DE10016064B4

DE10016064B4 - Substrat,Einzelsubstrat und Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number: DE10016064B4
Application number: DE10016064A
Authority: DE
Inventors: Masaya Nagaokakyo Wajima
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1999-04-02
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2020-04-01
Also published as: JP2000294887A; US6369335B1; CN1269636A; MY117466A; JP3617368B2; CN100341242C; DE10016064A1

Abstract

Substrat für die Herstellung einer Mehrzahl von Einzelsubstraten (14), welche auf der Stirnfläche ihrer Breitseite und der Stirnfläche ihrer Längsseite Kontaktierungen (16a, 16b) aufweisen, mit:
einem Bereich, in dem die Mehrzahl von Einzelsubstraten (14) ausgebildet sind, wobei dieser Bereich eine Mehrzahl rasterförmig angeordneter länglicher Durchgangsbohrungen (12) aufweist, die jeweils mit einer ihrer Längsseiten eine gesamte Endfläche der Längsseite eines ersten Einzelsubstrats (14a) und mit einer ihrer Stirnseiten einen Teil der Stirnfläche der Breitseite eines zweiten Einzelsubstrats (14b) bilden, wobei das erste und das zweite Einzelsubstrat (14a, 14b) nebeneinanderliegen und entlang eines gemeinsame Teils ihrer Breitseiten verbunden sind, und wobei die länglichen Durchgangsbohrungen (12) mindestens an ihren Innenseiten Metallkontaktierungen (16) aufweisen, die nach Zertrennung des Substrats in die Einzelsubstrate (14) die Kontaktierungen (16a, 16b) der Einzelsubstrate (14) an deren Breitseitenstirnfläche und deren Längsseitenstirnfläche bilden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Substrat für die Herstellung einer Mehrzahl von Einzelsubstraten, welche auf der Stirnfläche ihrer Breitseite und der Stirnfläche ihrer Längsseite Kontaktierungen aufweisen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Einzelsubstrats, das auf der Stirnfläche einer Breitseite und der Stirnfläche einer Längsseite Kontaktierungen aufweist, aus einem solchen Substrat umfassend eine Mehrzahl von Einzelsubstraten.

Bekannte Technologien in Bezug auf die vorliegende Erfindung werden beispielsweise in den ungeprüften japanischen Patentanmeldungen Nr. 8-293752, 58-139513, 8-97674 und 7-335995 offengelegt.

Bisher wurde ein Verfahren zur Herstellung von Substraten häufig genutzt, bei dem ein Substrat mit Leiterbahn-Layouts geschaffen und das Substrat in eine Mehrzahl von Einzelsubstraten zerschnitten wird. In diesem Verfahren wird ein in 22 gezeigtes Substrat 1 verwendet. Das in 22 gezeigte Substrat 1 weist durchgängige Bohrungen 4 an Positionen auf, die den vier Ecken und einem Teil jeder Stirnseite eines zu bildenden Einzelsubstrats entsprechen. Jede durchgängige Bohrung 4 weist eine Kontaktierung 2 an der Innenseite auf (siehe 23). Das Substrat 1 wird längs der Linien D durch einen Substratzerteiler oder ähnliches entsprechend dem in 23 gezeigten Einzelsubstrat 3 in Einzelsubstrate geschnitten.

Jedoch stellt sich entsprechend dieser bekannten Technologie ein Problem insoweit, als eine Mehrzahl von Formen zur Ausbildung der Substrate 1 erforderlich ist, welche mit Formteilen entsprechend der Zahl der durchgängigen Bohrungen 4 der Einzelsubstrate 3 ausgestattet sein müssen, wodurch die Kosten der Formen und dementsprechend die Herstellkosten der Einzelsubstrate 3 erhöht werden. Darüber hinaus werden bei dem Verfahren, bei dem das Substrat 1 mit einer Mehrzahl von durchgängigen Bohrungen 4 in der Position der Stirnflächen der Einzelsubstrate 3 versehen wird, möglicherweise dann Kurzschlüsse zwischen den Kontaktierungen 2 und Brüche der Substrate auftreten, wenn die durchgängigen Bohrungen 4 übermäßig nahe beieinanderliegen, wodurch die Miniaturisierung der Einzelsubstrate 3 eingeschränkt wird.

Nach der US 5,607,535 ist es bekannt, aus übereinandergestapelten Substratlagen, welche längliche Bohrungen aufweisen, durch Zerschneiden des Stapels Einzelsubstrate herzustellen. Die an den Seitenflächen der Einzelsubstrate liegenden Kontaktierungen werden in einem nachfolgenden Schritt auf die Seitenflächen der fertig ausgeschnittenen Einzelsubstrate aufgebracht.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Substrat für die Herstellung einer Mehrzahl von Einzelsubstraten sowie ein verbessertes Verfahren zur Herstellung der Einzelsubstrate aus einem solchen Substrat anzugeben, die eine einfache, effiziente und kostengünstige Herstellung der miniaturisierten Einzelsubstrate gewährleisten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Substrat gemäß Patentanspruch 1 und in verfahrenstechnischer Hinsicht durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 4 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

In dem Substrat kann die längliche durchgängige Bohrung in einer solchen Weise ausgebildet werden, daß die Innenfläche eines Endes in Längsrichtung mit der Stirnfläche der Breitseite des zweiten Einzelsubstrats fluchtend ist. Die Innenfläche eines Endes in Längsrichtung der durchgängigen Bohrung kann mit einer Stirnflächenkontaktierung ausgerüstet sein.

Vorteilhafterweise wird also eine längliche durchgängige Bohrung in einem Substrat angebracht, die in einer solchen Weise ausgebildet wird, daß die gesamte Endfläche der Längsseite eines ersten Einzelsubstrats und ein Teil der Stirnfläche der Breitseite eines zweiten Einzelsubstrats gleichzeitig ausgesetzt sind, wobei das erste und das zweite Einzelsubstrat nebeneinanderliegen und eine gemeinsame Stirnfläche der Breitseite aufweisen. Durch Ausbilden einer Kontaktierung an der Innenseite der länglichen durchgängigen Bohrung werden eine Endflächenkontaktierung des ersten Einzelsubstrats und eine Stirnflächenkontaktierung des zweiten Einzelsubstrats mühelos gleichzeitig ausgebildet. Bei dieser Anordnung kann im Vergleich zu einem bekannten Verfahren die Anzahl von durchgängigen Bohrungen verringert werden, womit die Herstellkosten der Substrate gesenkt werden. Durch eine Verminderung der Anzahl von durchgängigen Bohrungen im Vergleich zu einem bekannten Substrat wird ein Problem dahingehend, daß die Festigkeit des Substrats durch nebeneinanderliegende durchgängige Bohrungen, die übermäßig nahe beieinanderliegen, gemindert wird, im wesentlichen beseitigt. Demzufolge können die Einzelsubstrate weitergehend miniaturisiert werden.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung hervor, in der mit Bezug auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen
1 eine Draufsicht eines Substrats entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 eine perspektivische Ansicht eines Einzelsubstrats, das ausgehend von dem in 1 gezeigten Substrat erhalten wurde;
3 eine Querschnittansicht nach der Linie A-A des in 1 gezeigten Substrats;
4 eine Explosionszeichnung eines Ausführungsbeispiels einer elektronischen Vorrichtung unter Verwendung des in 2 gezeigten Einzelsubstrats;
5 eine Draufsicht eines Substrats entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
6 eine perspektivische Ansicht eines Einzelsubstrats, das ausgehend von dem in 5 gezeigten Substrat erhalten wurde;
7 eine Explosionszeichnung eines Ausführungsbeispiels einer elektronischen Vorrichtung unter Verwendung des in 6 gezeigten Einzelsubstrats;
8 eine Draufsicht eines Substrats entsprechend einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
9 eine perspektivische Ansicht eines Einzelsubstrats, das ausgehend von dem in 8 gezeigten Substrat erhalten wurde;
10 eine Explosionszeichnung eines Ausführungsbeispiels einer elektronischen Vorrichtung unter Verwendung des in 9 gezeigten Einzelsubstrats;
11 eine Draufsicht des in 1 gezeigten Substrats mit einem modifizierten Ausführungsbeispiel der durchgängigen Bohrungen;
12 eine perspektivische Ansicht eines Einzelsubstrats, das ausgehend von dem in 11 gezeigten Substrat erhalten wurde;
13 eine Draufsicht des in 11 gezeigten Substrats mit einem weiteren modifizierten Ausführungsbeispiel der durchgängigen Bohrungen;
14 eine perspektivische Ansicht eines Einzelsubstrats, das ausgehend von dem in 13 gezeigten Substrat erhalten wurde;
15 eine Draufsicht eines modifizierten Ausführungsbeispiels der Leiterbahn-Layouts des in 5 gezeigten Substrats;
16 eine perspektivische Ansicht eines Einzelsubstrats, das ausgehend von dem in 15 gezeigten Substrat erhalten wurde;
17 eine Draufsicht eines weiteren modifizierten Ausführungsbeispiels der Leiterbahn-Layouts des in 5 gezeigten Substrats;
18 eine perspektivische Ansicht eines Einzelsubstrats, das ausgehend von dem in 17 gezeigten Substrat erhalten wurde;
19 eine Draufsicht eines Substrats entsprechend einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
20 eine perspektivische Ansicht eines Einzelsubstrats, das ausgehend von dem in 19 gezeigten Substrat erhalten wurde;
21 eine Schnittansicht in Längsrichtung längs der Linie B-B des in 20 gezeigten Einzelsubstrats;
22 eine Draufsicht eines an sich bekannten Substrats, und
23 eine perspektivische Ansicht eines Einzelsubstrats, das ausgehend von dem bekannten in 22 gezeigten Substrat erhalten wurde.
1 ist eine Draufsicht eines Substrats entsprechend einer ersten Ausführungsform der Erfindung. 2 ist eine perspektivische Ansicht eines ausgehend von dem in 1 gezeigten Substrat erhaltenen Einzelsubstrats. 3 ist eine Querschnittansicht längs der Linie A-A des in 1 gezeigten Substrats.
Ein Substrat 10 nach dem ersten Ausführungsbeispiel wird in einem Rechteck ausgebildet. Das Substrat 10 wird wie nachstehend beschrieben in eine Mehrzahl von Einzelsubstraten 14 zerschnitten. Das Substrat 10 kann entweder aus synthetischem Harz oder aus einer dielektrischen Substanz bestehen.
Das Substrat 10 weist eine Mehrzahl von länglichen durchgängigen Bohrungen 12 auf, die sich in einer vorherbestimmten Entfernung parallel zueinander erstrecken. Jede durchgängige Bohrung 12 wird so ausgebildet, daß sie an jedem der Enden in der Längsrichtung des Einzelsubstrats 14, die einander gegenüberliegen, angeordnet sind, wobei sich die durchgängige Bohrung 12 in der Richtung der Breitseite des Einzelsubstrats 14 erstreckt. Die durchgängigen Bohrungen 12 werden in einer versetzten Weise angeordnet, so daß kein kontinuierlicher Schlitz in einem der Einzelsubstrate 14 ausgebildet wird. Die durchgängigen Bohrungen 12 können entweder ausgebildet werden, indem das Substrat 10 durch eine Form mit einer Mehrzahl von Ausbuchtungen hergestellt wird, oder aber durch Bearbeitung des vorbereiteten rechteckigen Substrats 10.
Die Konfiguration des Substrats 10 wird anhand eines Einzelsubstrats 14a wie folgt beschrieben. Einzelsubstrate 14b, 14c, 14d und 14e werden um das Einzelsubstrat 14a herum angeordnet, wobei jedes einen Teil der Stirnfläche der Breitseite mit der Stirnfläche der Breitseite des Einzelsubstrats 14a gemeinsam hat. Die in Längsrichtung des Einzelsubstrats 14a gegenüberliegenden Enden liegen jeweils durch die durchgängigen Bohrungen 12a und 12b Einzelsubstraten 14f und 14g gegenüber. Die durchgängige Bohrung 12a, die einem der Enden in Längsrichtung des Einzelsubstrats 14a gegenüberliegt, wird so ausgeformt, daß sie länglich ist, um über die Enden der durchgängigen Bohrung 12a im wesentlichen U-förmige Aussparungen zu liefern, die Zwischenteile von Stirnflächen der Breitseite der Einzelsubstrate 14b und 14c aussetzen. Die durchgängige Bohrung 12b, die dem anderen Ende in der Längsrichtung des Einzelsubstrats 14a gegenüberliegt, wird so ausgeformt, daß sie länglich ist, um über die Enden der durchgängigen Bohrung 12b im wesentliche U-förmige Aussparungen zu liefern, die Zwischenteile von Stirnflächen der Breitseite der Einzelsubstrate 14d und 14e aussetzen. Die durchgängige Bohrung 12c zwischen den Einzelsubstraten 14b und 14d wird so ausgeformt, daß sie länglich ist, um über deren Enden eine im wesentliche U-förmige Aussparung zu liefern, die Zwischenteile einer der Stirnflächen der Breitseite der Einzelsubstrate 14a, die in der Richtung der Breite gegenüberliegen, aussetzt. Die durchgängige Bohrung 12d zwischen den Einzelsubstraten 14c und 14e wird so ausgeformt, daß sie länglich ist, um über deren Enden eine im wesentliche U-förmige Aussparung zu liefern, die Zwischenteile der anderen Stirnflächen der Einzelsubstrate 14a, die in der Richtung der Breite gegenüberliegen, aussetzt. In der gleichen Weise bilden die anderen Enden der durchgängigen Bohrungen 12c und 12d demzufolge im wesentlichen U-förmige Aussparungen, die Zwischenteile der Stirnflächen der Breitseite der anderen Einzelsubstrate aussetzen. Die Aussparungen an den Stirnflächen der Breitseite der Einzelsubstrate 14 werden als durchgängige Bohrungen jedes Einzelsubstrats 14 verwendet, wobei die Fläche jeder Aussparung eine Stirnflächenkontaktierung 16a entsprechend der nachstehenden Beschreibung aufweist.
Eine Mehrzahl von Teilbereichs-Leiterbahn-Layouts 16, die sich parallel zur Längsseite der durchgängigen Bohrung 12 erstrecken, wird auf der Hauptfläche des Substrats 10 angeordnet. Die Leiterbahn-Layouts 16 werden auch auf den Innenseiten der durchgängigen Bohrungen 12 ausgebildet. Die Leiterbahn-Layouts 16 auf der Hauptfläche des Substrats 10 und die Leiterbahn-Layouts 16 an den Innenflächen der durchgängigen Bohrungen 12 sind elektrisch miteinander verbunden. Die Leiterbahn-Layouts 16 an den Innenflächen der durchgängigen Bohrungen 12 dienen als Stirnflächenkontaktierungen 16a und Endflächenkontaktierungen 16b der Einzelsubstrate 14. Das bedeutet, daß die Leiterbahn-Layouts 16, die an den Innenseiten der Enden in Längsrichtung der länglichen durchgängigen Bohrungen 12 ausgebildet werden, als Stirnflächenkontaktierungen 16a der Einzelsubstrate 14 dienen, und die auf den verbleibenden Flächen der länglichen durchgängigen Bohrungen 12 ausgebildeten Leiterbahn-Layouts 16 dienen als Endflächenkontaktierungen 16b der Einzelsubstrate 14. Die Stirnflächenkontaktierungen 16a und die Endflächenkontaktierungen 16b dienen als Eingangs-/Ausgangskontaktierungen oder als Erdungskontaktierung einer elektronischen Vorrichtung. Die Leiterbahn-Layouts 16 werden durch ein gewähltes oder kombinierte gewählte Verfahren entsprechend dem Material des Substrats und der Verwendung des Substrats aus Verfahren, wie Drucken, Sintern, Aufdampfen oder Plattieren, ausgewählt.
Eines der Verfahren zur Ausbildung der Leiterbahn-Layouts 16 wird nachstehend beschrieben. Vor der Ausbildung der Leiterbahn-Layouts 16 wird die Außenoberfläche des Substrats 10 durch Aufrauhen der Oberfläche mit einem Lösungsmittel, einer Säure, einer Lauge oder ähnlichem oder durch Beschichten der Oberfläche mit einem Katalysator für das Plattieren aufgerauht wird.
Eine Metallschicht wird auf der gesamten Fläche des Substrats 10 durch stromlose Kupferabscheidung auf der Oberfläche aufgebracht. Die Metallschicht wird auch aufgebracht, um die Innenflächen der durchgängigen Bohrung 12 abzudecken.
Das Material der Metallschicht kann unter Silber, Gold, Palladium oder Aluminium oder einer bevorzugten Legierung derselben, außer dem oben beschriebenen Kupfer, ausgewählt werden. Die Metallschicht kann entsprechend dem Bedarf mit einer weiteren Metallschicht aus den genannten Materialien durch Elektroplattieren überdeckt werden.
Ein Fotolack wird auf die gesamte Oberfläche des Substrats 10 mit der Metallschicht aufgebracht. Der Fotolack wird so aufgebracht, daß er die gesamte äußere Oberfläche der Metallschicht abdeckt.
Eine Maske wird auf dem Substrat 10 angeordnet, die Maske hat eine Mehrzahl von Öffnungen. Die Öffnungen sind so ausgebildet, daß sie Teilen des Einzelsubstrats als Endprodukt entsprechen, bei dem Kontaktierungen nicht ausgebildet werden.
Dann wird die Maske mit diffusem Licht belichtet, dem die Fotolackschicht unter den Öffnungen der Maske ausgesetzt wird. In diesem Fall werden die Innenflächen der durchgängigen Bohrungen 12 ebenso dem diffusen Licht ausgesetzt. Das diffuse Licht wird durch einen entsprechenden Diffusor erhalten, der zwischen einer Lichtquelle und der Maske angeordnet ist, wobei die Lichtquelle so bewegt wird, daß sie der Maske und dem Substrat 10 gegenüberliegt, bzw. die Maske und das Substrat 10 so bewegt werden, daß sie der Lichtquelle gegenüberliegen. Für diesen Zweck wird beispielsweise ein handelsüblicher scannerartiger Belichtungsapparat benutzt.
Die Fotolackschicht wird entwickelt, und der belichtete Teil der Fotolackschicht wird durch Verwendung einer starken Säure, wie z.B. Salpetersäure, entfernt. Anschließend wird die Metallschicht dadurch entfernt, daß der Teil geätzt wird, der nicht mit einer Fotolackschicht bedeckt ist. Die verbleibenden Teile der Fotolackschicht, die nicht ausgesetzt und nicht geätzt wurden, werden durch ein Lösungsmittel entfernt, das beispielsweise 65 Gewichts-% aromatische Kohlenwasserstoffe, 20 Gewichts-% Alkylsulfosäure und 15 % Alkylhydroxybenzen enthält. Auf diese Weise werden die Leiterbahn-Layouts 16 auf dem Substrat 10 ausgebildet.
Die Mehrzahl von Schnittlinien D, die auf dem in 1 gezeigten Substrat durch gestrichelte Linien gezeigt werden, erstrecken sich parallel zueinander in einer der Breite jedes Einzelsubstrats 14 entsprechenden Entfernung, und zwar in einer zur Längsachse der durchgängigen Bohrungen 12 rechtwinkeligen Richtung. Die Schnittlinien D schneiden sich jeweils mit jeder durchgängigen Bohrung 12 in Bereichen, die von jedem Ende der durchgängigen Bohrungen 12 aus leicht in Richtung auf den Zwischenteil versetzt sind. Das Substrat 10 wird längs der Schnittlinien D durch einen Substratzerteiler oder ähnliches geschnitten, wodurch das Substrat 10 horizontal in Einzelteile längs der Mehrzahl von Schnittlinien D und vertikal durch die Mehrzahl von durchgängigen Bohrungen 12 geteilt wird, woraus eine Mehrzahl von Einzelsubstraten 14 entsteht. Die Mehrzahl der Einzelsubstrate 14 kann dadurch erhalten werden, daß das Substrat 10 nur entlang Linien rechtwinkelig zu der Längsachse der durchgängigen Bohrungen 12 geschnitten wird. Man braucht das Substrat 10 nicht in horizontaler und vertikaler Richtung, wie bei dem an sich bekannten Verfahren, zu schneiden. Jedes der Einzelsubstrate 14 weist die Stirnflächenkontaktierungen 16a auf den Innenflächen der an den Stirnflächen des Einzelsubstrats 14 ausgebildeten durchgängigen Bohrungen 12 auf, die im wesentlichen U-förmige bzw. halbmondförmige Aussparungen sind, die sich in der Richtung der Breite gegenüberliegen, und weist die Endflächenkontaktierungen 16b auf den gesamten Flächen der Endes des Einzelsubstrats 14, die sich jeweils in Längsrichtung gegenüberliegen, auf. Abgesehen von dem Substratzerteiler kann das Substrat 10 durch jede beliebige an sich bekannte Schneidmethode geschnitten werden.
Entsprechend dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel können die Einzelsubstrate 14 als Endprodukt dadurch erhalten werden, daß das Substrat 10, das die Mehrzahl von länglichen durchgängigen Bohrungen 12 aufweist, geschnitten wird, wobei an den Innenflächen der durchgängigen Bohrungen 12 die Leiterbahn-Layouts 16 ausgebildet werden, um als Endflächenkontaktierungen 16b und als Stirnflächenkontaktierungen 16a der Einzelsubstrate 14 zu dienen. Bei dieser Anordnung kann die Herstelldauer im Vergleich zu bekannten Herstellungsverfahren reduziert werden, und die Einzelsubstrate 14 können effizient produziert werden.
Bei dem Substrat 10 entsprechend dem hier behandelten Ausführungsbeispiel kann die Anzahl von durchgängigen Bohrungen im Vergleich zu der Anzahl, die bei einem an sich bekannten Substrat, bei dem sechs durchgängige Bohrungen ausgebildet werden müssen, erforderlich sind, um ca. 30 % reduziert werden. Im Gegensatz dazu sind bei dem Substrat 10 vier längliche durchgängige Bohrungen 12 für eines der Einzelsubstrate 14 vorgesehen, um die Einzelsubstrate 14 in der gleichen Konfiguration wie bei dem bekannten Substrat zu erhalten. Die Endflächenkontaktierungen 16b und die Stirnflächenkontaktierungen 16a werden jeweils an den Enden in Längsrichtung und an den Enden der Breitseite jedes Einzelsubstrats 14 angeordnet. Bei dieser Anordnung können die Formkosten und die Herstellkosten des Substrats 10 gesenkt werden.
4 ist eine Explosionszeichnung einer elektronischen Vorrichtung, bei der das in 2 gezeigte Einzelsubstrat 14 verwendet wird. Eine in 4 gezeigte elektronischen Vorrichtung 20 ist ein sog. SMD, d.h. „surface mounted device"-Resonator mit eingebauter Lastkapazität. Die elektronische Vorrichtung 20 weist das Einzel substrat 14 auf. Das Einzelsubstrat 14 ist mit einer Kapazität 24 versehen, die an dem Einzelsubstrat 14 beispielsweise durch drei erste leitende Chips 22 befestigt ist. Kontaktierungen an der Bodenfläche der Kapazität 24 sind mit den Stirnflächenkontaktierungen 16a und den Endflächenkontaktierungen 16b des Einzelsubstrats 14 durch die an der Oberfläche des Einzelsubstrats 14 angeordneten leitenden Chips 22 und Kontaktierungen elektrisch verbunden. Die Kapazität 24 weist einen piezoelektrischen Resonator 26 auf, der daran beispielsweise mit zwei zweiten leitenden Chips 22 befestigt ist. Zwei Kontaktierungen des piezoelektrischen Resonators 26 werden mit zwei an der Kapazität 24 durch die zweiten leitenden Chips 22 geschaffene Kontaktierungen verbunden. Der piezoelektrische Resonator 26 wird durch die zweiten leitenden Chips 22 in der Nähe von zwei Enden derselben in der Weise getragen, daß die Schwingung des piezoelektrischen Resonators 26 nicht unterdrückt wird. Der piezoelektrische Resonator 26 wird durch eine Kappe 28 abgedeckt.
5 ist eine Draufsicht eines Substrats nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. 6 ist eine perspektivische Ansicht eines ausgehend von dem in 5 gezeigten Substrat erhaltenen Einzelsubstrats.
Ein in 5 gezeigtes Substrat 10 weist durchgängige Bohrungen mit einer Form auf, die sich von der der durchgängigen Bohrungen in dem in 1 gezeigten Substrat 10 unterscheiden. Durchgängige Bohrungen 12 des in 5 gezeigten Substrats 10 werden in einem gestreckten Rechteck ausgebildet, und die Innenflächen der Enden jeder durchgängigen Bohrung 12, die sich jeweils in der Längsrichtung gegenüberliegen, sind fluchtend mit seitlichen Stirnflächen der Breitseite der Einzelsubstrate 14 neben der durchgängigen Bohrung 12, d.h. Zwischenteile der Stirnflächen der Breitseite jedes Einzelsubstrats 14 sind mit den Bohrungsenden bündig, so daß darin von den Innenflächen der Enden in Längsrichtung der durchgängigen Bohrungen 12 keine Aussparungen ausgebildet werden. Die freiliegenden Abschnitte werden dort mit Stirnflächenkontaktierungen 16a ausgebildet. Das Substrat 10 wird längs Schnittlinien D geschnitten, die sich längs der Stirnflächen der Breitseite der Einzelsubstrate 14 in einer zur Längsachse der durchgängigen Bohrungen 12 senkrechten Richtung in der Weise erstrecken, daß die Enden in der Längsrichtung der durchgängigen Bohrungen 12 keine Aussparungen in den Stirnflächen der Breitseite der Einzelsubstrate 14 bilden. Bei dieser Anordnung hat das Einzelsubstrat 14 keine durchgängigen Bohrungen in den Stirnflächen der Breitseite, wie in 6 gezeigt, und kann von dem in 5 gezeigten Substrat 10 ausgehend erhalten werden. Die Miniaturisierung der Einzelsubstrate 14 mit durchgängigen Bohrungen in den Stirnflächen der Breitseite ist vom Standpunkt der Festigkeit um die durchgängigen Bohrungen herum eingeschränkt. Da im Gegensatz dazu das Einzelsubstrat 14 entsprechend dem Ausführungsbeispiel keine Aussparungen aufweist, ist eine weitere Miniaturisierung möglich.
7 ist eine Explosionszeichnung einer elektronischen Vorrichtung, bei der das in 6 gezeigte Einzelsubstrat 14 eingesetzt wird. Eine in 7 gezeigte elektronische Vorrichtung 20 weist das Einzelsubstrat 14 auf. Das Einzelsubstrat 14 wird in diesem Fall aus einem Material hergestellt, das eine hohe Dielektrizitätszahl zur Lieferung einer Lastkapazität aufweist. Die Lastkapazität wird zwischen den Stirnflächenkontaktierungen 16a und den Endflächenkontaktierungen 16b angeordnet. Das Einzelsubstrat 14 wird darauf mit einem daran befestigten piezoelektrischen Resonator 26 über einen anisotropisch leitenden Bauteil 30, der beispielsweise eine Rahmenform aufweist, angeordnet. Der anisotropisch leitende Bauteil 30 ist lediglich in der Richtung der Dicke leitend. Eine der (nicht gezeigten) Kontaktierungen, die sich jeweils in Längsrichtung gegenüberliegen und die an der Bodenfläche des piezoelektrischen Resonators 26 angeordnet sind, ist mit einer der Endflächenkontaktierungen 16b elektrisch verbunden, die sich in Längsrichtung gegenüberliegen und auf dem Einzelsubstrat 14 angeordnet sind. Die andere der auf dem piezoelektrischen Resonator 26 angebrachten Kontaktierungen, die sich in Längsrichtung gegenüberliegen, ist mit der jeweils anderen der Endflächenkontaktierungen 16b elektrisch verbunden, die sich in Längsrichtung gegenüberliegen und auf dem Einzelsubstrat 14 angeordnet sind. Der piezoelektrische Resonator 26 ist darauf mit einem oberen Substrat 34 angeordnet, das mittels eines rahmenförmigen Klebstoffs 32 daran befestigt ist. Die elektronische Vorrichtung 20 weist Räume oberhalb und unterhalb des piezoelektrischen Resonators 26 auf, so daß das Schwingen des piezoelektrischen Resonators 26 nicht unterdrückt wird, wobei die Freiräume durch den anisotropisch leitenden Bauteil 30 und den Klebstoff 32 geschaffen werden, die beide eine vorherbestimmte Höhe und Rahmenform haben.
8 ist eine Draufsicht eines Substrats entsprechend einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. 9 zeigt ein ausgehend von dem in 8 gezeigten Substrat erhaltenes Einzelsubstrat.
Ein in 8 gezeigtes Substrat 10 unterscheidet sich von dem in 5 gezeigten Substrat 10 insoweit, als das in 8 gezeigte Substrat 10 auf der Hauptfläche jedes Einzelsubstrats 14 eine Aussparung 36 aufweist, die in der Draufsicht eine Rechteckform hat. Die Aussparung 36 ist vorgesehen, um darin eine elektronische Vorrichtung, wie z.B. einen piezoelektrischen Resonator 26, aufzunehmen (siehe 10). Das in 9 gezeigte Einzelsubstrat 14 wird ausgehend von dem in 8 gezeigten Substrat 10 erhalten. Das Einzelsubstrat 14 kann vielfach genutzt werden, denn es weist die Aussparung 36 für die Aufnahme einer elektronischen Vorrichtung auf.
10 ist eine Explosionszeichnung einer elektronischen Vorrichtung, bei der das in 9 gezeigte Einzelsubstrat eingesetzt wird. Eine in 10 gezeigte elektronische Vorrichtung weist das Einzelsubstrat 14 auf. Das Einzelsubstrat 14 besteht in diesem Fall aus einem Material mit hoher Dielektrizitätszahl zur Lieferung einer Lastkapazität. Das Einzelsubstrat 14 weist auf seiner Hauptebene die Aussparung 36 auf. Stirnflächenkontaktierungen 16a und Endflächenkontaktierungen 16b werden so geführt, daß sie in der Aussparung 36 ausgesetzt sind. Der piezoelektrische Resonator 26 wird in der Aussparung 36 des Einzelsubstrats 14 aufgenommen. Nicht gezeigte Kontaktierungen, die sich jeweils in Längsrichtung gegenüberliegen und an der unteren Fläche des piezoelektrischen Resonators 26 angeordnet sind, werden durch leitende Chips 22 mit den entsprechenden Endflächenkontaktierungen 16b des Einzelsubstrats 14 verbunden, die sich in Längsrichtung gegenüberliegen. Der piezoelektrische Resonator 26 und die Aussparung 36 werden durch eine Kappe 28 abgedeckt. Die elektronische Vorrichtung 20 kann wegen der an der Hauptfläche des Einzelsubstrats 14 vorgesehenen Aussparung 36 dünn ausgeführt werden, wodurch die Höhe einer Leiterplatte dann reduziert werden kann, wenn die elektronische Vorrichtung 20 auf der Leiterplatte montiert wird.
11 ist eine Draufsicht eines modifizierten Ausführungsbeispiels von in dem in 1 gezeigten Substrat 10 ausgebildeten durchgängigen Bohrungen 12. 12 ist eine perspektivische Ansicht eines ausgehend von einem in 11 gezeigten Substrat 10 erhaltenen Einzelsubstrats 14. Das in 11 gezeigte Substrat 10 unterscheidet sich von dem in 1 gezeigten Substrat 10 insofern, als die durchgängigen Bohrungen 12, wie in 11 gezeigt, eine Form des Buchstaben H haben. Jede der durchgängigen Bohrungen 12 des in 11 gezeigten Substrats 10 hat Abschnitte 12a an den Enden in der Längsrichtung der durchgängigen Bohrung 12, wobei sich die Abschnitte 12a rechtwinkelig zur Längsachse der durchgängigen Bohrung 12 erstrecken. Schneidlinien D erstrecken sich seitlich längs mittlerer Linien der Abschnitte 12a und erstrecken sich längs der Stirnflächen der Breitseite der Einzelsubstrate 14. Mit dieser Anordnung des modifizierten Ausführungsbeispiels können Einzelsubstrate 14 erhalten werden, bei denen jedes Einzelsubstrat 14 im wesentlichen U-förmige durchgängige Bohrungen 12 in den Stirnflächen der Breitseite aufweisen, die in der Richtung der Breite gegenüberliegen, und die durchgängigen Bohrungen 12 werden an den vier Ecken des Einzelsubstrats 14 in Form des Buchstabens L weggeschnitten.
13 ist eine Draufsicht eines weiteren modifizierten Ausführungsbeispiels von durchgängigen Bohrungen 12 des in 1 gezeigten Substrats 10. 14 ist eine perspektivische Ansicht eines ausgehend von dem in 13 gezeigten Substrat 10 erhaltenen Einzelsubstrats 14. Ein in 13 gezeigtes Substrat 10 weist die in einem gestreckten Rechteck ausgebildeten durchgängigen Bohrungen 12 auf. Eines der Enden jeder durchgängigen Bohrung 12, die sich jeweils in Längsrichtung gegenüberliegen, bildet eine abzuschneidende Aussparung in der Stirnfläche der Breitseite des danebenliegenden Einzelsubstrats 14, und die innere Fläche des anderen Endes in der Längsrichtung wird fluchtend mit der Stirnfläche der Breitseite eines weiteren daran anschließenden Einzelsubstrats 14 ausgebildet. Bei dieser Anordnung des modifizierten Ausführungsbeispiels können Einzelsubstrate 14 in der Weise erhalten werden, daß jedes Einzelsubstrat 14 eine durchgängige Bohrung 12 aufweist, die jeweils in der Draufsicht an einer der Stirnflächen der Breitseite der nebeneinanderliegenden Einzelsubstrate 14 rechteckig abgeschnitten werden.
Die Form der durchgängigen Bohrungen 12 des Substrats 10 ist nicht auf das beschränkt, was in 13 gezeigt wird, und kann entsprechend dem Einsatz des Einzelsubstrats 14 geändert werden.
15 ist eine Draufsicht eines modifizierten Ausführungsbeispiels der Leiterbahn-Layouts des in 5 gezeigten Substrats 10. 16 ist eine perspektivische Ansicht eines Einzelsubstrats 14, das ausgehend von dem in 15 gezeigten Substrat 10 erhalten wurde. Das in 15 gezeigte Substrat 10 unterscheidet sich insofern von dem in 5 gezeigten Substrat 10, als jede durchgängige Bohrung 12, die in einem gestreckten Rechteck ausgebildet wird, ein rahmenförmiges Leiterbahn-Layout 16 aufweist, das auf und um die Innenflächen der durchgängigen Bohrung 12 angeordnet ist.
17 ist eine Draufsicht eines weiteren modifizierten Ausführungsbeispiels der Leiterbahn-Layouts des in 5 gezeigten Substrats 10. 18 ist eine perspektivische Ansicht eines ausgehend von einem in 17 gezeigten Substrat 10 erhaltenen Einzelsubstrats 14. Das in 17 gezeigte Substrat 10 unterscheidet sich insofern von dem in 5 gezeigten Substrat 10, als jedes in dem in 17 gezeigten Substrat 10 enthaltene Einzelsubstrat 14 darauf mit einem Leiterbahn-Layout 16 versehen wird, das im wesentlichen die Form des Buchstabens H aufweist, so daß das Leiterbahn-Layout 16 zwei durchgängige Bohrungen 12 verbindet, die sich jeweils über das Einzelsubstrat 14 hinweg in Richtung seiner Breite gegenüberliegen.
Wie oben beschrieben können die Leiterbahn-Layouts 16 entsprechend dem Einsatz des Einzelsubstrats 14 auf verschiedene Weise ausgebildet werden. Die Lei terbahn-Layouts 16 können entweder unterschiedlich zwischen der oberen Fläche und der unteren Fläche des Einzelsubstrats 14 ausgeformt werden oder in der gleichen Form auf der oberen Fläche wie auf der unteren Fläche des Einzelsubstrats 14.
19 ist eine Draufsicht eines Substrats 10 nach einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. 20 ist eine perspektivische Ansicht eines ausgehend von dem in 19 gezeigten Substrat 10 erhaltenen Einzelsubstrats 14. 21 ist eine Querschnittansicht in Längsrichtung nach der Linie B-B des in 20 gezeigten Einzelsubstrats 14.
Das in 19 gezeigte Substrat 10 unterscheidet sich von dem in 5 gezeigten Substrat 10 insofern, als das in 19 gezeigte Substrat 10 die aus einem Mehrschichtsubstrat gebildeten Einzelsubstrate 14 aufweist. Das in den 20 und 21 gezeigte Einzelsubstrat 14 weist ein erstes, aus einem eine niedrige Dielektrizitätszahl aufweisenden Material gefertigtes Substrat 15a auf. as erste Substrat 15a weist eine Stirnflächenkontaktierung 16a auf, wobei deren Enden an Zwischenabschnitten der Stirnflächen der Breitseite des ersten Substrats 15a angeordnet sind. Die Stirnflächenkontaktierung 16a ist in einem Band ausgeformt, das an der oberen Fläche und an der unteren Fläche des ersten Substrats 15a auszusetzen ist. Das erste Substrat 15a weist Endflächenkontaktierungen 16b auf den gesamten Flächen der Längsenden des ersten Substrats 15a auf. Das erste Substrat 15a wird über die Stirnflächenkontaktierung 16a mit einem rechteckigen zweiten Substrat 15b überdeckt, das aus einem eine hohe Dielektrizitätszahl aufweisenden Material gefertigt ist. Die Endflächenkontaktierungen 16b, die auf dem ersten Substrat 15a angeordnet sind, werden so geführt, daß sie an der oberen und unteren Fläche des ersten Substrats 15a und an der oberen Fläche des zweiten Substrats 15b ausgesetzt werden. Das zweite Substrat 15b wird über die Endflächenkontaktierungen 16b mit einem rahmenförmigen dritten Substrat 15c überlagert, das aus einem eine geringe Dielektrizitätszahl aufweisenden Material gefertigt ist.
Entsprechend dem vierten Ausführungsbeispiel werden die Einzelsubstrate 14 ausgehend von dem Substrat 10 erhalten, das mit den ersten, zweiten und dritten Substraten 15a, 15b und 15c an der Position jedes auszubildenden Einzelsubstrats 14 überdeckt wird; anschließend wird das Substrat 10 längs der Schnittlinien D, wie in 19 gezeigt, in die Einzelsubstrate 14 zerschnitten.
Das in den 20 und 21 gezeigte Einzelsubstrat 14 ist so angeordnet, daß es überdeckt wird mit dem ersten Substrat 15a und dem dritten Substrat 15c aus Materialien, welche eine niedrige Dielektrizitätszahl aufweisen, und dem zweiten Substrat 15b, das aus einem Material mit hoher Dielektrizitätszahl gefertigt wird, womit insgesamt eine Lastkapazität geschaffen wird. Das dritte in dem in 21 gezeigten Einzelsubstrat 14 enthaltene Substrat 15c weist eine Rahmenform auf, wodurch Raum für die Aufnahme einer elektronischen Vorrichtung, wie z.B. eines piezoelektrischen Resonators, geschaffen wird.
Die Erfindung ermöglicht die Rationalisierung von Herstellverfahren und die Minderung der Herstellkosten von Einzelsubstraten. Das Substrat wird mit versetzt angeordneten länglichen durchgängigen Bohrungen versehen, wobei die durchgängigen Bohrungen als gemeinsame Endflächen der nebeneinanderliegenden Einzelsubstrate dienen und weiter als gemeinsame durchgängige Bohrungen der anderen anschließenden Einzelsubstrate dienen, auf denen die Endflächenkontaktierungen und die Stirnflächenkontaktierungen ausgebildet werden, wodurch die Anzahl der durchgängigen Bohrungen in einem Substrat und damit die Herstellkosten von Substraten und Einzelsubstraten verringert werden.
Während es schwierig ist, ein Substrat durch einfaches versetztes Anordnen der länglichen durchgängigen Bohrungen und der Einzelsubstrate in Einzelsubstrate zu schneiden, dient jede längliche durchgängige Bohrung nach der Erfindung als Endfläche der Längsseite für die anschließenden beiden Einzelsubstrate, wodurch ein Prozeß des Schneidens der Enden in Längsrichtung von Einzelsubstraten entfallen kann. Die Einzelsubstrate können durch Schneiden des Substrats entlang von Linien voneinander getrennt werden, die sich in einer zur Längsachse der länglichen durchgängigen Bohrungen rechtwinkeligen Richtung erstrecken, wodurch im Vergleich zu einem an sich bekannten Verfahren die Zahl der Prozesse reduziert wird.
Erfindungsgemäß können Einzelsubstrate erhalten werden, die keine abzuschneidenden Teile in den durch die durchgängigen Bohrungen geformten Stirnflächen der Breitseite aufweisen. Demzufolge können die Einzelsubstrate weiter miniaturisiert werden.
Die durchgängigen Bohrungen und die Leiterbahn-Layouts können in Formen ausgebildet werden, die dem Einsatz der Einzelsubstrate entsprechen. Beispielsweise können die Einzelsubstrate mit Ausbuchtungen und Aussparungen versehen werden, und sie können aus einem Mehrschichtsubstrat gebildet werden. Aufgrund dieser Anordnungen können Einzelsubstrate geliefert werden, welche für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden können.

Claims

Substrat für die Herstellung einer Mehrzahl von Einzelsubstraten (14), welche auf der Stirnfläche ihrer Breitseite und der Stirnfläche ihrer Längsseite Kontaktierungen (16a, 16b) aufweisen, mit: einem Bereich, in dem die Mehrzahl von Einzelsubstraten (14) ausgebildet sind, wobei dieser Bereich eine Mehrzahl rasterförmig angeordneter länglicher Durchgangsbohrungen (12) aufweist, die jeweils mit einer ihrer Längsseiten eine gesamte Endfläche der Längsseite eines ersten Einzelsubstrats (14a) und mit einer ihrer Stirnseiten einen Teil der Stirnfläche der Breitseite eines zweiten Einzelsubstrats (14b) bilden, wobei das erste und das zweite Einzelsubstrat (14a, 14b) nebeneinanderliegen und entlang eines gemeinsame Teils ihrer Breitseiten verbunden sind, und wobei die länglichen Durchgangsbohrungen (12) mindestens an ihren Innenseiten Metallkontaktierungen (16) aufweisen, die nach Zertrennung des Substrats in die Einzelsubstrate (14) die Kontaktierungen (16a, 16b) der Einzelsubstrate (14) an deren Breitseitenstirnfläche und deren Längsseitenstirnfläche bilden.
Substrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Durchgangsbohrung (12) vorgesehen ist, die mit einem stirnseitigen Ende bündig mit der Stirnfläche der Breitseite eines zweiten Einzelsubstrats (14) ist, wobei das genannte stirnseitige Ende der Durchgangsbohrung (12) die genannte Stirnflächenkontaktierung der Breitseite des zweiten Einzelsubstrats (14) aufweist.
Substrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Durchgangsbohrung (12) vorgesehen ist, deren Längserstreckung größer als die Breite des angrenzenden ersten Einzelsubstrats ist, so daß das stirnseitige Ende der Durchgangsbohrung eine Einbuchtung in der Breitsei te eines zweiten Einzelsubstrats (14) bildet, wobei das genannte stirnseitige Ende der Durchgangsbohrung (12) die genannte Stirnflächenkontaktierung der Breitseite des zweiten Einzelsubstrats (14) aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Einzelsubstrats, das auf der Stirnfläche einer Breitseite und der Stirnfläche einer Längsseite Kontaktierungen (16a, 16b) aufweist, mit folgenden Schritten: (a) Bereitstellen eines Substrats umfassend eine Mehrzahl von Einzelsubstraten (14), (b) Einbringen einer Mehrzahl rasterförmig angeordneter länglicher Durchgangsbohrungen (12) in das Substrat, die jeweils mit einer ihrer Längsseiten eine gesamte Endfläche der Längsseite eines ersten Einzelsubstrats (14a) und mit einer ihrer Stirnseiten einen Teil der Stirnfläche der Breitseite eines zweiten Einzelsubstrats (14b) bilden, wobei das erste und das zweite Einzelsubstrat (14a, 14b) nebeneinanderliegen und entlang eines gemeinsame Teils ihrer Breitseiten verbunden sind, (c) Aufbringung von Metallkontaktierungen (16) an den länglichen Durchgangsbohrungen an zumindest den Innenseiten einer ihrer Längsseiten und einer ihrer Stirnseiten, die nach Zertrennung des Substrats in die Einzelsubstrate (14) die Kontaktierungen (16a, 16b) der Einzelsubstrate (14) an deren Breitseitenstirnfläche und deren Längsseitenstirnfläche bilden, und (d) Schneiden des Substrats allein entlang gerader Linien (D), die sich in der Nähe der stirnseitigen Enden der Durchgangsbohrungen (12) und in einer zur Längsachse der Durchgangsbohrungen (12) senkrechten Richtung erstrecken, so daß das Substrat in eine Mehrzahl der genannten Einzelsubstrate zerteilt wird und die Kontaktierungen an den Innenseiten der länglichen Durchgangsbohrungen (12) die Kontaktierungen (16a, 16b) der Einzelsubstrate (14) sowohl an deren Breitseitenstirnfläche als auch an deren Längsseitenstirnfläche bilden.