説明

半導体チップ用の基板の製造のための方法

本発明は、半導体チップ用の基板の製造のための方法であって、種々の輪郭のパターンが反復して形成される金属シート及びプラスチックシートを、帯状の1つの積層体に積層し、該積層の後に穴若しくは刻み目成形部を形成する形式のものに関し、本発明では次の少なくとも1つの工程を含んでおり、つまり、A)シートを次のようにパターン形成し、すなわち、シートの全幅にわたってはオーバーラップしていない領域を設けてあり、B)シートを、該シートの全幅にわたっては積層されていない帯状の積層体に積層し、D)積層体の所定の輪郭によって画定された刻み目成形部を、積層体の平面から曲げ出す。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、パターン形成された金属シート及びプラスチックシートから成る、半導体チップ用の基板の製造のための方法並びに、基板の素材としての帯状の積層体に関する。
【0002】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第19521022号明細書に記載の手段では、金属シートとプラスチックシートとをそれぞれ個別に打ち抜き、次いで1つのエンドレスストリップ(endless strip)として互いに接合するようになっており、この場合に案内ピンは、互いに接着接合すべき両方のシートの上下に位置する位置決めマーク内に係合するようになっている。
【0003】
クリーンルーム設備において、積層体から基板(サブストレート)を切り出す際に発生する摩耗粒子若しくは切削粒子は、不都合な汚染物質である。さらに、益々小さくなる敏感な電子式の部品に対する機械的な負荷も問題である。
【0004】
本発明の課題は、電子部品を機械的な負荷から保護し、積層体から基板を切り出す、つまり積層体を複数の基板に個別化する際に発生する摩耗粒子の汚染物質を減少させ、基板の加工を簡単にし、かつ基板の多様な使用を可能にできるようにすることである。
【0005】
前記課題を解決するために本発明は、半導体チップ用の基板の製造のための方法であって、種々の輪郭のパターンが反復して形成される金属シート及びプラスチックシートを帯状の1つの積層体(ラミネート)に積層し、つまり前記金属シート及びプラスチックシートを互いに積層して1つの積層体を形成し、該積層体の形成の後に穴若しくは刻み目成形部(切欠き部)を形成する形式のものにおいて、本発明に基づく方法は、次の少なくとも1つの手段(工程若しくはステップ)を含んでおり、つまり、A)シートは、シートの全幅にわたってオーバーラップしていない領域を設ける、すなわちシートの全幅にわたって露出している領域を設けるようにパターン形成され、B)シートは、反復される所定の部分領域では積層体の全幅にわたって積層されず、すなわち一方若しくは1つのシートは、反復される所定の部分領域では積層体の全幅にわたって他方若しくは別のシートによって覆われず、露出され、C)積層体の反復する所定の輪郭によって画定された刻み目成形部は、積層体の平面から曲げ出される。本発明の明細書では、刻み目成形部は、幅の広い刻み目によって形成される切欠き部(切除部)、並びに幅の狭い刻み目によって画定(成形)される成形部若しくは舌状部(切り出し部)を意味している。
【0006】
本発明の実施態様では、基板の製造方法は、前記工程A、B及びCのうちの少なくとも2つの工程を含み、若しくは前記3つの工程A、B及びCを含んでおり、有利には前記工程A、B、Cを該の工程A、B、Cの順序で行うようになっている。
【0007】
シートは、前記工程A若しくはBで、所定の領域で積層体の全幅にわたって1つ若しくは複数のシートを除去することによって、積層若しくはオーバーラップされず、つまり露出される。
【0008】
本発明の実施態様により、シートは、一方のシートが該シートの全幅にわたって他方のシートによって覆われていない領域で、つまり露出した領域で、互いに分離した個別のモジュールに分割され、つまり個別化される。有利な実施態様では、帯状の積層体を、個別のモジュールに個別化するために、1つのシートが中断している領域で、つまり別のシートが該シートの全幅にわたって露出している領域で切断するようになっている。
【0009】
反復して形成された、つまり反復構造の所定の刻み目によって成形された舌状部は、前記工程Cで積層体の帯材平面から曲げ出される。曲げ出された舌状部は、積層体(帯材)の巻き取りの際に損傷されやすく、繰り出しに際して引っ掛かり傾向にある。このような問題は、スペーサーによって解決されている。このために本発明の実施態様により、所定の刻み目成形部を曲げ出してスペーサーを形成するようになっている。有利な実施態様により、複数の舌状部を保持部の側壁若しくはフレームとして設けてある。保持部として形成された舌状部は、正確な実装を可能にしている。
【0010】
種々の輪郭のパターンが反復して形成される、つまり反復パターン構造の金属シート及びプラスチックシートから成る積層構造の基板、つまり複数のシートを積層して成る基板において、正確な実装に対する要求を満たすために、本発明の実施態様により、シート、殊に金属シートの露出している領域に穴抜きによって成形するようになっている。本発明の有利な実施態様により、穴抜き成形される穴は、金属シートにおける基準穴(若しくは位置決め穴)として適しており、それというのは、基準穴の±0.01mmの製作誤差は、位置決めマーク(ガイド穴)の±0.03mmの製作誤差よりはるかに小さいからであり、電子部品の正確な位置決め(整合)を可能にしている。積層の後に基準穴を形成することも可能である。
【0011】
第1(一方)の少なくとも1つのシート、例えばプラスチックシートを、個別のモジュールの個別化のために分割するのに対して、第2(他方)の少なくとも1つのシート、例えば金属シートを帯状に保つようになっている。
【0012】
本発明の実施態様では、所定の刻み目成形部によって形成された舌状部をシートの平面から曲げ出すようになっている。
【0013】
前述の手段によって形成されるすべての積層体は、半導体チップ用の積層構造の基板を準備するために適していて、基板の製造方法の実施のための中間製品(素材)として用いられるものである。
【0014】
本発明の実施態様により、金属シートとプラスチックシートとを積層する前に、金属シートのパターンの所定の輪郭によって画定された舌状部の形成を行うようになっている。有利な実施態様により、金属シートとプラスチックシートとを積層する前に、プラスチックシートのパターン形成のために所定の刻み目成形部を形成するようになっている。
【0015】
本発明の有利な実施態様では、
基板は半導体チップのための支持(キャリア)であり、
パターン成形された金属シートは打ち抜き形成され、若しくはエッチングによって成形され、
プラスチックシートは打ち抜き形成され、
プラスチックシートは繊維強化され、特にガラスファイバー強化され、
パターン形成は、自動化された打ち抜き装置を用いて行われ、
金属シートに刻み目を形成して、舌状部を成形し、
金属シートのスペーサーのためのパターンは、切欠き部としての刻み目成形部を設けることなしに打ち抜き形成され、
ガイド穴は同一の穴抜き工具を用いて金属シート及びプラスチックシートに同時に形成され、
プラスチックシートに、後の舌状部を取り囲む領域に刻み目成形部を形成し、
プラスチックシートに、後のスペーサーを取り囲む領域に刻み目成形部を形成し、
プラスチックシートに、後の基準穴を取り囲む領域に刻み目成形部を形成し、
プラスチックシートの縁部に切欠き部を穴抜きし、
互いに異なるパターンを自動化された1つの打ち抜き装置によって形成し、
シートを付着剤を用いて積層し、
切欠き部によって画定された舌状部を曲げ出し、
互いに異なる輪郭でパターン形成された2つの金属シートは、異なるパターンの1つのプラスチックシートによって互いに分離されており、
積層体は2つのプラスチックシートとこの間に配置された1つの金属シートから成っており、
パターン形成された1つの金属シートは、同一輪郭でパターン形成された2つのプラスチックシート間に配置されており、
舌状部は積層体の平面(ベース面)に対して直角に、若しくは80°と100°との間の角度で曲げられており、
金属製の舌状部はプラスチックシートの刻み目成形部を通して曲げられており、
スペーサーのための刻み目成形部は、積層体から断面で見てZ字形のスペーサーに曲げられており、
スペーサーは、積層体の表面から舌状部よりも高く突出しており、
帯状の積層体は、パターン形成された2つの金属シート、該金属シート間に配置されていてパターン形成された1つのプラスチックシートから成っており、この場合に各シートは互いに異なるパターンを有している。
【0016】
本発明に基づく方法は、モジュールの残滓の生じない分割を可能にしており、それというのはプラスチックに付着する結合部の切り取りに基づき汚れ粒子を発生させないからである。有利な実施態様では、複数の舌状部は例えば該舌状部間に電子部品を受容するための保持部を形成するように配置されている。この場合に舌状部は保持部の壁である。有利な実施態様では、保持部は舌状部によって電子部品を挟むフレームとして形成されていてよい。
【0017】
本発明を図示の実施例に基づき詳細に説明する。
【0018】
図1に示す金属シート20の製造のために、打ち抜き装置によって反復性の打ち抜きパターンを形成してあり、打ち抜きパターンはそれぞれ所定の輪郭21,22,23,24を有している。図1に示すメタルシートはエッチングによってパターンを形成されていてよい。図2に示すプラスチックシート19は同様に、別の打ち抜き装置で打ち抜かれて異なる輪郭25,26,27,28の打ち抜きパターンを有している。図1及び図2のシートは、該両方のシートの送り穴22を互いに合致させた状態で、図3及び図4cに示す1つの金属・プラスチック製シート複合材6に積層されている。金属シート20及びプラスチックシート19の各輪郭21,22,23,24,25,26,27,28は互いに正確に重ねられて、後のモジュール18のパターンを形成するものである。図3に示す積層体6において舌状部24の領域にプラスチック結合部10を切り出してある。次いで舌状部24をシート平面に対して垂直に曲げ出してある。曲げ出された舌状部1は図4a、図4b、図4c及び図4dに見えている。図4a、図4b、図4c及び図4dに示す積層板は、電子部品の実装のために適していて、図5に示してあるように、分離箇所15,16における金属の結合部5の切断によって個別のモジュール18に個別化(分割)され、つまり切り分けられる。
【0019】
図1には輪郭23によって切り出し部23を示してあり、該切り出し部は後に曲げ出された舌状部1を成すものである。切り出し部23を画定する輪郭23間に結合部5を設けてあり、該結合部は、切り出し部23によって形成されていて後にモジュール18を成すアイランド(island)を、金属シート20の外側の領域に結合して保持している。輪郭21は、スペーサー2のための刻み目成形部(刻み目成形片)である。輪郭22は、穴抜き形成されたガイド穴22を画定している。金属シート20は図1ではスペーサー2の領域で切れ目だけを付けられている。このためにスペーサー2は、切れ目21を正確に形成した後に金属シートの平面内へ押し戻されている。輪郭24は、後に曲げ出し成形される舌状部1を規定している。
【0020】
図2にはプラスチックシート19の輪郭25,26,27,28を示してあり、該輪郭は後の舌状部24、スペーサー2、基準穴4、及びガイド穴22の領域の刻み目成形部25,26,27,28を規定している。つまり、刻み目成形部は舌状部24、スペーサー2、基準穴4を画定している。さらに縁部に切欠き(レセス[recesses])28を穴抜きによって形成(穴抜き形成)してある。輪郭25は、金属シート20内の基準穴4の後の穴抜き形成のための、プラスチックシート19内の刻み目成形部(切欠き部)を画成している。輪郭26は、プラスチックシート19内の刻み目成形部(切欠き部)を画成しており、該刻み目成形部は、打ち抜き成形部24からの舌片部1の後の曲げ出しを可能にするものである。輪郭26によって画定された刻み目成形部26間に結合部10,11を設けてあり、結合部は、刻み目成形部26によって形成されていて後にモジュール18を成すアイランド(島)を、プラスチックシート19の外側の領域に結合して保持している。輪郭27は刻み目成形部26に類似した刻み目成形部を画定しており、該刻み目成形部は、スペーサーが後に該刻み目成形部(切欠き部)の平面を通して曲げられることを可能にしている。輪郭28は、モジュールの個別化のために後に形成される刻み目成形部13(図4b)と同様に、モジュール若しくは基板の個別化のために用いられる刻み目成形部を画成している。
【0021】
図3は、金属製の結合部5を示しており、該結合部は、図示の実施例では金属シートに打ち抜き成形されていて、刻み目成形部26に基づきプラスチックシート19で覆われておらず、つまり露出している。金属シート及びプラスチックシートのガイド穴22は、積層体6内ではガイド穴9として互いに上下に正確に重ねられており、つまり互いに正確に整合している。プラスチック結合部10,11は、刻み目成形部23に基づき金属シートに積層(ラミネート)されていない、つまり金属シートに付着されていない。
【0022】
シート19,20を1つの積層体6に積層した後(図3及び図4c)に、まずプラスチックシート19の結合部10,11を切断箇所14で切断除去し、次いで舌状部24及びスペーサー21を積層体の平面から曲げ出すようになっている。平面から曲げ出された舌状部1及びスペーサー2は、図4a、図4b、図4c及び図4dに示してある。刻み目成形部3は刻み目成形部26の一部分であり、これによって舌状部1とプラスチックシート19の刻み目縁部との接触を防止してある。つまり舌状部の曲げ出しを正確に行うことができるようになっている。曲げ出しの後に、残存する積層体結合部13は切り落とされる。これによってモジュール18はプラスチック層から解放されていて、もっぱら金属シート20によってのみ所定の配列で積層体内に、それも図5に示してあるように、分離箇所15,16,17における金属の結合部5(図4a及び図4b)を介して保持されている。図5に示す支持帯材(キャリアストリップ[carrier strip])内に形成されかつ保持されているモジュールは、自動的な実装に適している。基準穴4は±0.01mmの範囲の精度で形成されている。モジュール8、つまり半導体チップ用基板内の基準穴は、モジュール上に部品を実装する際にモジュールの正確な位置決めに用いられる。曲げ出される舌状部1の位置決めは、基準穴4によって正確に規定される。本発明の構成は特に電子式の部品の実装に適している。金属シートのベース上における一般的な接触に加えて、本発明の構成では、舌状部1を介して電子部品と金属シートとを接続することも可能にしてある。
【0023】
本発明は、金属シートのベース面(平面)を介した接続だけではなく、側面を介した接続も可能にし、つまり新規な実装法を提供して、新規な構造若しくはデザインの電子部品の使用を可能にするものである。さらに舌状部1は、機械的な負荷若しくは荷重に対する機械的な固定及び保護を可能にするものである。この場合に舌状部1の保持機能は電子部品に限定されるものではない。
【0024】
部品の実装の後に、金属シート20内に保持されているモジュール18は個別化され、つまり切り離される。個別化は、分離箇所15,16,17に残存する結合部の切り落としによって行われ、つまり、該切り落としに際して積層体を切断することはなく、製造工程はクリーンルーム内の所定の条件下で実施できるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】打ち抜き形成された金属シートの平面図
【図2】打ち抜き形成されたプラスチックシートの平面図
【図3】図1の金属シート及び図2のプラスチックシートから成る積層体の平面図
【図4a】曲げ出された舌状部及びスペーサーを備える図3の積層体の平面図
【図4b】モジュールをまだ保持している状態の図4aの積層体の部分平面図
【図4c】図3の積層体の側面図
【図4d】図3の積層体の斜視図
【図5】積層体からのモジュールの個別化を示す図
【符号の説明】
【0026】
1 舌状部、 2 スペーサー、 3 刻み目成形部、 4 基準穴、 5 結合部、 8 基板、 9 ガイド穴、 10,11 プラスチックシートの結合部、 19 プラスチックシート、 20 金属シート、 22 ガイド穴、 21,22,23,24,25,26,27,28 輪郭

【特許請求の範囲】
【請求項1】
半導体チップ用の基板(6)の製造のための方法であって、種々の輪郭(23,26)のパターンが反復して形成される金属シート(20)及びプラスチックシート(19)を、帯状の1つの積層体に積層し、該積層の後に穴(4)若しくは切欠き部(13,14)を形成する形式のものにおいて、次の少なくとも1つの工程を含んでおり、つまり、
A)シート(19,20)を次のようにパターン形成し、すなわち、シートの全幅にわたってはオーバーラップしていない領域を設けてあり、
B)シート(19,20)を、反復される所定の部分領域では積層体(6)の全幅にわたって積層しないようにし、
C)積層体(6)の所定の輪郭(21,24)によって画定された刻み目成形部を、積層体(6)の平面から曲げ出す、ことを特徴とする、半導体チップの基板を製造するための方法。
【請求項2】
請求項1の工程A、B及びCのうちの少なくとも2つの工程を含む請求項1に記載の方法。
【請求項3】
請求項1の3つの工程A、B及びCを含む請求項1に記載の方法。
【請求項4】
請求項1の工程A、B、Cを該の工程A、B、Cの順序で行う請求項2又は3に記載の方法。
【請求項5】
シート(19,20)を、一方のシートが該シートの全幅にわたって他方のシートによって覆われていない領域で、互いにつながっていない個別のモジュール(18)に分割する請求項1から4のいずれか1項に記載の方法。
【請求項6】
帯状の積層体(6)を、個別のモジュール(18)に個別化するために、1つのシートが中断している領域で、つまり別のシートが該シートの全幅にわたって露出している領域で切断する請求項5に記載の方法。
【請求項7】
所定の刻み目によって形成された舌状部(1)を曲げ出す請求項1から6のいずれか1項に記載の方法。
【請求項8】
所定の刻み目成形部を曲げ出してスペーサー(2)を形成する請求項1から7のいずれか1項に記載の方法。
【請求項9】
半導体チップ用の基板(6)の製造のための方法であって、種々の輪郭(23,26)のパターンが反復して形成される少なくとも各1つの金属シート(20)及びプラスチックシート(19)を、帯状の1つの積層体に積層し、該積層の後に穴(4)若しくは切欠き部(13,14)を形成する形式のものにおいて、請求項1から8のいずれか1項に記載の手段を含み、金属シート(20)に基準穴(4)を穴抜き形成することを特徴とする、半導体チップの基板を製造するための方法。
【請求項10】
半導体チップ用の基板(6)の製造のための方法であって、種々の輪郭(23,26)のパターンが反復して形成される少なくとも各1つの金属シート(20)及びプラスチックシート(19)を、帯状の1つの積層体に積層し、該積層の後に穴(4)若しくは切欠き部(13,14)を形成する形式のものにおいて、請求項1から8のいずれか1項に記載の手段を含み、第1の少なくとも1つのシート(19)を個別のモジュール(18)に個別化するのに対して、第2の少なくとも1つのシート(20)を帯状に保つことを特徴とする、半導体チップの基板を製造するための方法。
【請求項11】
半導体チップ用の基板(6)の製造のための方法であって、種々の輪郭(23,26)のパターンが反復して形成される少なくとも各1つの金属シート(20)及びプラスチックシート(19)を、帯状の1つの積層体に積層し、該積層の後に穴(4)若しくは切欠き部(13,14)を形成する形式のものにおいて、請求項1から8のいずれか1項に記載の手段を含み、所定の刻み目成形部(26)によって形成された舌状部(11)をシートの平面から曲げ出すことを特徴とする、半導体チップの基板を製造するための方法。
【請求項12】
金属シート(20)とプラスチックシート(19)とを積層する前に、金属シート(20)のパターンの所定の輪郭(23)によって画定された舌状部(1)の形成を行う請求項1から11のいずれか1項に記載の方法。
【請求項13】
金属シート(20)とプラスチックシート(19)とを積層する前に、プラスチックシート(19)のパターン形成のために所定の刻み目成形部(26)を形成する請求項1から12のいずれか1項に記載の方法。
【請求項14】
モジュール(18)の個別化を打ち抜きによって行う請求項1から13のいずれか1項に記載の方法。
【請求項15】
パターン形成された少なくとも1つの金属シート(20)及びパターン形成された少なくとも1つのプラスチックシート(19)から成る帯状の積層体であって、この場合に前記シートは、反復して形成された互いに異なる輪郭(23,26)のパターンを有している形式のものにおいて、積層体(6)は、該積層体の平面から曲げ出された刻み目成形部分(1,2)を有していることを特徴とする、帯状の積層体。
【請求項16】
曲げ出された刻み目成形部分は、舌状部(1)若しくはスペーサー(2)である請求項15に記載の帯状の積層体。
【請求項17】
積層体(6)は、シート(19,20)が互いに積層体の全幅にわたってオーバーラップしていない領域を有している請求項15又は16に記載の帯状の積層体。
【請求項18】
積層体(6)のシートは、互いにつながっていない輪郭(18)のパターンを有している請求項15又は16に記載の帯状の積層体。
【請求項19】
積層されていない領域は基準穴(4)を有している請求項15から18のいずれか1項に記載の帯状の積層体。
【請求項20】
舌状部若しくはスペーサー(2)は、積層体(26)から曲げ出されている請求項15から19のいずれか1項に記載の帯状の積層体。
【請求項21】
積層体を形成している帯材は、金属製の結合部(5)を介して支持帯材(6)に保持されたモジュール(18)を有している請求項15から20のいずれか1項に記載の帯状の積層体。
【請求項22】
支持部分若しくは保持部分として複数の舌状部を設けてある請求項16から21のいずれか1項に記載の帯状の積層体。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4a】
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【図4b】
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【図4c】
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【図4d】
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【図5】
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【公表番号】特表2009−508343(P2009−508343A)
【公表日】平成21年2月26日(2009.2.26)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−530393(P2008−530393)
【出願日】平成18年9月8日(2006.9.8)
【国際出願番号】PCT/EP2006/008783
【国際公開番号】WO2007/031241
【国際公開日】平成19年3月22日(2007.3.22)
【出願人】(390023560)ヴェー ツェー ヘレーウス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (42)
【氏名又は名称原語表記】W.C.Heraeus GmbH 
【住所又は居所原語表記】Heraeusstrasse 12−14, D−63450 Hanau, Germany
【Fターム(参考)】