit entsprechenden Verbin- dungsstrukturen von darunter angeordneten Modulkomponenten verbunden werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden als Verbindungselemente gesonderte Lotkugeln vorgese- hen, die allein der dreidimensionalen Verdrahtung des Fre¬ quenzmoduls dienen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Hochfrequenzmodul auf einem mehrlagigen Schaltungs¬ träger angeordnet. Die Anzahl der Lagen und die Struktur die¬ ser Lagen sind derart gestaltet, dass sie mindestens eine λ/4-Leitung bilden. Diese Ausführungsform der Erfindung ins¬ besondere die mehrlagige Ausbildung des Schaltungsträgers ha¬ ben den Vorteil, dass mit Hilfe der λ/4-Leitung eine Filter¬ entkopplung in den Schaltungsträger integriert ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist eine gestapelte Modulkomponente eine Abdeckplatte auf ihrem Hohlraumresonatorbereich auf und deckt mit ihrer Rück¬ seite einen Hohlraumresonatorbereich einer Basismodulkompo¬ nente ab. Diese Abdeckplatte der gestapelten Modulkomponente weist vorzugsweise eine Siliciumplatte auf, während die Wand¬ bereiche, die den piezoelektrischen Oberflächenbereich der gestapelten Modulkomponente umgeben, wenn diese ebenfalls ein Hochfrequenzfilter ist, den bereits oben erwähnten polymeren Werkstoff aufweisen.

Zum Aufeinanderstapeln sowohl der Abdeckplatte als auch der Modulkomponenten untereinander können doppelseitig klebende Folien eingesetzt werden. Derartige doppelseitig klebende Fo¬ lien haben den Vorteil, dass sie für die Klebefunktion nicht speziell wie herkömmliche Klebstoffe strukturiert werden müs¬ sen. Ferner haben sie den Vorteil, dass ein Dosieren eines Klebstoffs auf entsprechenden zu verbindenden Flächen entfal¬ len kann. Mit einer derartigen doppelseitig klebenden Kleb¬ stofffolie können die Zusammenbaukosten eines derartigen Hochfrequenzmoduls erheblich vermindert werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die aktiven Oberseiten von zwei Modulkomponenten mit ih- ren Filterstrukturen derart aufeinander ausgerichtet, dass die Filterstrukturen einen gemeinsamen Hohlraumresonatorbe¬ reich zwischen den Modulkomponenten aufweisen. In diesem Fall entfällt einerseits die Abdeckplatte für die gestapelte Mo- dulkomponente und andererseits kann die gestapelte Modulkom¬ ponente einen vereinfachten Aufbau aufweisen, da die Rücksei¬ te der gestapelten Modulkomponente völlig frei mitschwingen kann, ohne die Filtercharakteristik auf der Oberseite der Mo¬ dulkomponente zu beeinträchtigen.

Ein Verfahren zur Herstellung eines Hochfrequenzmoduls aus Modulkomponenten weist die nachfolgenden Verfahrensschritte auf. Zunächst wird ein übergeordneter Schaltungsträger für das Hochfrequenzmodul mit elektrischen Anschlussflächen für gestapelte Modulkomponenten hergestellt. Dieser Schaltungs¬ träger kann mehrlagig ausgeführt sein und auf seiner Obersei¬ te die Anschlussflächen für die gestapelten Modulkomponenten aufweisen, während auf seiner Unterseite oder Rückseite ent¬ sprechende Außenkontaktflachen vorhanden sind, an die weitere elektrische Leitungen anschließbar sind. Von den Anschluss¬ flächen auf der Oberseite des übergeordneten Schaltungsträ¬ gers können Durchkontakte zu den Außenkontaktflachen auf der Unterseite des Schaltungsträgers führen.

Zeitlich und räumlich unabhängig von dem Herstellen des über¬ geordneten Schaltungsträgers werden Modulkomponenten mit Fil¬ terstrukturen hergestellt, wobei eine Basismodulkomponente mindestens eine innere piezoelektrische Oberflächenstruktur und einen räumlich angekoppelten Hohlraumresonatorbereich aufweist. Dabei kann der Hohlraumresonatorbereich nach oben offen sein und ist von einer Wandstruktur, welche die piezo¬ elektrische Oberflächenstruktur umgeben, begrenzt. Anschlie¬ ßend werden die Modulkomponenten auf dem Schaltungsträger ge- stapelt, indem der Hohlraumresonator der Basismodulkomponente von der Rückseite einer gestapelten Modulkomponente aufge¬ deckt wird. Der Hohlraumresonatorbereich der obersten Modul¬ komponente des Stapels wird von einer Abdeckplatte abge- schlössen.

Je nach flächiger Erstreckung der Modulkomponenten erfolgt ein Zusammenschalten der Modulkomponenten untereinander und mit dem Schaltungsträger durch Herstellen von elektrischen Verbindungen über Verbindungselemente unmittelbar nach An¬ bringen einzelner Modulkomponenten oder nach Fertigstellung des gesamten Stapels. Abschließend kann der Schaltungsträger mit den gestapelten Modulkomponenten in ein Gehäuse einge¬ bracht werden. Dieses Gehäuse kann ein spezielles Modulgehäu- se sein, um das Hochfrequenzmodul von Störfeldern abzuschir¬ men oder es kann das Gehäuse eines Mobilfunkgeräts darstel¬ len.

In einer bevorzugten Durchführung des Verfahrens wird das Ge- häuse aus einer Kunststoffmasse gebildet, in die das Hochfre¬ quenzmodul mit seinen Filterstrukturen auf dem Schaltungsträ¬ ger eingebettet wird.

Ein Vorteil dieses Verfahrens ist, dass dadurch ein Hochfre- quenzmodul mit räumlich geringeren Abmessungen als bisher üb¬ liche Halbleitermodule für den Hochfrequenzbereich zwischen 1 und 5 GHz hergestellt werden kann. Weiter hat das Verfahren den Vorteil, dass bisher übliche Komponenten wie Abstandshal¬ ter oder Deckplatten für jedes der Modulkomponenten einge- spart werden kann, und schließlich hat dieses Verfahren den Vorteil, dass auf engstem Raum bei verminderter Ausschussrate Frequenzmodule für den Duplex-Betrieb hergestellt werden kön¬ nen. Ein alternatives Verfahren zur Herstellung eines Hochfre¬ quenzmoduls aus Modulkomponenten weist die nachfolgenden Ver¬ fahrensschritte auf. Zunächst wird ein gleichartiger überge- ordneter Schaltungsträger für das Hochfrequenzmodul wie in dem oben erwähnten Verfahren mit elektrischen Anschlüssen für gestapelte Modulkomponenten hergestellt. Das Herstellen von Modulkomponenten mit Filterstrukturen wird unverändert beibe¬ halten. Beim Stapeln und Zusammenbau werden jedoch jeweils zwei Modulkomponenten auf dem Schaltungsträger aufgebracht, indem der Hohlraumresonatorbereich einer Basismodulkomponente von der aktiven Oberseite einer gestapelten Modulkomponente abgedeckt wird und der dazwischen angeordnete Hohlraumresona¬ torbereich von beiden Modulkomponenten gemeinsam genutzt wird.

Das Zusammenschalten der Modulkomponenten kann auf gleiche Weise, wie bereits oben geschildert, durchgeführt werden, in¬ dem elektrische Verbindungen über Verbindungselemente zwi- sehen den Modulkomponenten untereinander und deren Schal¬ tungsträgern hergestellt werden. Auch das Einbringen der ge¬ stapelten Modulkomponenten in ein Gehäuse kann wie oben durchgeführt werden. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass weitere Komponenten für die Herstellung von Hochfrequenzmodu- len eingespart werden können. Beispielsweise wenn lediglich zwei Hochfrequenzmodulkomponenten aufeinander gestapelt wer¬ den, kann die Rückseite der gestapelten Modulkomponenten, so¬ lange sie nicht in eine Kunststoffgehäusemasse eingebettet ist, völlig frei schwingen, und somit wird die Filtercharak- teristik dieser gestapelten Modulkomponente nicht beeinträch¬ tigt. Die Entkoppelung der Rückseite kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Rückseite der gestapelten Filter¬ komponente aus der Kunststoffgehäusemasse herausragt. Wird jedoch als Gehäuse das Gehäuse eines Mobilfunkgerätes verwen- det, ohne dass der Hochfrequenzmodulstapel in einer zusätzli¬ chen Kunststoffgehäusemasse vergossen wird, so erübrigt sich diese Maßnahme. Für die Zusammenschaltung der Modulkomponen- ten untereinander mit dem Schaltungsträger werden unter¬ schiedliche Verfahren angewendet, je nach dem ob es sich bei den Verbindungselementen um Bonddrähte, Flipchip-Kontakte o- der um Durchkontakte durch die Halbleiter- und/oder Keramik¬ substrate handelt.

Zusammenfassend ist festzustellen, dass die erfindungsgemäße Lösung zur Realisierung von Abstandshaltern ein im sog. Frontendprozess aufgebrachtes Polymer nutzt, um preiswert ei¬ nen Hochfrequenzmodulstapel herzustellen. Dieses Polymer wird als Wandstruktur insbesondere bei BAW-Filtern verwendet, um eine Hohlraumwand um die aktive Chipfläche in Form eines Pie- zoresonators zu erzeugen. Der Hohlraum wird dann erfindungs¬ gemäß durch ein weiteres gestapeltes Halbleiterbauteil abge¬ deckt. Somit könne zwei oder mehrere BAW-Halbleiterchips mit einer solchen Hohlraumwand übereinander gestapelt werden und man nutzt den gestapelten Halbleiter- oder Keramikchip dazu, um den Hohlraum des darunter liegenden Halbleiter- oder Kera¬ mikchips zu erzeugen. Lediglich der oberste Hohlraum über ei¬ ner piezer-Struktur muss durch einen einfachen Deckel abge¬ schlossen werden. So können auf einfache Weise durch Stapeln von zwei Halbleiterchips sog. Duplexer hergestellt werden und damit eine signifikante Verkleinerung der gesamten Bauteil¬ fläche erreicht werden. Zum Stapeln bzw. zum Herstellen von Verbindungen der Modul¬ komponenten untereinander und zu einem übergeordneten Schal¬ tungsträger können neben einem Drahtbonden auch andere be¬ kannte Arten der internen Verbindungsmöglichkeiten benutzt werden, beispielsweise durch Lotkugeln oder Flipchip¬ verwandte Zwischenverbindungsmöglichkeiten. Selbst Durchkon- taktierungen würden einen weiteren Fortschritt bedeuten. Au¬ ßerdem können gemischte Technologien von Vorteil sein. Ge¬ mischte Technologien heißt in diesem Fall Flipchip- Technologie gemischt mit Lotkugel-Technik und/oder mit Draht¬ bond-Technik.

Zusammenfassend ergeben sich die folgenden Vorteile:

1. Eine Realisierung gestapelter Halbleiterchips oder auch keramischer Halbleiterchips durch Verwendung von Abstandshaltern ist möglich, die in Frontendprozessen beispielsweise durch Aufschleudern aufgebracht werden können und durch entsprechende Photolacktechnik strukturierbar sind.

2. Es können Halbleitergehäuse aus gestapelten BAW- Filterchips gebildet werden, wobei durch den Stapel- prozess a) bereits der zur Chipfunktion notwendige Hohlraum erzeugt wird und b) sofort das Drahtbonden der gestapelten Chips er¬ möglicht wird, zumal eine Wandstruktur des BAW- Filtertyps als Abstandshalter fungiert.

3. kann durch den Stapelprozess eines Halbleiterchips mit Hohlraum auf einem Halbleiterchip mit Hohlraum¬ wand unter Umständen das Design des BAW- Piezoresonators vereinfacht werden, da zumindest für den gestapelten Halbleiterchip die Frontendprozesse einer Erzeugung von reflektierenden vergrabenen Schichten entfallen können.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.

Figur 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Hoch- frequenzmodul als CDMA-Duplexer gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Figur 2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Hoch¬ frequenzmodul einer zweiten Ausführungsform der Er- findung;

Figur 3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Hoch¬ frequenzmodul einer dritten Ausführungsform der Er¬ findung.

Figur 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Hoch¬ frequenzmodul 10 als CDMA- (code devision multiple access)- Duplexer gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Das Hochfrequenzmodul 10 ist auf einem übergeordneten Schal- tungsträger 7 angeordnet. Das Hochfrequenzmodul 10 besteht aus einem Stapel mit einer unteren Modulkomponente 2, die auch als Basismodulkomponente dient, und mit einer oberen Mo¬ dulkomponente 3, welche den gleichen Aufbau aufweist wie die Basismodulkomponente 2. Sowohl die Modulkomponente 2 als auch die Modulkomponente 3 weisen in ihren Zentren 11 BAW- (bulk acoustic wave) -Filterstrukturen 1 auf. Diese Hochfrequenzfil¬ ter 1 besitzen eine piezoelektrisch Oberflächenstruktur 4, die von einem Hohlraumresonatorbereich 5 geschützt wird. Der Hohlraumbereich 5 wird von einer Wand aus einer gehärteten Photolackstruktur 9 umgeben.

Diese Photolackstruktur der Basismodulkomponente 2 wird durch die Rückseite 18 der gestapelten Modulkomponente 3 abgedeckt, so dass sich ein geschlossener Hohlraum ausbildet, dessen Wandbereich 34 aus einer Photolackstruktur 9 einen Abstand¬ halter 19 für die gestapelten BAW-Filterstrukturen bildet und das Zentrum 11 der Oberseite 21 umgibt. Somit können im Rand- bereich 12 Verbindungselemente 8 angeordnet werden.

An den Randbereichen 12 der Oberseite 21 der Basismodulkompo¬ nente 2 sind außerhalb der piezoelektrischen Oberflächen¬ struktur Kontaktflächen 27 angeordnet, die über Leiterbahnen elektrisch mit der piezoelektrischen Oberflächenstruktur 4 in Verbindung stehen. Über Bonddrähte 14 sind diese Kontaktflä¬ chen 27 auf der Oberseite 21 der BAW-Hochfrequenzfilter mit Anschlussflächen 23 des Schaltungsträgers 7 verbunden. Über Durchkontakte 28 durch den Schaltungsträger 7 hindurch stehen diese Anschlussflächen 23 mit Außenkontaktflachen 29 auf der Unterseite 31 des Schaltungsträgers 7 in Verbindung.

Während der Hohlraumresonatorbereich 5 der Basismodulkompo¬ nente 2 von der Rückseite 18 der gestapelten oberen Modulkom- ponente 3 abgedeckt wird, ist der Hohlraumbereich 6 der ge¬ stapelten Modulkomponente 3 von einer Abdeckplatte 17 aus Si- licium abgedeckt und geschützt. Auch die obere gestapelte Mo¬ dulkomponente 3 weist in ihrem Randbereich 12 außerhalb der piezoelektrischen Oberflächenstruktur 4 Kontaktflächen 27 auf, die über Leiterbahnen mit der piezoelektrischen Oberflä¬ chenstruktur 4 elektrisch in Verbindung stehen. Diese Kon¬ taktflächen 27 sind ihrerseits über Bonddrähte 14 als Verbin- dungselemente 8 mit Anschlussflächen 23 des Schaltungsträgers 7 verbunden.

Über den Schaltungsträger 7 werden die beiden BAW-Hochfre- quenzfilter miteinander gekoppelt und ihre Signale werden zu den Außenkontaktflachen 29 des Schaltungsträgers 7 über die Durchkontakte 28 geliefert. Zum Schutz der Bonddrähte 14 ist das Hochfrequenzmodul mit seinem Hohlraumresonatorbereich 5 in eine Kunststoffgehäusemasse eingebettet. In der Figur 1 sind die beiden Modulkomponenten 2 und 3 vollkommen iden¬ tisch. Jedoch kann für die obere Modulkomponente auf sonst übliche vergrabende Reflektionsschichten bzw. aus Metall ver¬ zichtet werden, die für die Basismodulkomponente erforderlich sind, um die piezoelektrische Hochfrequenzfilterstruktur auf der Oberseite der Basismodulkomponente 2 von der stoffschlüs¬ sigen Bindung der Rückseite 18 der Basismodulkomponente 2 mit dem relativ starren Schaltungsträger 7 zu entkoppeln, und um Rückwirkungen der starren Befestigung der Basismodulkomponen¬ te 2 auf dem Schaltungsträger 7 auf die Charakteristik des BAW-Filters der Basismodulkomponente 2 zu vermindern. Auf diesen Entkoppelungsaufwand kann wegen der Stapelung der Mo¬ dulkomponente 3 auf dem Hohlraum 5 der Basismodulkomponente 2 verzichtet werden, insbesondere dann, wenn die gestapelte Mo¬ dulkomponente 3 dünn geschliffen ist.

Die Modulkomponenten 2 und 3 werden untereinander und mit dem Schaltungsträger 7 sowie mit der Abdeckplatte 12 durch ent¬ sprechend zugeschnittene doppelseitig klebende Folien 32 mit¬ einander mechanisch verbunden. Je nach Anwendungsfall kann das Gehäuse 24 aus einer an den Schaltungsträger 7 anklinkba- ren Gehäusekonstruktion bestehen oder aus einer Kunststoffge¬ häusemasse 33 aufgebaut sein, welche die Komponenten des Hochfrequenzfilters einbettet. Figur 2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Hoch¬ frequenzmodul 20 einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in Figur 1 werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erör¬ tert.

Der Unterschied der zweiten Ausführungsform 20 gegenüber der ersten Ausführungsform 10 in Figur 1 besteht darin, dass die gestapelte Modulkomponente 3 mit ihrer Filterstruktur 1 auf ihrer Oberseite 22 auf der einen Hohlraumresonator 5 aufwei¬ senden Oberseite 21 der Basismodulkomponente 2 angeordnet ist. Somit nutzen die beiden gestapelten Modulkomponenten 2 und 3 gemeinsam den Hohlraum 5 über der piezoelektrischen Struktur der Basiskomponente 2 aus. Das hat den Vorteil, dass dieses Hochfrequenzmodul eine geringere Raumhöhe aufweisen kann, wobei auf die Abdeckplatte, wie sie noch in der ersten Ausführungsform der Erfindung mit Figur 1 gezeigt wird, verzichtet werden kann.

Des Weiteren hat diese Ausführungsform der Erfindung den Vor¬ teil, dass die Rückseite 18 der gestapelten Modulkomponente 2 nicht mit dem starren Schaltungsträger 7 mechanisch verbunden ist, sondern frei im Gehäuse 24 angeordnet ist. Wird das Ge- häuse aus einer gummielastischen Kunststoffgehäusemasse 33 aufgebaut, so kann auf die Reflektionsschichten innerhalb des Halbleiter- oder Keramiksubstrats 26 der gestapelten Modul¬ komponente 3 verzichtet werden, da die Rückseite 18 der ge¬ stapelten Modulkomponente 3 mechanisch entkoppelt ist.

Ein weiterer Unterschied des Hochfrequenzmoduls 20 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass ein Teil der Verbindungselemente 8 durch Flipchip-Kontakte 15 der gestapelten Modulkomponente 2 realisiert wird. Damit vermin¬ dert sich die Anzahl der erforderlichen Bonddrähte 14, die in dieser Ausführungsform der Erfindung lediglich die Verbindung der Basismodulkomponente 2 zu den Anschlussflächen 23 des Schaltungsträgers 7 bereitstellen.

Weiterhin wurde für diese zweite Ausführungsform der Erfin¬ dung das Halbleiter- oder Keramiksubstrat 26 der gestapelten Modulkomponente 3 in seiner flächigen Erstreckung kleiner ausgeführt als die flächige Erstreckung der Basismodulkompo¬ nente 2. Damit wird erreicht, dass die Bonddrähte 14 als Ver¬ bindungselemente 8 zu den Anschlussflächen 23 des Schaltungs¬ substrats 7 erst nach der Montage der gestapelten Modulkompo¬ nente 3 im Randbereich 12 der Basismodulkomponente 2 gebondet werden müssen. Durch die Oberflächenmontage der gestapelten Basismodulkomponente 2 wird gleichzeitig die Zuverlässigkeit dieses Hochfrequenzfiltermoduls verbessert, da weniger Ferti¬ gungsschritte und insbesondere weniger Bondverbindungen 14 erforderlich werden.

Eine weitere Verbesserung der Zuverlässigkeit zeigt die drit¬ te Ausführungsform der Erfindung gemäß Figur 3.

Figur 3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Hoch- frequenzmodul 30 gemäß einer dritten Ausführungsform der Er¬ findung. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in Figur 1 werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert.

Dieses Hochfrequenzmodul ist kompakter aufgebaut als die in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen. Diese kompakte Bauweise wird ermöglicht durch Verbindungselemente 8, die als Durchkontakte 13 durch das Halbleiter- oder Kera- miksubstrat 26 der Basismodulkomponente 3 realisiert werden. Diese Durchkontakte 13 können durch Laserablation von der Rückseite 25 der Basismodulkomponente 2 oder durch Ätzen von Durchgangsöffnungen erreicht werden, deren Wände dann mit e- lektrisch leitenden Materialien beschichtet werden, oder von elektrisch leitendem Material zu Durchkontakten 13 aufgefüllt werden.

Mit Hilfe dieser Durchkontakte 13 durch das Halbleiter- oder Keramiksubstrat 26 der Basismodulkomponente können sämtliche raumgreifenden und empfindlichen Verbindungselemente 8 in Form von Bonddrähten 14, wie sie in Figur 1 und Figur 2 ge¬ zeigt werden, durch Lotkugeln 16 ersetzt werden. Somit wird mit der dritten Ausführungsform der Erfindung eine weiterge- hende Raumersparnis und Flächenreduzierung für Hochfrequenz¬ filter in gestapelter Modulbauweise erreicht. Zu dieser Raum¬ ersparnis trägt auch das Einführen der Lotkugeln 16 bei, die auf der Unterseite 25 des Basishalbleiterbauteils 2 für eine Oberflächenmontage des gestapelten Hochfrequenzmoduls 30 auf dem Schaltungsträger 7 angeordnet sind. Ferner wird mit die¬ sem Ausführungsbeispiel eines Hochfrequenzmoduls 30 gezeigt, dass der Hohlraumresonatorbereich in mehrere Hohlräume 35 und 36 gegliedert sein kann.