DE10145190A1 - Production of a glass-based body having a monolithic multiple layer structure and containing a passive electronic component comprises forming a glass film, coating with functional layers and optionally connecting two or more layers formed - Google Patents

Production of a glass-based body having a monolithic multiple layer structure and containing a passive electronic component comprises forming a glass film, coating with functional layers and optionally connecting two or more layers formed

Info

Publication number
DE10145190A1
DE10145190A1 DE2001145190 DE10145190A DE10145190A1 DE 10145190 A1 DE10145190 A1 DE 10145190A1 DE 2001145190 DE2001145190 DE 2001145190 DE 10145190 A DE10145190 A DE 10145190A DE 10145190 A1 DE10145190 A1 DE 10145190A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layers
glass
layer
film
glass film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE2001145190
Other languages
German (de)
Inventor
Wolfram Wersing
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE2001145190 priority Critical patent/DE10145190A1/en
Publication of DE10145190A1 publication Critical patent/DE10145190A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/03Use of materials for the substrate
    • H05K1/0306Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/16Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/46Manufacturing multilayer circuits
    • H05K3/4611Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/46Manufacturing multilayer circuits
    • H05K3/4611Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards
    • H05K3/4626Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards characterised by the insulating layers or materials
    • H05K3/4629Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards characterised by the insulating layers or materials laminating inorganic sheets comprising printed circuits, e.g. green ceramic sheets

Abstract

Production of a glass-based body having a monolithic multiple layer structure and containing a passive electronic component comprises forming a glass film; coating with functional layers; and optionally connecting two or more layers formed in the previous step. An Independent claim is also included for the glass-based body produced. The glass film is produced by film drawing or casting process. The glass film has a thickness of 10-80, especially 30-50 microns. The functional layer is selected from a metal layer, conducting layer, resistance layer, varistor layer, layers of dielectric materials, piezoelectric layer, pyroelectric layer, magnetic layer, electro-optical layer or magneto-optical layer.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung eines glasbasierten Körpers mit einem integrierten passiven elektronischen Bauelement und die Verwendung solcher Körper. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines glasbasierten Körpers mit einem monolithischen Mehrschichtaufbau. Dabei wird im Volumen des Körpers mindestens ein passives elektronisches Bauelement integriert. Darüber hinaus wird ein derartiger Körper vorgestellt und eine Verwendung des Körpers angegeben. The present invention relates to methods of manufacture a glass-based body with an integrated passive electronic component and the use of such bodies. The invention particularly relates to a method for Making a glass-based body with one monolithic multilayer structure. The volume of the Body at least one passive electronic component integrated. In addition, such a body presented and specified a use of the body.

In der Elektronik wird nach höchstmöglicher Miniaturisierung gestrebt. Dies trifft insbesondere auf die Mobilfunktechnik zu. Ziel dabei ist es, möglichst viele elektronische Bauelemente auf möglichst kleinem Raum zu komplexen Hochfrequenzmodulen bis hin zu kompletten Funkteilen vereinen. An die Module werden dabei verschiedene Anforderungen gestellt: schnelle Verarbeitung immer höherer Datenmengen, kurze Signalwege, niederohmige Verbindungen, minimale parasitäre Kapazitäten und kürzeste Schaltzeiten, alles auf kleinstem Raum. Das erfordert hohe Packungsdichten, geringe Wärmewiderstände und Design-Flexibilität. Zusätzlich arbeiten moderne Digitalschaltungen mit immer höheren Taktfrequenzen, so dass an die Aufbautechnik für diese Schaltungen die gleichen Hochfrequenzanforderungen gestellt werden müssen, wie für analoge HF-Schaltungen. In electronics, the greatest possible miniaturization sought. This applies in particular to mobile radio technology to. The aim is to have as many electronic as possible Components too complex in the smallest possible space High frequency modules up to complete radio parts combine. The modules are different Requirements: fast processing of ever higher Amounts of data, short signal paths, low-resistance connections, minimal parasitic capacities and shortest switching times, everything in the smallest space. That requires high packing densities, low thermal resistance and design flexibility. additionally modern digital circuits work with ever higher ones Clock frequencies so that to the construction technology for this Circuits have the same high frequency requirements must be, as for analog RF circuits.

Im Hinblick auf die Miniaturisierung haben sich Substrate in Form keramischer Körper mit monolithischem Mehrschichtaufbau besonders bewährt. Mit Hilfe spezieller Herstellungsverfahren ist es möglich, ein passives Bauelement wie beispielsweise eine Induktivität, einen Kondensator oder einen Widerstand im Volumen eines keramischen Körpers zu integrieren. Auf diese Weise wird heute eine Reihe von Erzeugnissen gefertigt. Dazu zählen beispielsweise keramische Multichip-Module (MCM-C), einfache Hochfrequenzkomponenten wie LC-Filter und RLC-Netzwerke. With regard to miniaturization, substrates have become in Ceramic body with monolithic multilayer structure especially proven. With the help of special manufacturing processes it is possible to use a passive component such as an inductor, a capacitor or a resistor in the Integrate volume of a ceramic body. To this A number of products are manufactured in this way. To include, for example, ceramic multichip modules (MCM-C), simple high frequency components such as LC filters and RLC networks.

Ein spezielles Verfahren zur Herstellung eines keramischen Körpers mit monolithischem Mehrschichtaufbau stützt sich auf die LTCC (low temperature cofired ceramic)- Technologie (siehe z. B. D. L. Wilcox et al., Proc. 1997 ISHM Philadelphia, S. 17-23). Bei dieser Technologie handelt es sich um niedrig sinternde flexible Keramikfolien. Diese "grünen" ( = ungebrannten) Folien werden mechanisch strukturiert, in bewährter Dickschichttechnik bedruckt, laminiert und dann bei 900°C gesintert. Das Ergebnis ist ein hochintegriertes, 3- dimensional vernetztes Multilayer-Board aus Keramik. Diese lassen sich dann mit den bekannten Schicht-, Bond- und SMD- Technologien weiter bearbeiten. A special process for producing a ceramic Body with monolithic multilayer structure is based on the LTCC (low temperature cofired ceramic) technology (See, e.g., D.L. Wilcox et al., Proc. 1997 ISHM Philadelphia, Pp. 17-23). This technology is low sintering flexible ceramic foils. These "green" (= unbaked) foils are mechanically structured, in proven thick-film technology printed, laminated and then at 900 ° C sintered. The result is a highly integrated, 3- dimensionally networked ceramic multilayer board. This can then be used with the known layer, bond and SMD Process technologies further.

Die wesentlichen Verfahrensschritte dieser Technologie sind:

  • - Herstellen einer einen organischen Binder enthaltenden keramischen Grünfolie.
  • - Erzeugen einer Öffnung in der Grünfolie, die für eine elektrischen Durchkontaktierung durch die Grünfolie gedacht ist.
  • - Befüllen der Öffnung mit elektrisch leitendem Material.
  • - Bedrucken der Grünfolie mit einer elektrischen Leiterstruktur.
  • - Übereinanderstapeln und Laminieren dieser Grünfolie und zumindest einer weiteren zu einem Verbund.
  • - Entbindern und Sintern des Verbunds zu einem Körper mit monolithischem Mehrschichtaufbau.
The main process steps of this technology are:
  • - Production of a ceramic green sheet containing an organic binder.
  • - Creating an opening in the green sheet, which is intended for an electrical through-connection through the green sheet.
  • - Filling the opening with electrically conductive material.
  • - Printing the green sheet with an electrical conductor structure.
  • - Stacking and laminating this green sheet and at least one other into a composite.
  • - Debinding and sintering of the composite to form a body with a monolithic multilayer structure.

Als keramisches Material dient dabei niedrig sinternde Glaskeramik. Die Oberfläche eines auf die beschriebene Weise erhaltenen keramischen Körpers ist so gestaltet, dass aktive Bauelemente wie beispielsweise SMD-Bauelemente oder Ics (Halbleiterbauelemente) möglichst Platz sparend angeordnet werden können. Für das Anordnen der aktiven Bauelemente gewinnt insbesondere die Flip-Chip-Technik mehr und mehr an Bedeutung. Low sintering serves as the ceramic material Glass ceramic. The surface of one in the manner described preserved ceramic body is designed to be active Components such as SMD components or ICs (Semiconductor components) arranged to save space as possible can be. For arranging the active components flip-chip technology in particular is gaining more and more Importance.

Voraussetzung für die Verwendung dieser Technik ist höchste Präzision und Reproduzierbarkeit der Leiter- und Padstrukturen auf der Oberfläche des Körpers. Im Hinblick auf eine hohe Prozeßsicherheit dieser Technik und eine hohe Qualität eines damit hergestellten Bauteils ist eine Bauteiletoleranz von ± 0,1% notwendig. The highest requirement for the use of this technique Precision and reproducibility of the conductor and Pad structures on the surface of the body. With regard high process reliability of this technology and high Quality of a component manufactured with it is one Component tolerance of ± 0.1% necessary.

Würde man diese Technologie oder ein ähnliches Verfahren in bekannter Weise zur Herstellung eines keramischen Körpers einsetzen, wäre der Körper für die Weiterverarbeitung in der Flip-Chip-Technik nur bedingt geeignet. Um die für diese Technik geforderte Bauteiletoleranz von ± 0,1% einzuhalten, muß der laterale Schwund des keramischen Materials beim Sintervorgang unterdrückt werden. Das bedeutet es muß ein gerichtetes Verdichten der Keramik senkrecht zu den Folienebenen erzwungen werden (= zero xy shrinkage). Es gibt verschiedene Möglichkeiten beim Sintern den lateralen Schwund keramischer Grünfolien zu unterbinden. So wird beim Sintern beispielsweise ein hoher einachsiger Druck auf den Folienstapel ausgeübt. Dies erfordert allerdings einen relativ hohen technischen Aufwand. Would you use this technology or a similar process in known way of producing a ceramic body would be the body for further processing in the Flip-chip technology is only suitable to a limited extent. To those for this Complying with the required component tolerance of ± 0.1%, the lateral shrinkage of the ceramic material must Sintering process can be suppressed. That means it must be directional compression of the ceramic perpendicular to the Foil levels are enforced (= zero xy shrinkage). There are different possibilities when sintering the lateral shrinkage to prevent ceramic green foils. This is how sintering works for example, high uniaxial pressure on the Stack of films exercised. However, this requires one relatively high technical effort.

Eine andere Lösungsmöglichkeit besteht darin, die Grünfolien so zu stapeln, dass die oberste und die unterste Folie ein Keramikmaterial aufweisen, dessen Sintertemperatur über der des Keramikmaterials der im Stapel dazwischen liegenden Folien liegt. Die Sinterung erfolgt so, dass das bei tieferer Temperatur sinternde Keramikmaterial der inneren Folien verdichtet, nicht jedoch das bei höherer Temperatur sinternde Material der äußeren Folien. Das nicht verdichtende Material verhindert durch die Haftung der laminierten Folien aneinander den lateralen Schwund des Folienstapels. Das nicht verdichtete Keramikmaterial des Körpers wird nach dem Sintern entfernt. Danach müssen in zusätzlichen Arbeitsschritten wieder Metallisierungen an der Oberfläche des Körpers für die Weiterverarbeitung (z. B. Flip-Chip-Technik) angebracht werden. Another solution is the green foils stack so that the top and bottom slide are one Have ceramic material, the sintering temperature above the of the ceramic material in between in the stack Foils lies. The sintering takes place in such a way that the deeper Temperature sintering ceramic material of the inner foils densifies, but not the one that sinters at a higher temperature Material of the outer foils. The non-compacting material prevented by the adhesion of the laminated foils the lateral shrinkage of the film stack. Not that one densified ceramic material of the body is made after sintering away. After that you have to go through additional steps again metallizations on the surface of the body for the Further processing (e.g. flip-chip technology) attached become.

Der technische Aufwand für die Herstellung solcher Folienstapel ist auch mit dem letzgenannten Verfahren noch beträchtlich. Zudem erfordert die gesamte LTCC-Technik Sintervorgänge, d. h. aufwendige Herstellschritte. The technical effort for the production of such Film stack is still with the latter method considerably. In addition, the entire LTCC technology requires Sintering processes, d. H. elaborate manufacturing steps.

Um eine möglichst hohe Miniaturisierung zu erreichen, ist es wünschenswert, wenn alle wesentlichen Funktionen der Bauteile in dem als Substrat fungierenden Körper integriert sind. Dies kann z. B. gleiche Bauelemente betreffen, die aber jeweils eine entgegengesetzte Spezifikationen erfüllen. In order to achieve the highest possible miniaturization, it is desirable if all the essential functions of the components are integrated in the body acting as a substrate. This can e.g. B. concern the same components, but each meet an opposite specification.

Beispielsweise sollen in einem einzigen Substrat gleichzeitig eine sehr hohe und eine sehr niedrige Induktivität enthalten sein. For example, in a single substrate contain a very high and a very low inductance his.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Körpers mit monolithischem Mehrschichtaufbau zur Verfügung zu stellen, das die vorstehenden Nachteile des Standes der Technik überwindet und insbesondere materialaufwendige und damit kostenintensive Herstellungsschritte vermeidet, wobei die Vorteile der mittels LTCC-Technik hergestellten Körper erreicht werden soll, beispielsweise das die Körper zusätzlich sehr geringe laterale Toleranzen aufweisen. The object of the present invention is a method for the production of a body with monolithic To provide multi-layer construction that the overcomes the above disadvantages of the prior art and especially material-intensive and therefore expensive Avoids manufacturing steps, taking advantage of bodies produced using LTCC technology can be achieved should, for example, that the body is also very low have lateral tolerances.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, der ein Verfahren zur Herstellung eines glasbasierten Körpers betrifft, der einen monolithischen Mehrschichtaufbau aufweist und mindestens ein passives elektronisches Bauelement enthält, umfassend die Verfahrensschritte:

  • a) Herstellen mindestens einer Glasfolie;
  • b) Beschichtung mindestens einer der in Schritt a) hergestellten Glasfolien mit einer Funktionsschicht; und
  • c) gegebenenfalls Verbinden von zwei oder mehreren der in Schritt b) erhaltenen Lagen.
The object of the invention is achieved by the features of claim 1, which relates to a method for producing a glass-based body, which has a monolithic multilayer structure and contains at least one passive electronic component, comprising the method steps:
  • a) producing at least one glass film;
  • b) coating at least one of the glass foils produced in step a) with a functional layer; and
  • c) optionally connecting two or more of the layers obtained in step b).

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter- und Nebenansprüchen angegeben. Further advantageous embodiments of the invention are in the subclaims and subsidiary claims.

Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe wird die dritte Dimension für die Integration passiver Bauelemente genutzt. Die lateralen Strukturen der erfindungsgemäßen Körper lassen sich so durch die Verwendung von Photostrukturierungsverfahren sehr fein ausgestalten. Dabei kann die Lagenanzahl dem jeweiligen Aufbauproblem angepaßt werden. To achieve the object of the invention, the third Dimension used for the integration of passive components. Leave the lateral structures of the body according to the invention yourself through the use of Make the photostructuring process very fine. there the number of layers can be adapted to the particular construction problem become.

Im Unterschied zur aus dem Stand der Technik bekannten LTCC- Technik werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung keine Keramikfolien eingesetzt, sondern Glasfolien. Diese lassen sich einerseits kostengünstig und andererseits mit extrem glatter Oberfläche herstellen, womit sie sich direkt für die Anwendung der bekannten Dünnfilmverfahren, beispielsweise der CSD- (CSD = Chemikal Solution Deposition)und der Sputtertechnik eignen. Bei CSD handelt es sich um eine Deposition aus einer chemischen Lösung. Auf diese Weise können neben metallischen Funktionsschichten auch andere Schichten auf der Glasfolie angeordnet werden. Besonders vorteilhaft ist es, dass bei Glasfolien im Gegensatz zu Keramikfolien an Stelle des Sinterns eine andere Art der Verbindung, wie kleben und/oder löten, hergestellt werden kann. In contrast to the LTCC known from the prior art Technology are not within the scope of the present invention Ceramic foils used, but glass foils. Leave this on the one hand inexpensive and on the other hand with extreme produce a smooth surface, which makes them suitable for the Application of the known thin film processes, for example the CSD- (CSD = Chemical Solution Deposition) and the Sputter technology are suitable. CSD is one Deposition from a chemical solution. In this way other than metallic functional layers Layers can be arranged on the glass film. Especially It is advantageous that in contrast to Ceramic films instead of sintering a different type of Connection, such as gluing and / or soldering can.

Als Material für die Glasfolien im erfindungsgemäßen Verfahren eignen sich technische Gläser, die aus abgekühlten Schmelzen von Siliciumdioxid (SiO2), Calciumoxid (CaO), Natriumoxid (Na2O) mit z. T. größeren Mengen von Bortrioxid (B2O3), Aluminiumoxid (Al2O3), Magnesiumoxid (MgO), Bariumoxid (BaO) und/oder anderen Zusätzen bestehen. Bevorzugt sind beispielsweise die Silicat-Gläser oder spezielle sogenannte E-Gläser oder alkalifreie Borosilicat-Gläser, die wegen der Abwesenheit von Alkalimetall-Ionen eine besonders niedrige elektrische Leitfähigkeit besitzen. Technical glasses which are made from cooled melts of silicon dioxide (SiO 2 ), calcium oxide (CaO), sodium oxide (Na 2 O) with z. T. larger amounts of boron trioxide (B 2 O 3 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), magnesium oxide (MgO), barium oxide (BaO) and / or other additives. Preferred are, for example, the silicate glasses or special so-called E glasses or alkali-free borosilicate glasses, which have a particularly low electrical conductivity due to the absence of alkali metal ions.

Die Herstellung von Glasfolien gelingt beispielsweise, indem die Glasmasse durch eine in die Schmelze eintauchende Schlitzdüse in Bandform senkrecht nach oben gezogen wird. Bei einem weiteren geeigneten Verfahren wird das Glas ohne Düse direkt aus der Wanne gezogen und nach Umlenkung waagerecht weitergeführt. In bevorzugten Verfahren wird die Glasschmelze auf ein Bett flüssigen Zinns aufgegossen und ausgezogen. Durch Oberflächenspannungseffekte erzielt man bei diesem sogenannten Floatglas-Verfahren eine hervorragende Oberflächenbeschaffenheit bei guter Planparallelität. Zur Vermeidung der Bildung störender Zinnoxide auf der Badoberfläche wird unter reduzierendem Schutzgas gearbeitet. Glass films can be produced, for example, by the glass mass by an immersion in the melt Slit nozzle in the form of a tape is pulled vertically upwards. at Another suitable method is the glass without a nozzle pulled directly out of the tub and horizontal after deflection continued. In preferred processes, the glass melt poured onto a bed of liquid tin and undressed. Surface tension effects are used to achieve this so-called float glass process an excellent Surface quality with good plane parallelism. to Avoidance of the formation of annoying tin oxides on the Bath surface is worked under reducing protective gas.

Eine weitere Möglichkeit für die Herstellung der Glasfolien ist ein Folienzieh- oder -gießverfahren, wie es auch für keramische Folien verwendet wird, wobei als Trägerfolie eine Silber- oder Kupferfolie zur Anwendung kommt und die Glasfolie durch einen lokalen Aufschmelzprozeß verdichtet wird. Erfindungsgemäß kann dieser Prozeß so geführt werden, dass eine hochporöse Folie mit geschlossener Porosität entsteht. Another possibility for the production of the glass foils is a film drawing or casting process, just like for ceramic films is used, with a Silver or copper foil is used and the Glass film is compacted by a local melting process becomes. According to the invention, this process can be carried out that a highly porous film with closed porosity arises.

Erfindungsgemäß sind Verfahren bevorzugt, bei denen die Glasfolie eine Dicke von 10 bis 80 µm, vorzugsweise von 20 bis 70 µm und insbesondere von 30 bis 50 µm aufweist. According to the invention, methods are preferred in which the Glass film with a thickness of 10 to 80 µm, preferably 20 up to 70 µm and in particular from 30 to 50 µm.

Zur Herstellung einer Glasfolie zählt auch die Strukturierung der Folie. In einer Glasfolie wird beispielsweise mindestens eine durch die Folie hindurchgehende Öffnung für eine elektrische Durchkontaktierung (viahole) erzeugt. Dies gelingt besonders einfach durch Stanzen bei erhöhter Temperatur, vorzugsweise nahe am Glaserweichungspunkt. Ein anderes Verfahren zur Strukturierung einer Glasfolie wie beispielsweise eine Photolithograpie oder das Erzeugen einer Öffnung mit Hilfe einer Laserstrahlung oder mittels eines Diffusionspattering-Prozesses kann ebenso angewendet werden. Structuring is also part of the production of a glass film the slide. In a glass film, for example, at least an opening through the film for one electrical via (viahole) generated. This succeeds particularly easily by punching at elevated Temperature, preferably close to the glass softening point. On another method for structuring a glass film such as for example a photolithography or the creation of a Opening with the help of a laser radiation or by means of a Diffusion scattering process can also be used.

Neben den Öffnungen, die für die Integration eines Bauelements notwendig sind, ist es vorteilhaft, zusätzliche Löcher in einer Glasfolie zu erzeugen, mit deren Hilfe die Herstellung des Körpers erheblich vereinfacht wird. Besonders vorteilhaft ist es, im Nutzen (multi up) einer Glasfolie eine Lochstruktur zu erzeugen, mit deren Hilfe mehrere Teilbereiche der Folie voneinander getrennt werden können. Unter Nutzen wird in diesem Zusammenhang ein flächiger Körper verstanden, der mehrere identisch strukturierte Teilbereiche aufweist. Die Fläche eines Nutzens beträgt beispielsweise 300 × 300 mm2. Auf ihr können z. B. n2 identische Teilbereiche vorliegen (n × n - Nutzen). Mit Hilfe der Lochstruktur, die alle übereinander gestapelten Glasfolien aufweisen, kann ein Körper aus dem Nutzen der gestapelten Glasfolien durch Herausbrechen leicht vereinzelt werden. In addition to the openings that are necessary for the integration of a component, it is advantageous to create additional holes in a glass film, with the aid of which the manufacture of the body is considerably simplified. It is particularly advantageous to produce a perforated structure in the use (multi-up) of a glass film, with the aid of which a plurality of partial areas of the film can be separated from one another. In this context, use is understood to mean a flat body which has several identically structured partial areas. The area of a panel is, for example, 300 × 300 mm 2 . On it z. B. n 2 identical sub-areas exist (n × n - benefit). With the help of the perforated structure, which all have glass foils stacked on top of one another, a body can easily be separated from the use of the stacked glass foils by breaking out.

Die Glasfolie wird nach ihrer Herstellung mit einer Funktionsschicht beschichtet. Im Falle von metallischen Funktionsschichten haben sich insbesondere Silber- oder Kupferschichten als geeignet erwiesen, die mit stromlosen chemischen oder galvanischen Verfahren oder mit ganzflächigen Siebdruckverfahren aufgebracht werden können. The glass film is made with a Functional layer coated. In the case of metallic Functional layers have in particular silver or Copper layers proved to be suitable, those with no current chemical or galvanic processes or with all-over Screen printing process can be applied.

Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass neben metallischen Schichten auch alle anderen Funktionsschichten auf der Glasoberfläche angeordnet bzw. deponiert werden können. So sind beispielsweise erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt, bei denen die Funktionsschicht ausgewählt ist aus metallischen Schichten, Leiterschichten, Widerstandsschichten, Varistorschichten, Schichten aus mittel- oder hochdielektrischen Materialien, piezoelektrischen Schichten, pyroelektrischen Schichten, magnetischen Schichten, elektrooptischen Schichten, magnetooptischen Schichten sowie Kombinationen daraus. An advantage of the present invention is that in addition to metallic layers, all others Functional layers arranged on the glass surface or can be deposited. For example Preferred methods according to the invention, in which the Functional layer is selected from metallic layers, Conductor layers, resistance layers, varistor layers, Layers of medium or high dielectric materials, piezoelectric layers, pyroelectric layers, magnetic layers, electro-optical layers, magneto-optical layers and combinations thereof.

Die genannten Funktionsschichten können über die Verwendung geeigneter Bottomelektroden oder über entsprechende Haftvermittlerschichten auf die Glasoberfläche aufgebracht werden. Die Dicke der Funktionsschichten liegt bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 20 µm, vorzugsweise von 0,2 bis 10 µm und insbesondere von 0,5 bis 5 µm. The functional layers mentioned above can be used suitable bottom electrodes or via corresponding Bonding agent layers applied to the glass surface become. The thickness of the functional layers is preferably Range from 0.1 to 20 microns, preferably from 0.2 to 10 microns and in particular from 0.5 to 5 µm.

Unter einem passiven elektronischen Bauelement ist im einfachsten Fall eine elektrische Leiterbahn zu verstehen. Es kann eine Induktivität, eine Kapazität oder ein Widerstand (z. B. auch Varistor) sein. Die Bauelemente können einzeln oder in Kombination miteinander auftreten und insbesondere Bestandteile einer elektrischen Schaltung sein. Ein Bauelement besteht beispielsweise aus einem Metall, einem Halbleiter und/oder einem Festelektrolyten. Under a passive electronic component is in simplest case to understand an electrical trace. It can be an inductor, a capacitance or a resistor (e.g. also varistor). The components can be individually or occur in combination with one another and in particular Be part of an electrical circuit. On The component consists, for example, of a metal, a Semiconductor and / or a solid electrolyte.

Die Grundidee der Erfindung besteht darin, einen mehrstufigen Prozeß zur Herstellung eines glasbasierten Körpers anzuwenden. In jeder Schicht wird ein Bauelement integriert, d. h., jede Glasschicht wird zum Aufbau eines Körpers mit einer mehr oder weniger großen Anzahl an elektronischen Bauelementen genutzt. Auf diese Weise gelingt es, unterschiedlichste passive Bauelemente in einem monolithischen glasbasierten Körper zu vereinen. Außerdem fallen zusätzliche Verfahrensschritte für das Abtragen von Keramikmaterial und unter Umständen das Anbringen von Leiter- bzw. Padstrukturen auf der Oberfläche des Körpers weg. The basic idea of the invention is a multi-stage Process for making a glass-based body apply. One component is integrated in each layer, d. that is, each layer of glass is used to build a body a more or less large number of electronic Components used. In this way, different passive components in one unite monolithic glass-based body. Moreover additional process steps for the removal of Ceramic material and possibly attaching conductor or pad structures on the surface of the body.

In einem weiteren Verfahrensschritt wird mindestens eine Metallisierung an einer Oberfläche einer Glasfolie angebracht. Dazu wird vorzugsweise im Siebdruckverfahren elektrisch leitendes Material beispielsweise in Form einer Leiterstruktur auf einer Oberfläche der Glasfolie aufgetragen. Auf diese Weise läßt sich eine sehr feine Leiterstruktur herstellen. In a further process step, at least one Metallization on a surface of a glass film appropriate. This is preferably done by screen printing electrically conductive material, for example in the form of a Conductor structure on a surface of the glass film applied. In this way, a very fine Create ladder structure.

In dieser Herstellungsphase einer Glasfolie werden auch die Öffnungen für die Durchkontaktierungen mit einem elektrisch leitenden Material befüllt. Entsprechende Verfahren, bei denen in einer Glasfolie mindestens eine Öffnung erzeugt und die Öffnung mit einem elektrisch leitenden Material befüllt wird, sind bevorzugt. Dabei bietet sich für das Erzeugen der Öffnung insbesondere das Stanzen, für die Befüllung besonders das Schablonendruckverfahren an. Siebdruck und Schablonendruck werden vorzugsweise in der gleichen Vorrichtung durchgeführt. In this phase of manufacturing a glass film, the Openings for through-plating with an electrical filled with conductive material. Appropriate procedures, at which creates at least one opening in a glass film and filled the opening with an electrically conductive material are preferred. It is useful for generating the Opening especially punching, especially for filling the stencil printing process. Screen printing and Stencil printing are preferably in the same Device performed.

Für eine Leiterstruktur und eine elektrische Durchkontaktierung wird beispielsweise eine Metallpaste verarbeitet. Ein Widerstand läßt sich besonders einfach durch die Verarbeitung einer lötbaren Widerstandspaste integrieren. Durch Dünnfilmverfahren lassen sich auch hochpräzise Metallschichtwiderstände aufbringen. For a conductor structure and an electrical one Through-contacting is used to process a metal paste, for example. On Resistance is particularly easy to process integrate a solderable resistance paste. By Thin film processes can also be highly precise Apply metal film resistors.

Im nächsten Verfahrensschritt werden die Glasfolien übereinander gestapelt. Die Verbindung der Schichten miteinander kann dabei auf unterschiedliche Weise erfolgen. Hier sind beispielsweise Verfahren bevorzugt, bei denen in Schritt c) zwei oder mehrere der in Schritt b) hergestellten Lagen verbunden werden, indem die Lagen galvanisch mit Gold verstärkt und danach verklebt werden. In the next step, the glass foils stacked. The connection of the layers can be done with each other in different ways. For example, methods are preferred here in which Step c) two or more of those produced in step b) Layers are connected by electroplating the layers with gold reinforced and then glued.

Alternativ können die Lagen verlötet und nach Verbindung aller Lagen mit einem Underfill-Kunststoff aufgefüllt werden. Alternatively, the layers can be soldered and after connection all layers are filled with an underfill plastic.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass in Schritt c) zwei oder mehrere der in Schritt b) hergestellten Lagen durch Glaslotverbindungen verbunden werden. Diese Vorgehensweise ermöglicht die einfache optische Verbindung mit Lichtleitfasern, da die Substrate optisch transparent sind. Another possibility is that in step c) two or more of the layers produced in step b) Glass solder connections are connected. This approach enables easy optical connection with Optical fibers because the substrates are optically transparent.

Besonders wichtig ist, dass der aus verschiedenen Materialien hergestellte Körper nach der Verbindung frei von mechanischer Spannung ist und sich beispielsweise nach dem Abkühlen nicht verbiegt. Ebenso ist es wichtig, dass im Betrieb des Körpers keine unerwünschte temperaturbedingte Spannung auftritt. Es ist daher vorteilhaft, wenn mehrere Materialien in einem bestimmten Temperaturbereich einen im wesentlichen gleichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Das bedeutet, dass zumindest in den angesprochenen Temperaturbereichen eine mechanische Spannung aufgrund einer unterschiedlichen thermischen Ausdehnung der verschiedenen Materialien so weit unterdrückt ist, dass die Funktionalität des keramischen Körpers erhalten bleibt. Der thermische Ausdehnungskoeffizient eines Glases kann durch die Art und die Menge verschiedener Glaskomponenten geregelt werden. So kann das thermische Ausdehnungsverhalten der verschiedenen Materialien aufeinander abgestimmt werden. Von besonderem Vorteil ist es, wenn der thermische Ausdehnungskoeffizient des Glasmaterials bei der Betriebstemperatur des Körpers bei etwa 3-6 ppm/K liegt. Damit liegt eine sehr gute thermische Anpassung an ein Halbleitermaterial wie Silizium oder Galliumarsenid vor. Ein aktives elektronisches Bauelement (z. B. integrierter Schaltkreis), das auf der Oberfläche des keramischen Körpers angebracht ist und zusammen mit dem Körper eine funktionelle Einheit (elektrisches Bauteil) bildet, weist beispielsweise ein solches Halbleitermaterial auf. Ein elektrisches Bauteil mit der genannten Spezifikation läßt sich in einem weiten Temperaturbereich einsetzen. Dies ist beispielsweise im Hinblick auf eine Anwendung des elektrischen Bauteils im Automobilbereich wichtig. Ein herkömmliches polymeres Substrat zeigt im Vergleich dazu ein deutlich anderes thermisches Ausdehnungsverhalten als ein Silizium-IC. Einem vergleichbaren polymeren Substrat sind deshalb engere Grenzen in der Anwend- barkeit gesetzt als einem glasbasierten Substrat. It is particularly important that the made of different materials manufactured body after connection free of mechanical Tension is and, for example, not after cooling bends. It is also important that the body operates no undesirable temperature-related voltage occurs. It is therefore advantageous if several materials in one certain temperature range is essentially the same have coefficients of thermal expansion. That means, that at least in the temperature ranges mentioned mechanical tension due to a different thermal expansion of different materials so far is suppressed that the functionality of the ceramic Body is preserved. The thermal The coefficient of expansion of a glass can be determined by the type and the amount of different glass components can be regulated. So can the thermal expansion behavior of the different Materials are coordinated. Of particular It is advantageous if the coefficient of thermal expansion of the glass material at the operating temperature of the body is about 3-6 ppm / K. This is a very good thermal Adaptation to a semiconductor material such as silicon or Gallium arsenide. An active electronic component (e.g. integrated circuit) that is on the surface of the ceramic body is attached and together with the Body a functional unit (electrical component) forms, for example, has such a semiconductor material on. An electrical component with the specified specification can be used in a wide temperature range. This is, for example, with regard to an application of the electrical component important in the automotive sector. On conventional polymeric substrate shows a comparison significantly different thermal expansion behavior than a Silicon IC. Are a comparable polymeric substrate therefore set narrower limits in the applicability than a glass-based substrate.

Das Stapeln der Glasfolien erfolgt vorzugsweise so, dass sich bezüglich der unterschiedlichen Materialien ein annähernd symmetrischer Folienstapel mit einer Symmetrieebene parallel zu den Folien ergibt. Durch diese Maßnahme wird beim Verbindungsvorgang ein gleichmäßiges Ausdehnen begünstigt und die Bauteiletoleranz reduziert. The glass foils are preferably stacked in such a way that an approximation regarding the different materials symmetrical film stack with a plane of symmetry parallel to the slides. By this measure the Connection process favors a uniform expansion and component tolerance reduced.

Im Stapel der Glasfolien wird bevorzugt mindestens eine Schicht angeordnet, die aus einem Elektrodenmaterial besteht. Diese Schicht kann beispielsweise eine strukturierte Metallfolie sein. Eine Metallfolie hat den Vorteil, dass sie im Vergleich zu einer Metallpaste einen geringeren elektrischen Widerstand hat (Faktor 2-3). Eine Metallfolie wird beispielsweise durch Stanzen und/oder Ätzen strukturiert. At least one is preferably in the stack of the glass foils Arranged layer, which consists of an electrode material. This layer can, for example, be a structured one Be metal foil. A metal foil has the advantage that it a lower compared to a metal paste has electrical resistance (factor 2-3). A metal foil is for example by stamping and / or etching structured.

Werden mehrere glasbasierte Körper im Nutzen hergestellt, so erfolgt nach dem löten die Vereinzelung der Körper. Dies kann durch Sägen erfolgen. Besonders einfach gelingt das Vereinzeln, wenn ein Körper entlang einer oben beschriebenen Lochstruktur aus einem Nutzen herausgebrochen wird. Das Herausbrechen gelingt auch dann, wenn im Nutzen eine Metallfolie verarbeitet wird. Dazu wird die Metallfolie vor dem Übereinanderstapeln ebenfalls mit einer Lochstruktur versehen. Diese Lochstruktur ist gegenüber der Lochstruktur einer Glasfolie seitlich versetzt ist, so dass beim Übereinanderstapeln ein Metallsteg, der sich zwischen zwei Löchern einer Metallfolie befindet, und einem Loch einer Glasfolie übereinander zu liegen kommen. Dieser Metallsteg kann nach Verbinden beispielsweise durch Ätzen entfernt werden. Wenn beispielsweise eine Metallfolie aus Silber verarbeitet wird, bietet sich zum Wegätzen eines Metallstegs ein Gemisch aus Wasserstoffperoxid und Ammoniak an. Im Körper bleiben auf diese Weise nur mehr Stege aus Glas übrig, die zur Vereinzelung eines Körpers leicht gebrochen werden können. If several glass-based bodies are produced in use, so After the soldering, the bodies are separated. This can done by sawing. This is particularly easy Scatter when a body is along a path described above Perforated structure is broken out of a benefit. The Breaking out succeeds even if one is in use Metal foil is processed. For this, the metal foil is in front stacking one another also with a perforated structure Mistake. This hole structure is opposite the hole structure a glass foil is laterally offset, so that when Stack a metal web, which is between two Holes in a metal foil, and a hole in one Glass foil come to lie on top of each other. This metal bridge can be removed after connection, for example by etching become. For example, if a metal foil made of silver is used to etch away a metal bar a mixture of hydrogen peroxide and ammonia. In the body this way, only glass webs are left that easily broken to separate a body can.

Diese Vorgehensweise eignet sich nicht nur zur Vereinfachung der Vereinzelung eines fertigen glasbasierten Körpers. Dadurch, dass nach dem Verbinden ein vorhandener Metallsteg einer Metallfolie entfernt wird, entsteht unter Umständen erst ein funktionsfähiges integriertes passives Bauelement. This approach is not just for simplification the separation of a finished glass-based body. The fact that after connecting an existing metal web Removing a metal foil may result only a functional integrated passive component.

Vor oder nach dem Vereinzeln ist es unter Umständen nötig, auf der Oberfläche des glasbasierten Körpers elektrisch leitendes Material anzubringen. Dazu eignet sich wie oben beschrieben ein Siebdruckverfahren mit einem angegebenen Material. Der Stapel kann nach der Herstellung und gegebenenfalls Vereinzelung auch auf einem Metallkörper aufgelötet werden. Before or after separation, it may be necessary electrical on the surface of the glass-based body attach conductive material. You can do this as above described a screen printing method with a specified Material. The stack can be made after and if necessary, also separation on a metal body be soldered on.

Durch die Erfindung wird ein neuartiger glasbasierter Körper abgedeckt, der einen monolithischen Mehrschichtaufbau aufweist, und mindestens ein passives elektronisches Bauelement sowie mindestens eine Schicht aus Glas enthält. The invention creates a new type of glass-based body covered by a monolithic multilayer structure has, and at least one passive electronic Component and at least one layer of glass contains.

Die vorstehenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren gelten gleichermaßen auch für den erfindungsgemäßen Körper, insbesondere im Hinblick auf die Materialien und ihre Schichtdicken. The above statements on the method according to the invention apply equally to the body according to the invention, especially with regard to the materials and their Layer thicknesses.

Im glasbasierten Körper ist ein passives elektronisches Bauelement beispielsweise in Form einer Induktivität und einer Kapazität mit einem niedrigen Wert. Vor allem ein kompakter Entkopplungskondensator mit einem Kapazitätswert zwischen 30 pF und 3 nF kann realisiert sein. Kompakte Leitungsstrukturen wie Strip-Lines oder Tri-Plates mit hoher Güte für einen Resonator, Koppler und Bandpaßfilter zählen ebenfalls dazu. Als weitere Beispiele sind eine Induktivität und ein Transformator mit einem hohen Induktivitätswert zu nennen. Ebenso kann ein Varistor im glasbasierten Körper enthalten sein. There is a passive electronic in the glass-based body Component for example in the form of an inductor and a capacity with a low value. First of all compact decoupling capacitor with a capacitance value between 30 pF and 3 nF can be realized. compact Line structures such as strip lines or tri-plates with high Count goodness for a resonator, coupler and bandpass filter also to this. Another example is an inductor and a transformer with a high inductance value call. Likewise, a varistor in the glass-based body be included.

Wie vorstehend erwähnt, sind Körper bevorzugt, bei denen ein Schichtstapel, der in einer Richtung eine Schichtenfolge, und ein Schichtstapel, der die gleiche Schichtenfolge in der entgegengesetzten Richtung aufweist, übereinander angeordnet sind. As mentioned above, bodies in which a Layer stack, the layer sequence in one direction, and a layer stack that has the same layer sequence in the opposite direction, arranged one above the other are.

Der glasbasierte Körper verfügt insbesondere über mindestens eine elektrische Durchkontaktierung. Eine solche Durchkontaktierung kann sich über mehrere benachbarte Schichten erstrecken und Bestandteil eines komplexen integrierten Bauelementes sein. Insbesondere eine elektrische Anschlußstelle an der Körperoberfläche beispielsweise in Form eines Lötpads ist über Durchkontaktierungen mit einem Bauelement im Inneren des Körpers verbunden. The glass-based body in particular has at least an electrical via. Such Vias can extend over several adjacent ones Spread layers and part of a complex integrated component. Especially an electrical one Connection point on the body surface, for example in the form of a solder pad is through vias with one Component connected inside the body.

Der Körper weist in einer besonderen Ausgestaltung mindestens eine Schicht aus einem Elektrodenmaterial auf. Diese Schicht ist entsprechend der damit verbundenen Funktionen strukturiert und ist insbesondere ein Bestandteil eines passiven Bauelements. Beispielsweise kann auf diese Weise eine Plattenelektrode für einen Kondensator realisiert sein. In a special embodiment, the body has at least a layer of an electrode material. This layer is according to the related functions structured and is particularly part of a passive component. For example, this way a plate electrode for a capacitor can be realized.

Der Körper kann auf einem Metallkörper angeordnet sein, der beispielsweise als Kühlkörper fungiert. Der Körper kann dabei auf dem Kühlkörper aufgeklebt oder aufgelötet sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Körper monolithisch, beispielsweise durch einen Lötprozeß, mit dem Kühlkörper verbunden ist. The body can be arranged on a metal body which acts as a heat sink, for example. The body can do it be glued or soldered onto the heat sink. Especially it is advantageous if the body is monolithic, for example by a soldering process with the heat sink connected is.

Das Material eines passiven elektronischen Bauelements, einer Schicht aus Elektrodenmaterial und/oder eines Metallkörpers umfaßt zumindest einen Stoff, der aus der Gruppe Gold, Kupfer, Molybdän, Palladium, Platin, Silber und/oder Wolfram ausgewählt ist. Insbesondere vorteilhaft ist es, wenn das Material aus hoch leitfähigem Gold, Silber oder Kupfer besteht. The material of a passive electronic component, one Layer of electrode material and / or a metal body comprises at least one substance from the group of gold, Copper, molybdenum, palladium, platinum, silver and / or tungsten is selected. It is particularly advantageous if that Made of highly conductive gold, silver or copper consists.

Legierungen der Metalle wie beispielsweise Silber/Palladium sind ebenfalls denkbar. Darüber hinaus kann ein Halbleiter und Widerstandsmaterial integriert sein. Alloys of metals such as silver / palladium are also conceivable. It can also be a semiconductor and resistance material can be integrated.

Durch die geringe Bauteiletoleranz eines vorgestellten glasbasierten Körpers und der Vielzahl an elektronischen Bauelementen, die im Volumen des Körpers integriert sein können, eignet sich der Körper insbesondere als Substrat eines möglichst kleinen, komplexen elektronischen Bauteils (z. B. eines Hochfrequenzmoduls). Due to the low component tolerance of an presented glass-based body and the variety of electronic Components that are integrated in the volume of the body the body is particularly suitable as a substrate the smallest possible, complex electronic component (e.g. a high frequency module).

Zusammengefaßt verbinden sich mit der Erfindung hinsichtlich des glasbasierten Körpers, der einen monolithischen Mehrschichtaufbau aufweist, und des Verfahrens zur Herstellung des Körpers folgende markante Vorteile:

  • - Durch die Reduzierung notwendiger Lötkontakte zwischen den passiven Bauelementen einer Schaltung und den hermetischen Schutz der inneren Schaltung kann eine hohe Robustheit und Produktzuverlässigkeit erreicht werden.
  • - Das Verfahren gestattet eine extreme Miniaturisierung, so dass alle passiven Bauelemente im Frequenzbereich bis ca. 5 GHz als Lumped Elements betrachtet werden können. Dies trägt zu einer wesentlichen Vereinfachung beim Design und der Modellierung der Schaltungen bei.
  • - Die Verbindungen und Induktivitäten können durch den Einsatz relativ dicker (ca. 10 µm) Leiterbahnen aus Silber oder Kupfer verlustarm ausgeführt werden.
  • - Die Substrate sind kostengünstig, glatt und dünnfilmtauglich. Viaholes lassen sich ebenfalls kostengünstig einbringen.
  • - Die thermische Ausdehnung der Glassubstrate kann optimal eingestellt werden.
  • - Durch Einbringen einer entsprechenden Porosität kann die Dielektrizitätszahl der Substrate sehr niedrig sein (beispielsweise 2-3).
  • - Die Substrate zeichnen sich durch eine hohe Temperaturbeständigkeit aus.
  • - Einfache Integration optischer Verbindungen.
  • - Durch geringe Toleranzen und beste Temperaturstabilität lassen sich alle passiven Bauelemente in Dünnfilmtechnik realisieren.
  • - Realisierung sehr spezieller und komplexer Bauelemente, wie Pyrosensoren, bulkakustische Resonatoren und Frequenzfilter, elektrooptische und photoakustische Bauelemente, magnetische Bauelemente wie Magnetfeldsensoren, magnetooptische und nichtreziproke Bauelemente wie Gyratoren und Zirkulatoren möglich.
  • - Die Subsratlagen lassen sich parallel herstellen und prüfen und danach kostengünstig verbinden (Kleben, Löten, Anpressen). Duch Underfill- oder Glaslottechnik ist ein hermetischer Verschluß möglich.
  • - Möglichkeit, innere Lagen mit ICs zu integrieren.
  • - Das Verfahren eignet sich in besonderem Maße zur Herstellung eines glasbasierten Körpers im Nutzen (multi up). So können sowohl relativ einfache als auch sehr komplexe Körper kostengünstig hergestellt werden.
In summary, the invention has the following significant advantages with regard to the glass-based body, which has a monolithic multilayer structure, and the method for producing the body:
  • - A high level of robustness and product reliability can be achieved by reducing the number of necessary solder contacts between the passive components of a circuit and the hermetic protection of the internal circuit.
  • - The method allows extreme miniaturization, so that all passive components in the frequency range up to approx. 5 GHz can be regarded as lumped elements. This contributes to a significant simplification in the design and modeling of the circuits.
  • - The connections and inductors can be made with low losses by using relatively thick (approx. 10 µm) conductor tracks made of silver or copper.
  • - The substrates are inexpensive, smooth and suitable for thin films. Viaholes can also be introduced inexpensively.
  • - The thermal expansion of the glass substrates can be optimally adjusted.
  • - By introducing an appropriate porosity, the dielectric constant of the substrates can be very low (for example 2-3).
  • - The substrates are characterized by high temperature resistance.
  • - Easy integration of optical connections.
  • - Due to low tolerances and the best temperature stability, all passive components can be realized using thin-film technology.
  • - Realization of very special and complex components, such as pyro sensors, bulk acoustic resonators and frequency filters, electro-optical and photo-acoustic components, magnetic components such as magnetic field sensors, magneto-optical and non-reciprocal components such as gyrators and circulators possible.
  • - The sub-layers can be produced and checked in parallel and then inexpensively connected (gluing, soldering, pressing). A hermetic seal is possible using the underfill or glass soldering technique.
  • - Possibility to integrate inner layers with ICs.
  • - The process is particularly suitable for producing a glass-based body in use (multi up). In this way, both relatively simple and very complex bodies can be produced inexpensively.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Körpers als ein Substrat eines Hochfrequenzmoduls. Another object of the present invention is Use of the body according to the invention as a substrate of a high frequency module.

Claims (20)

1. Verfahren zur Herstellung eines glasbasierten Körpers, der einen monolithischen Mehrschichtaufbau aufweist und mindestens ein passives elektronisches Bauelement enthält, umfassend die Verfahrensschritte: a) Herstellung mindestens einer Glasfolie; b) Beschichtung mindestens einer der in Schritt a) hergestellten Glasfolien mit einer Funktionsschicht; und c) gegebenenfalls Verbinden von zwei oder mehreren der in Schritt b) erhaltenen Lagen. 1. A method for producing a glass-based body which has a monolithic multilayer structure and contains at least one passive electronic component, comprising the method steps: a) production of at least one glass film; b) coating at least one of the glass foils produced in step a) with a functional layer; and c) optionally connecting two or more of the layers obtained in step b). 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfolie mittels eines Folienzieh- oder -gießverfahrens hergestellt wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the glass film using a film pulling or casting process is produced. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfolie eine Dicke von 10 bis 80 µm, vorzugsweise von 20 bis 70 µm und insbesondere von 30 bis 50 µm aufweist. 3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized characterized that the glass film has a thickness of 10 to 80 microns, preferably from 20 to 70 microns and especially from Has 30 to 50 microns. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsschicht ausgewählt ist aus metallischen Schichten, Leiterschichten, Widerstandsschichten, Varistorschichten, Schichten aus mittel- oder hochdielektrischen Materialien, piezoelektrischen Schichten, pyroelektrischen Schichten, magnetischen Schichten, elektrooptischen Schichten, magnetooptischen Schichten sowie Kombinationen daraus. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized that the functional layer is selected from metallic layers, conductor layers, Resistance layers, varistor layers, layers of medium or high dielectric materials, piezoelectric Layers, pyroelectric layers, magnetic Layers, electro-optical layers, magneto-optical Layers and combinations thereof. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsschicht eine Dicke von 0,1 bis 20 µm, vorzugsweise von 0,2 bis 10 µm und insbesondere von 0,5 bis 5 µm aufweist. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized characterized in that the functional layer has a thickness of 0.1 to 20 µm, preferably from 0.2 to 10 µm and in particular from 0.5 to 5 microns. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Glasfolie mindestens eine Öffnung erzeugt und die Öffnung mit einem elektrisch leitenden Material befüllt wird. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized characterized in that at least one in a glass film Opening created and the opening with an electrical conductive material is filled. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung durch Stanzen bei erhöhter Temperatur erzeugt wird. 7. The method according to claim 6, characterized in that the opening is created by stamping at elevated temperature becomes. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung mittels eines Schablonendruckverfahrens befüllt wird. 8. The method according to any one of claims 6 or 7, characterized characterized in that the opening by means of a Stencil printing process is filled. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c) zwei oder mehrere der in Schritt b) hergestellten Lagen verbunden werden, indem die Lagen galvanisch mit Gold verstärkt und danach verklebt werden. 9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized characterized in that in step c) two or more of the layers produced in step b) are connected by the layers galvanically reinforced with gold and afterwards be glued. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c) zwei oder mehrere der in Schritt b) hergestellten Lagen verbunden werden, indem die Lagen verlötet und nach Verbindung aller Lagen mit einem Underfillkunststoff aufgefüllt werden. 10. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized characterized in that in step c) two or more of the layers produced in step b) are connected by the layers soldered and after connecting all layers with an underfill plastic. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt c) zwei oder mehrere der in Schritt b) hergestellten Lagen durch Glaslotverbindungen verbunden werden. 11. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized characterized in that in step c) two or more of the layers produced in step b) Glass solder connections are connected. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Oberfläche einer Glasfolie und/oder des Körpers ein elektrisch leitendes Material angebracht wird. 12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized characterized that on a surface of a glass sheet and / or the body an electrically conductive material is attached. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch leitende Material mittels eines Siebdruckverfahrens angebracht wird. 13. The method according to claim 12, characterized in that the electrically conductive material by means of a Screen printing process is attached. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Stapel auf einem Metallkörper aufgelötet wird. 14. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized characterized that the stack on a metal body is soldered on. 15. Glasbasierter Körper, der einen monolithischen Mehrschichtaufbau aufweist, enthaltend
mindestens ein passives elektronisches Bauelement sowie
mindestens eine Schicht aus Glas.
15. Containing glass-based body, which has a monolithic multilayer structure
at least one passive electronic component and
at least one layer of glass.
16. Körper nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schichtstapel, der in einer Richtung eine Schichtenfolge, und ein Schichtstapel, der die gleiche Schichtenfolge in der entgegengesetzten Richtung aufweist, übereinander angeordnet sind. 16. Body according to claim 15, characterized in that a Layer stack that has a layer sequence in one direction, and a layer stack that has the same layer sequence in in the opposite direction, one above the other are arranged. 17. Körper nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper mindestens eine Schicht aus einem Elektrodenmaterial aufweist. 17. Body according to one of claims 15 or 16, characterized characterized that the body has at least one layer made of an electrode material. 18. Körper nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper auf einem Metallkörper angeordnet ist. 18. Body according to one of claims 15 to 17, characterized characterized that the body on a metal body is arranged. 19. Körper nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement, die Schicht aus einem Elektrodenmaterial und/oder der Metallkörper zumindest einen Stoff aufweist, der aus der Gruppe Gold, Kupfer, Molybdän, Palladium, Platin, Silber und/oder Wolfram ausgewählt ist. 19. Body according to one of claims 15 to 18, characterized characterized in that the component, the layer of an electrode material and / or the metal body has at least one substance from the group of gold, Copper, molybdenum, palladium, platinum, silver and / or Tungsten is selected. 20. Verwendung des Körpers nach einem der Ansprüche 15 bis 19 als ein Substrat eines Hochfrequenzmoduls. 20. Use of the body according to one of claims 15 to 19 as a substrate of a high frequency module.
DE2001145190 2001-09-13 2001-09-13 Production of a glass-based body having a monolithic multiple layer structure and containing a passive electronic component comprises forming a glass film, coating with functional layers and optionally connecting two or more layers formed Withdrawn DE10145190A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001145190 DE10145190A1 (en) 2001-09-13 2001-09-13 Production of a glass-based body having a monolithic multiple layer structure and containing a passive electronic component comprises forming a glass film, coating with functional layers and optionally connecting two or more layers formed

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001145190 DE10145190A1 (en) 2001-09-13 2001-09-13 Production of a glass-based body having a monolithic multiple layer structure and containing a passive electronic component comprises forming a glass film, coating with functional layers and optionally connecting two or more layers formed

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10145190A1 true DE10145190A1 (en) 2003-04-03

Family

ID=7698930

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2001145190 Withdrawn DE10145190A1 (en) 2001-09-13 2001-09-13 Production of a glass-based body having a monolithic multiple layer structure and containing a passive electronic component comprises forming a glass film, coating with functional layers and optionally connecting two or more layers formed

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10145190A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013214108A1 (en) * 2013-07-18 2015-02-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Spatially curved glass molded body and method for its production
DE102004039229B4 (en) 2004-08-12 2022-12-22 Snaptrack, Inc. Component arrangement with a carrier substrate
WO2023246602A1 (en) * 2022-06-24 2023-12-28 华为技术有限公司 Circuit board, packaging structure, and electronic device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3402073A (en) * 1964-08-04 1968-09-17 Texas Instruments Inc Process for making thin film circuit devices
DE4401616A1 (en) * 1993-01-22 1994-09-29 Nippon Denso Co Ceramic multilayer wiring board
DE19918942A1 (en) * 1999-04-27 2000-11-02 Schott Glas Thin glass sheet for displays, keyboards or laminates has two opposite laser cut edges to provide increased bending strength about a bending axis transverse to the edges
DE19961842A1 (en) * 1999-12-21 2001-07-12 Fraunhofer Ges Forschung Multilayer circuit board

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3402073A (en) * 1964-08-04 1968-09-17 Texas Instruments Inc Process for making thin film circuit devices
DE4401616A1 (en) * 1993-01-22 1994-09-29 Nippon Denso Co Ceramic multilayer wiring board
DE19918942A1 (en) * 1999-04-27 2000-11-02 Schott Glas Thin glass sheet for displays, keyboards or laminates has two opposite laser cut edges to provide increased bending strength about a bending axis transverse to the edges
DE19961842A1 (en) * 1999-12-21 2001-07-12 Fraunhofer Ges Forschung Multilayer circuit board

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
AF 45 Dünnglas (recherchiert am 18.06.2002). Im Internet: http://www.pgo-online.de/de/katalog/AF45.html http://www.schott.com/displayglas/german/products/af45.html *
Die MicroStrip-Platte, VT:20.09.1996,(recherchiert am 18.06.2002). Im Internet: http://www-aix.gsi. de/ APPROX stone/diplom/diplom/node18.html *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004039229B4 (en) 2004-08-12 2022-12-22 Snaptrack, Inc. Component arrangement with a carrier substrate
DE102013214108A1 (en) * 2013-07-18 2015-02-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Spatially curved glass molded body and method for its production
DE102013214108B4 (en) 2013-07-18 2023-05-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Three-dimensionally curved shaped glass body and method for its production
WO2023246602A1 (en) * 2022-06-24 2023-12-28 华为技术有限公司 Circuit board, packaging structure, and electronic device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60011515T2 (en) Preparation of Ceramic Substrates and Unsintered Ceramic Substrate
DE69835659T2 (en) Multilayer ceramic substrate with a passive component, and manufacturing method
DE10002812C2 (en) Process for producing a dielectric glass-ceramic body that is sinterable at low temperatures
DE102005042554B4 (en) Metal-ceramic substrate and method for producing a metal-ceramic substrate
DE3324933C2 (en) Ceramic multilayer circuit board
DE102006000935B4 (en) Monolithic ceramic component and method of manufacture
US6588097B2 (en) Method of manufacturing multilayered ceramic substrate and green ceramic laminate
DE102005047106B4 (en) Power semiconductor module and method of manufacture
DE112006002451B4 (en) Ceramic multilayer substrate, ceramic multilayer module, and method of making the same
DE102004039229B4 (en) Component arrangement with a carrier substrate
DE10003264C2 (en) Dielectric ceramic composition and multilayer ceramic substrate
WO2000004577A1 (en) Method for producing a ceramic body having an integrated passive electronic component, such a body and use of same
DE102009015520A1 (en) Metal-ceramic substrate
DE10317675B4 (en) Ceramic multilayer substrate and process for its preparation
EP2170026B1 (en) Metal ceramic substrate for electric components or modules, method for producing such a substrate and module with such a substrate
DE19961537A1 (en) Glass-ceramic board, especially a multilayer wiring board, comprises a co-fired product of a silver-based conductive material and a glass-ceramic insulation material containing an oxidizable metal
DE10033984A1 (en) Hybrid laminate and process for making the same
DE69919806T2 (en) Conductive paste and ceramic circuit board
DE10318297A1 (en) Ceramic multilayer substrate and process for its production
EP1744353A1 (en) Chip carrier substrate made if silicon with through-contacts and method for its manufacture
DE19542365A1 (en) Process for producing a multilayer ceramic electronic component
EP0862209B1 (en) Process for manufacturing a metal-ceramic substrate
DE10145190A1 (en) Production of a glass-based body having a monolithic multiple layer structure and containing a passive electronic component comprises forming a glass film, coating with functional layers and optionally connecting two or more layers formed
DE19945794C2 (en) Method for producing a metal-ceramic circuit board with through contacts
EP0006444B1 (en) Multi-layer dielectric substrate

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8139 Disposal/non-payment of the annual fee