DE102010016779A1

DE102010016779A1 - Verfahren zur Herstellung einer flexiblen Schaltungsanordnung

Info

Publication number: DE102010016779A1
Application number: DE102010016779A
Authority: DE
Inventors: Karin Ruess; Dr. Holl Bruno; Dr. Kaiser Alexander; Dr. Feurer Ernst
Original assignee: Cicor Management AG
Current assignee: Cicor Management AG
Priority date: 2010-05-04
Filing date: 2010-05-04
Publication date: 2011-11-10
Also published as: US8623450B2; US20110274829A1; WO2011138232A1

Abstract

Für ein Verfahren zur Herstellung einer flexiblen Schaltungsanordnung in Form einer Schichtenfolge von wenigstens einer Isolierschicht und wenigstens einer Leiterschicht, typischerweise mehreren Isolierschichten (N1, N2, N3, NF) und mehreren strukturierten Leiterschichten (L1, L2) wird auf einem starren Substrat die Schichtenfolge für die flexible Schaltungsanordnung so abgeschieden, dass die Haftung der Schichtenfolge gegenüber dem Substrat in einem inneren Bereich, in welchem wenigstens eine, vorzugsweise mehrere flexible Schaltungsanordnungen erzeugt werden, geringer ist als in einem den inneren Bereich (ZB) umgebenden Randbereich (RB). Vorteilhafterweise kann hierfür in dem Randbereich eine Zwischenschicht abgeschieden werden, welche eine stärkere Haftung der Schichtenfolge über dem Randbereich gegenüber dem nicht mit einer Zwischenschicht versehenen inneren Bereich bewirkt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer flexiblen Schaltungsanordnung mit mehreren, eine Schichtenfolge bildenden Schichten.
Flexible Schaltungsanordnungen für den unter anderem vorteilhaften Einsatz in Anwendungsfällen, in denen die Schaltungsanordnung dauerhaft flexible Eigenschaften aufweisen muss, wie insbesondere bei Körperimplantaten oder in im Gebrauch zumindest begrenzt flexiblen Gegenständen, wie z. B. Kreditkarten.
Aus der US 2007/0241201 A1 ist ein Aufbau einer Kreditkarte mit einer integrierten elektromagnetischen Anordnung bekannt. Die Karte besteht aus mehreren fest miteinander verbundenen Lagen, wobei eine mittlere Lage eine flexible Schaltungsplatine bildet, auf welcher wiederum eine flexible Schaltungsanordnung mit einer Mehrzahl von Spulen in einer Multilager-Schichtenfolge angeordnet ist.
Eine derartige flexible Schaltungsanordnung mit Spulen, welche einen Kern aus magnetischem Material umschließen, kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, dass auf einem starren Silizium-Substrat eine Schichtenfolge von Isolierschichten, Leiterschichten und wenigstens einer Schicht aus magnetischem Material abgeschieden und zumindest mehrere Schichten jeweils nach ihrem Abscheiden unterschiedlich strukturiert werden. Die Strukturierung erfolgt typischerweise fotolithografisch mit unterschiedlichen Masken.
Für eine hohe Packungsdichte von passiven und/oder aktiven Schaltungselementen in der flexiblen Schaltungsanordnung, z. B. eine hohe Zahl von Spulen mit jeweils mehreren Windungen auf nur kurzer Baulänge des Magnetchips in der vorgenannten Kreditkartenanwendung, ist neben einer feinen Auflösung der Strukturen insbesondere eine hohe Präzision bei der immer neuen Ausrichtung der Masken relativ zu bereits zuvor erzeugten Strukturen erforderlich. Dies ist an sich erreichbar unter Verwendung eines starren Substrats, wie z. B. eines Si-Wafers, auf welchem die Schichtenfolge vorzugsweise für eine Mehrzahl von flexiblen Schaltungsanordnungen abgeschieden wird und bei den typischen mehrfachen Temperaturwechseln eine feste Position beibehält. Die flexible Schaltungsanordnung wird nach Erzeugen der Schichtenfolge von dem Substrat entfernt, z. B. durch Auflösen einer Haftschicht zwischen Substrat und Schichtenfolge oder durch mechanisches Abschälen von der Substratoberfläche. Dabei kann es wiederum zu Beschädigungen des nur Bruchteile von Millimetern dünnen flexiblen Schaltungssubstrats durch mechanische Beanspruchung und/oder durch Einwirkung von Ätzmedien, Lösungsmitteln oder dergleichen kommen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung einer flexiblen Schaltungsanordnung anzugeben.
Die Erfindung ist im unabhängigen Anspruch beschrieben. Die abhängigen Ansprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.
Die Aufteilung der Fläche des Substrats in wenigstens einen inneren Bereich und einen diesen inneren Bereich umgebenden Randbereich und die Gestaltung der Zwischenschicht so, dass die Haftung der ersten Schicht der über dem Substrat für die flexible Schaltungsanordnung abgeschiedenen Schichtenfolge über den Randbereich stärker ist als über dem inneren Bereich ermöglicht zum einen eine über die gesamte Zeit des Herstellungsprozesses, während der die Schichtenfolge auf dem Substrat verbleibt, eine gleichbleibend präzise Beibehaltung der Positionierung der unterschiedlichen Strukturen der einzelnen Schichten relativ zueinander und relativ zu Referenzpunkten des starren Substrats. Das ist insbesondere von Bedeutung bei der Erzeugung der wenigstens einen, üblicherweise mehrerer Isolierschichten durch Verfestigen eines fließfähig aufgebrachten Isoliermaterials bei erhöhten Temperaturen, typischerweise Temperaturen über 250°C. Der vorteilhafterweise geschlossen um den inneren Bereich umlaufende Randbereich mit der stärkeren Haftung der Schichtenfolge auf dem Substrat verhindert zudem das Eindringen von während des Herstellungsprozesses eingesetzten Flüssigkeiten unter die Schichtenfolge. Unter die Schichtenfolge dringende Flüssigkeiten können zur Ablösung von dem Substrat und insbesondere bei erhöhten Prozesstemperaturen zur Blasenbildung führen. Die wenigstens eine flexible Schaltungsanordnung wird über dem wenigstens einen inneren Bereich erzeugt, so dass in Projektion senkrecht zur Substratoberfläche die Schaltungsanordnung innerhalb des inneren Bereichs liegt.
Zum anderen ermöglicht die geringe Haftung der ersten Schichten der Schichtenfolge der flexiblen Schaltungsanordnung in dem inneren Bereich über dem Substrat das leichte Ablösen der flexiblen Schaltungsanordnung von dem Substrat. Insbesondere können beim Einsatz eines Lösungsmittels Anwendungsparameter optimiert, insbesondere die Einwirkungszeit und/oder Temperatur reduziert werden. Ein mechanisches Abheben der Schaltungsanordnung kann gegen eine geringere Haltekraft und dadurch mit verringerter Gefahr der Beschädigung der Schaltungsanordnung erfolgen. In bevorzugter Ausführungsform kann vorgesehen sein, die flexible Schaltungsanordnung ohne Einsatz eines Lösungsmittels nur mechanisch von dem Substrat zu entfernen.
In erster vorteilhafter Ausführung kann ein einziger innerer Bereich vorgesehen sein, über welchem eine oder vorzugsweise mehrere, insbesondere flächig eng beieinanderstehende flexible Schaltungsanordnungen in der Schichtenfolge erzeugt werden. In anderer vorteilhafter Ausführung können mehrere innere Bereiche vorgesehen sein, über welchen jeweils wenigstens eine von mehreren flexiblen Schaltungsanordnungen erzeugt wird, und welche durch einen oder mehrere Trennbereiche, in welchen die Haftung der Schichtenfolge stärker ist als in den inneren Bereichen, in der Fläche des Substrats seitlich voneinander beabstandet sind. Die Haftung der Schichtenfolge kann in diesen Trennbereichen vorteilhafterweise im Wesentlichen gleich der Haftung in dem Randbereich sein. Die Trennbereiche können mit dem Randbereich zusammenhängen. Die mehreren inneren Bereiche können jeweils einzeln vollständig durch Rand- und/oder Trennbereiche mit höherer Haftung umrandet sein.
Nachfolgend ist der Einfachheit halber ohne Beschränkung der Allgemeinheit von einem einzigen inneren Bereich innerhalb eines Randbereichs ausgegangen. Die Ausführungen gelten, soweit nicht offensichtlich ausgeschlossen, analog für Ausführungen mit mehreren inneren Bereichen und einem oder mehreren Trennbereichen.
Für die Erzeugung der unterschiedlichen Haftung kann die Zwischenschicht im Randbereich teilweise oder vollständig andere Materialien oder einen anderen Schichtaufbau aufweisen als im inneren Bereich. Insbesondere kann eine haftungsmindernde Zwischenschicht nur im inneren Bereich vorhanden sein und in dem Randbereich ganz fehlen oder eine haftungsverstärkende Zwischenschicht nur in dem Randbereich vorhanden sein und in dem inneren Bereich ganz fehlen. In bevorzugter Ausführung ist in dem inneren Bereich die Schichtenfolge der flexiblen Schaltungsanordnung unmittelbar auf der Substratoberfläche ohne eine Zwischenschicht abgeschieden und in dem Randbereich eine haftungsverstärkende Zwischenschicht vorgesehen.
Aufbau und Zusammensetzung der Zwischenschicht hängen von den jeweiligen Materialien des Substrats und der ersten Schicht der Schichtenfolge für die flexible Schaltungsanordnung ab. Bei der bevorzugten Erzeugung einer Isolierschicht aus einem Polymer, vorzugsweise aus Polyimid als erster Schicht der Schichtenfolge über einem Substrat, welches vorteilhafterweise aus Glas oder Keramik oder insbesondere aus Silizium (Si), vorzugsweise mit thermisch oxidierter Oberfläche, besteht, ist die Zwischenschicht vorteilhafterweise aus wenigstens zwei Teil-Zwischenschichten aufgebaut, welche vorzugsweise nur in dem Randbereich auf dem Substrat abgeschieden sind. Insbesondere kann in vorteilhafter Ausführung vorgesehen sein, dass eine erste Teil-Zwischenschicht, welche auf der Substratoberfläche vorliegt, aus Titan (Ti) oder einer Ti-Legierung, z. B. TiW besteht und dass eine zweite Teil-Zwischenschicht, auf welcher die erste Schicht der Schichtenfolge abgeschieden wird, aus Gold (Au) besteht.
Die Haftung von zwei Schichten aufeinander kann quantitativ insbesondere als die Kraft bestimmt werden, welche zum Abschälen der Schichten voneinander erforderlich ist.
Die Haftkraft der Zwischenschicht unmittelbar auf dem Substrat, z. B. TiW auf Si, sowie zwischen gegebenenfalls mehreren Teil-Zwischenschichten, z. B. Au auf TiW, sei als stärker angenommen als die Haftkraft der Schichtenfolge auf der Zwischenschicht, z. B. Polyimid auf Au, so dass die Haftung der Schichtenfolge im Randbereich relativ zum Substrat durch die Haftkraft zwischen Schichtenfolge und Zwischenschicht bestimmt ist.
Die Haftung von Polyimid auf Gold der Zwischenschicht über dem Randbereich ist wesentlich stärker als die Haftung von Polyimid unmittelbar auf der Substratoberfläche.
Die flexible Schaltungsanordnung wird nach Abscheiden aller Schichten und nach eventuell weiteren Verfahrensschritten, welche bei auf dem Substrat gehaltener flexibler Schaltungsanordnung durchgeführt werden, getrennt von der Schichtenfolge im Randbereich vom Substrat entfernt. Die Schichtenfolge im Randbereich kann auf dem Substrat verbleiben. Zur Trennung der Schaltungsanordnung von der Schichtenfolge im Randbereich wird die flexible Schaltungsanordnung vorteilhafterweise aus der flächigen Schichtenfolge ausgeschnitten und von dem Substrat entfernt. Zum Ausschneiden der flexiblen Schaltungsanordnung aus der Schichtenfolge werden vorteilhafterweise Nuten durch die Schichtenfolge bis zum Substrat, eventuell auch in dieses hinein oder durch dieses hindurch erzeugt. Die Nuten beschreiben den Umriss der flexiblen Schaltungsanordnung. Die Nuten können vorteilhafterweise durch Laserstrahlschneiden oder mittels eines mechanischen Trennwerkzeugs erzeugt werden.
Die Schichtenfolge enthält wenigstens eine Isolierschicht aus einem elektrisch isolierenden Isoliermaterial, insbesondere einem Polymer, und wenigstens eine Leiterschicht aus einem elektrisch leitfähigen Material, insbesondere einem Metall, vorzugsweise Kupfer oder Gold. Zumindest die wenigstens eine Leiterschicht ist zur Ausbildung einer Struktur aus Leiterbahnen und Leiterflächen strukturiert. Vorzugsweise sind wenigstens zwei Leiterschichten vorgesehen, welche durch wenigstens eine Isolierschicht getrennt sind, wobei vorzugsweise durch Öffnungen in der dazwischen liegenden Isolierschicht elektrische Verbindungen zwischen zwei beabstandeten Leiterschichten hergestellt werden.
Eine Isolierschicht aus einem Polymer wird vorteilhafterweise in an sich bekannter Art dadurch erzeugt, dass Isoliermaterial in fließfähiger Form auf das Substrat, die Zwischenschicht oder einen bereits erzeugten Teil der Schichtenfolge abgeschieden und bei erhöhter Temperatur verfestigt wird. Die Isolierschichten werden vorteilhafterweise mit Schichtdicken von wenigstens 1 μm, insbesondere wenigstens 2 μm und höchstens 20 μm, insbesondere höchstens 10 μm erzeugt. Eine Strukturierung einer derart erzeugten Isolierschicht erfolgt vorteilhafterweise fotolithografisch mit einer Belichtungsmaske in an sich gebräuchlicher Art, wobei das Isoliermaterial selbst belichtbar sein kann oder durch eine belichtbare Photolackmaske abgedeckt werden kann. Material aus der ganzflächig abgeschiedenen Isolierschicht wird in durch die Maskenbelichtung bestimmten Flächenbereichen selektiv wieder entfernt. Für die Isolierschichten wird vorteilhafterweise ein Material gewählt, dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient (CTE) um nicht mehr als 10 × 10^–6/K, insbesondere nicht mehr als 5 × 10^–6/K von dem thermischen Ausdehnungskoeffizient des Substratmaterials verschieden ist. Ein Material mit einem zu üblichem Substratmaterial ähnlichem thermischem Ausdehnungskoeffizienten ist beispielsweise als PI-2611 von HD Micro Systems, Parlin, NJ, USA erhältlich.
Die wenigstens eine Leiterschicht der Schicht ist vorzugsweise metallisch, wobei bevorzugt Gold oder Kupfer als Metalle eingesetzt werden können. An Grenzflächen zwischen Leiterschichten und Isolierschichten können Haftvermittlerschichten, insbesondere aus Ti oder TiW abgeschieden werden.
Die Erzeugung einer strukturierten Leiterschicht erfolgt vorteilhafterweise gleichfalls fotolithografisch, wobei statt der ganzflächigen Abscheidung mit nachfolgender selektiver Entfernung auch eine selektive Abscheidung im Lift-off-Verfahren oder selektive galvanische Verstärkung vorgesehen sein kann. Bei der Abscheidung einer Leiterschicht über einer Öffnung in einer Isolierschicht kann eine Durchkontaktierung zu einer anderen Leiterschicht erzeugt werden.
Mittels solcher Durchkontaktierungen zwischen zwei beabstandeten Leiterschichten kann in vorteilhafter Anwendung eine Spulenstruktur ähnlich der in der eingangs genannten US 2007/024201 erzeugt werden, welche vorzugsweise einen Spulenkern aus einem hartmagnetischen oder weichmagnetischen Material umgibt. Der Spulenkern wird vorteilhafterweise auf einer Isolierschicht als Auflageschicht in Form einer Schicht aus dem magnetischen Material abgeschieden, wofür vorteilhafterweise zuvor die Auflageschicht eingeebnet wird, z. B. durch mechanisches Schleifen. Die als Ablageschicht dienende Isolierschicht kann hierfür in vorteilhafter Ausführung als ein Material mit verbesserter chemischer und/oder mechanischer Beständigkeit als das Material einer oder mehrerer später abgeschiedene Isolierschichten erzeugt werden. Insbesondere kann bei gleichem fließfähigem Ausgangsmaterial verschiedener Isolierschichten eine verbesserte Beständigkeit durch Verfestigen des Isoliermaterials bei erhöhter höherer Temperatur, beispielsweise ca. 350°C erzeugt werden. Für später abgeschiedene Isolierschichten der Schichtenfolge kann vorteilhafterweise eine verringerte höhere Temperatur von z. B. weniger als 300°C bei der Verfestigung des Isoliermaterials angewandt werden, was insbesondere von Vorteil ist, wenn nach der genannten Ablageschicht und vor dem letzten Verfahrensschritt Elemente in die Schichtenfolge integriert werden, welche nicht über die niedrigere erhöhte höhere Temperatur aufgeheizt werden dürfen. Die Erzeugung einer Isolierschicht mit verbesserter Beständigkeit gegenüber einer oder mehrerer später abgeschiedener Isolierschichten und das Einebnen der Oberfläche der beständigeren Isolierschicht z. B. durch mechanisches Schleifen ist auch unabhängig von dem Unterschied der Haftung der Schichtenfolge über dem Randbereich einerseits und dem inneren Bereich andererseits und auch unabhängig von dem speziellen Anwendungsfall von eigenständiger erfinderischer Bedeutung und von besonderem Vorteil, wenn eine ebene Auflagefläche innerhalb der Schichtenfolge über wenigstens einer strukturierten Schicht benötigt wird und/oder in nachfolgenden Schichten temperaturempfindliches Material in der Schichtenfolge abgeschieden wird.
Vorteilhafterweise werden zumindest in der obersten, d. h. der von dem Substrat am weitesten beabstandeten Leiterschicht Anschlussflächen zur elektrischen Verbindung der flexiblen Schaltungsanordnung mit Schaltungselementen, einer weiteren Schaltungsanordnung oder insbesondere einer größeren Schaltungsplatine erzeugt. Auf die dem Substrat abgewandte Oberseite kann vorteilhafterweise eine Trägerfolie aufgebracht werden, wobei die Trägerfolie vorteilhafterweise auf die Oberseite der Schichtenfolge aufgebracht wird, solange die Schichtenfolge noch auf dem starren Substrat gehalten ist. Durch die Trägerfolie, welche in der flexiblen Schaltungsanordnung mit der Schichtenfolge verbunden bleibt, führen Durchkontaktierungen hindurch, welche auf der der Schichtenfolge zugewandten Seite der Trägerfolie mit den genannten Anschlussflächen elektrisch leitend verbunden sind und zu Kontaktflächen auf der der Schichtenfolge abgewandten Seite der Trägerfolie führen. Die Kontaktflächen werden elektrisch leitend mit Gegenflächen einer größeren Schaltungsplatine kontaktiert, z. B. durch Löten oder Kleben, wenn die flexible Schaltungsanordnung mit einer solchen Platine verbunden wird.
In gebräuchlicher Vorgehensweise kann die Trägerfolie mit Durchkontaktierungen und Kontaktflächen korrespondierend zu dem Flächenmuster der Anschlussfläche auf der Schichtenfolge vorbereitet und in richtiger Positionierung auf die Schichtenfolge aufgebracht werden, wobei elektrische Verbindungen der Durchkontaktierungen zu den Anschlussflächen durch Löten oder Kleben erzeugt werden. Typischerweise werden hierfür nach Überdeckung der letzten Leiterschicht der Schichtenfolge mit einer letzten Isolierschicht in dieser letzten Isolierschicht Öffnungen zu den Anschlussflächen der letzten Leiterfläche freigelegt und zusätzliche metallische Anschlussstrukturen, wie insbesondere erweiterte Anschlussflächen auf der Oberseite der letzten Isolierschicht erzeugt. Davon abweichend ist gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung vorgesehen, die Trägerfolie in unstrukturiertem Zustand, also ohne Durchbrüche und Durchkontaktierungen auf die Oberseite der Schichtenfolge aufzubringen und flächig zu verbinden, insbesondere aufzulaminieren und erst danach die Durchbrüche durch die Trägerfolie an den Positionen der Anschlussflächen der Schichtenfolge herzustellen. Die Trägerfolie kann aus mehreren Schichten und/oder Teilfolien bestehen.
Die Herstellung der Durchbrüche durch die Trägerfolie kann dabei wie die vorangegangenen Strukturierungen der Schichten der Schichtenfolge mit hoher Genauigkeit, insbesondere wiederum fotolithografisch erfolgen. Vorzugsweise werden die Öffnungen durch punktuelle Beaufschlagung der Trägerfolie mit einem fokussierten Laserstrahl erzeugt, welcher vorteilhafterweise die Öffnungen in der Trägerfolie durch die dünnere letzte Isolierschicht fortsetzt und an den metallischen Anschlussflächen der Schichtenfolge stoppt.
Auf die mit Durchbrüchen versehene Trägerfolie wird eine strukturierte Metallschicht abgeschieden, welche zum einen auf der der Schichtenfolge abgewandten Seite der Trägerfolie die Kontaktflächen bildet und zum anderen entlang der Flanken der Durchbrüche bis zu den Anschlussflächen der Schichtenfolge reicht und direkt auf diesen abgeschieden wird. Durch die flächige Verklebung der Trägerfolie mit der Oberseite der Schichtenfolge wird eine großflächige und besonders stabile mechanische Verbindung der Trägerfolie mit der Schichtenfolge erreicht. Die Abscheidung der Metallschicht für die Kontaktflächen und die Durchkontaktierungen auch auf den Anschlussflächen werden besonders zuverlässige elektrische Verbindungen gewährleistet.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch eingehend veranschaulicht. Dabei zeigt:
1 ein Substrat mit einer Mehrzahl von flexiblen Schaltungen,
2 einen Ausschnitt aus einer geschnittenen Seitenansicht zu 1,
3 einen vergrößerten Ausschnitt eines Randbereichs aus 2,
4 eine anfängliche Schichtenfolge bei einer bevorzugten Anwendung,
5 die Einebnung einer Isolierschicht,
6 einen Schnitt durch einen Aufbau zu einer bevorzugten Anwendung,
7 eine Draufsicht auf eine in eine flexible Schaltung integrierten Magnetanordnung,
8 das Aufbringen einer Trägerfolie auf eine Schichtenfolge,
9 die Erzeugung von Durchbrüchen durch die Trägerfolie,
10 die Erzeugung von Durchkontaktierungen und Kontaktflächen,
11 das Entfernen einer flexiblen Schaltungsanordnung von einem Substrat,
12 die Verbindung einer flexiblen Schaltungsanordnung mit einer Schaltungsplatine.
Die Abbildungen sind lediglich als schematisch erläuternd zu verstehen und insbesondere in den Relativen nicht maßstabsgetreu.
1 zeigt eine Anordnung mit einem starren Substrat SW, beispielsweise einem Silizium-Wafer, mit einer Mehrzahl von flexiblen Schaltungsanordnungen FS. Die flexiblen Schaltungsanordnungen FS, welche im skizzierten Beispiel als untereinander gleichartig angenommen sind, sind durch eine Schichtenfolge über dem Substrat SW gebildet und in einem regelmäßigen Raster in einem inneren Bereich ZB der Schichtenfolgen über dem Substrat SW angeordnet. Die Form und Anordnung der mehreren flexiblen Schaltungen FS in 1 ist lediglich beispielhaft zu verstehen. Die mehreren Schaltungsanordnungen können untereinander verschieden gestaltet und/oder anders, insbesondere auch unregelmäßig auf der Substratfläche verteilt angeordnet sein. Der innere Bereich ZB ist von einem geschlossen umlaufenden Randbereich RB umgeben. Vorteilhafterweise verläuft wenigstens eine der Schichten der Schichtenfolge sowohl über dem Randbereich RB als auch über dem von diesem umgebenen Zentralbereich ZB über dem Substrat SW. Die Positionsangabe, dass die Schichtenfolge über dem Substrat verläuft, sei so verstanden, dass die Schichtenfolge in Richtung der Flächennormalen der ebenen Oberfläche des Substrats SW auf diese Substratoberfläche unmittelbar oder über zuvor erzeugten Schichten folgt.
Die mehreren flexiblen Schaltungen FS bilden vorteilhafterweise in dem inneren Bereich ein regelmäßiges Raster, was die spätere Separation der einzelnen flexiblen Schaltungen begünstigt.
2 zeigt schematisch eine geschnittene Seitenansicht zu der Anordnung nach 1, wobei lediglich gegenüberstehende Randbereiche dargestellt sind. Über dem Substrat SW ist schematisch die Schichtenfolge SF angedeutet. In dem Randbereich RB ist eine Haftschicht HS als eine Zwischenschicht abgeschieden, wogegen in dem inneren Bereich ZB keine Zwischenschicht vorliegt. Beim Abscheiden der Schichtenfolge SF sei angenommen, dass zumindest eine erste Schicht dieser Schichtenfolge, welche vorzugsweise eine Isolierschicht ist, sowohl über dem inneren Bereich als auch über dem Randbereich abgeschieden wird. Im folgenden sei ohne Beschränkung der Allgemeinheit auch davon ausgegangen, dass eine solche erste Schicht der Schichtenfolge über den Zentralbereich und den Randbereich ohne Unterbrechung durchgehend erzeugt wird. Je nach Anwendungsfall im einzelnen können aber auch Strukturen in Form von Aussparungen in dieser ersten Schicht vorgesehen sein.
3 zeigt in vergrößerter Darstellung eine Variante, bei welcher eine Zwischenschicht nicht nur als Haftschicht HS im Randbereich vorgesehen ist, sondern auch in dem inneren Bereich zusätzliche Zwischenschichtstrukturen HZ, vorzugsweise linienförmig in Projektion des in 1 dargestellten Rasters der Umrisse der mehreren flexiblen Schaltungen FS Zwischenschichtstrukturen HZ vorgesehen sind.
Die Haftschicht HS im Randbereich RB über dem Substrat SW ist nach Material und Aufbau so gestaltet, dass diese Haftschicht als Zwischenschicht eine Haftung zwischen der ersten Schicht der Schichtenfolge SF und dem Substrat SW vermittelt, welche stärker ist als die Haftung der ersten Schicht ohne Zwischenschicht auf dem Substrat SW.
In 4 ist in gegenüber 3 weiter vergrößerter Darstellung ein Beispiel eines anfänglichen Aufbaus einer Schichtenfolge über dem Substrat SW schematisch dargestellt. Dabei wird vor Abscheiden der Schichtenfolge im Randbereich RB über dem Substrat SW die Haftschicht HS als Zwischenschicht abgeschieden, wobei diese Zwischenschicht aus einer ersten Teil-Zwischenschicht H1 und einer zweiten Teil-Zwischenschicht H2 aufgebaut ist. Die strukturierte Abscheidung der Doppelschicht der Zwischenschicht als auf den Randbereich begrenzte Haftschicht kann nach allgemein gebräuchlichen Verfahren der Erzeugung strukturierter Schichten erfolgen, insbesondere durch ganzflächiges Abscheiden mit selektivem Entfernen nach Maßgabe einer Photolackmaske oder durch ganzflächiges Abscheiden auf einer strukturierten Photolackmaske und Entfernen überschüssigen Schichtmaterials im Lift-off-Verfahren. Verfahren zur Erzeugung strukturierter Schichten oder Schichtenfolgen sind hinlänglich bekannt, so dass diese nachfolgend nicht im Detail beschrieben und vielmehr als bekannt vorausgesetzt sind.
Die Haftschicht HS enthält in vorteilhafter Ausführung in der ersten Teil-Zwischenschicht H1 Titan als Schichtmaterial oder als Bestandteil des Schichtmaterials, letzteres insbesondere als TiW-Legierung. Ti oder Legierungen mit Ti als wesentlichem Bestandteil sind besonders vorteilhaft als Haftvermittler für Substratmaterialien wie Silizium, insbesondere mit thermisch oxidierter Oberfläche, Glas oder Keramik geeignet. Nachfolgend sei ohne Beschränkung der Allgemeinheit von einem Silizium-Wafer als starrem Substrat SW ausgegangen.
Die zweite Teil-Zwischenschicht H2 besteht aus einem Material, welches sowohl gegenüber der ersten Teil-Zwischenschicht als auch gegenüber der ersten Schicht N1 der Schichtenfolge SF eine gute Haftung zeigt. Bei der bevorzugten Verwendung von Polyimid für die erste Schicht N1 besteht die zweite Teil-Zwischenschicht H2 vorzugsweise aus Gold (Au). Die Haftung von Polyimid auf thermisch oxidiertem Silizium ist gegenüber der Haftung von Polyimid auf Gold gering, ist aber noch so hoch, dass in den einzelnen Verfahrensschritten zur Herstellung der flexiblen Schaltungsanordnung auf dem Substrat SW eine Verschiebung der ersten Schicht N1 auf dem Substrat SW oder ein Abheben der ersten Schicht vom Substrat mit Blasenbildung zuverlässig vermieden wird.
Die erste Isolierschicht ist vorzugsweise durch ein Polyimid als Isoliermaterial gebildet. Vorteilhafterweise wird ein Material gewählt, dessen thermischer Ausdehnungskoeffizient sich nicht um mehr als 10 × 10^–6/K, vorzugsweise nicht mehr als 5 × 10^–6/K von dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Substrats SW unterscheidet. Ein zu gebräuchliche Substratmaterialien hierfür geeignetes Materialist bereits mit Handelsnamen und Bezugsquelle genannt worden. Das Isoliermaterial wird vorzugsweise in an sich gebräuchlicher Art in fließfähiger Form aufgebracht und beispielsweise durch ein Schleuderverfahren (spinning) gleichmäßig mit der gewünschten Schichtdicke auf der zu beschichtenden Fläche verteilt. Durch eine nachfolgende Wärmebehandlung mit Anwendung von Temperaturen von typischerweise wenigstens 250°C wird das Isoliermaterial zu dem Polyimid verfestigt. Kanten in einer Oberfläche, auf welche eine solche Isolierschicht abgeschieden wird, werden geglättet, wie in 4 an der Kante der Haftschicht HS dargestellt.
In dem Beispiel nach 4 wird in dem inneren Bereich ZB auf der dem Substrat abgewandten Oberseite der ersten Isolierschicht N1 eine strukturierte Leiterschicht mit Leiterstrukturen L1 erzeugt. Die Erzeugung der strukturierten Leiterschicht kann, wie bereits genannt, auf verschiedene an sich bekannte Arten erfolgen. Auf die strukturierte erste Leiterschicht wird eine zweite Isolierschicht N2 abgeschieden, welche insbesondere aus demselben Material bestehen kann wie die erste Isolierschicht N1. Das Material der zweiten Isolierschicht N2 füllt die Zwischenräume zwischen den Leiterstrukturen L1 der ersten Leiterschicht aus. Je nach Dicke der zweiten Isolierschicht N2 werden die Leiterstrukturen L1 der ersten Leiterschicht mit mehr oder weniger starker Welligkeit auf die dem Substrat SW abgewandte Oberfläche der zweiten Schicht N2 übertragen.
Auf die zweite Isolierschicht N2 können je nach Anwendungsfall weitere strukturierte Leiterschichten und/oder Isolierschichten folgen. Zur Verbindung von senkrecht zur Substratebene aufeinander folgenden und durch Isolierschichten getrennten Leiterschichten können Durchbrüche durch die Isolierschichten erzeugt werden, in welchen bei Abscheiden einer Leiterschicht auf einer derart strukturierten Isolierschicht das Schichtmaterial der Leiterschicht Durchkontaktierungen durch die Isolierschicht zu der darunter liegenden Leiterschicht bildet.
Flexible Schaltungsanordnungen in solcher Multilayer-Technik mit mehreren gegeneinander isolierten und über Durchkontaktierungen verbundenen Leiterschichten sind prinzipiell bekannt.
5 zeigt einen vorteilhaften Verfahrensschritt bei der Herstellung einer flexiblen Schaltungsanordnung durch Abscheiden einer Schichtenfolge auf einem starren Substrat SW. Der Einfachheit halber wird das Anwendungsbeispiel nach 4 zugrunde gelegt, bei welchem über Leiterstrukturen L1 einer strukturierten Leiterschicht eine Isolierschicht abgeschieden wird und die dem Substrat SW abgewandte Oberfläche dieser Isolierschicht N2 eine durch darunter liegende Strukturen bedingte Unebenheit zeigt.
Vorteilhafterweise wird die Isolierschicht N2 mit solcher Beständigkeit des verfestigten Isoliermaterials hergestellt, dass die mit unterbrochener Linie eingezeichnete gewellte Oberfläche OM der Isolierschicht N2 durch teilweisen Abtrag der Isolierschicht N2, z. B. mittels eines mechanischen Schleifvorgangs eingeebnet werden kann auf die mit unterbrochener Linie eingezeichnete ebene Auflagefläche OP. Die Beständigkeit einer durch thermische Verfestigung erzeugten Isolierschicht aus einem Polymer, insbesondere Polyimid, kann typischerweise durch die Verfahrensparameter des Verfestigungsschritts, insbesondere die angewandte höhere Temperatur und deren Einwirkungsdauer beeinflusst werden. Die für eine gewünschte Beständigkeit des Materials erforderliche Temperaturbehandlung variiert je nach gewünschter Beständigkeit und Ausgangsmaterial. Bei dem bereits genannten, bevorzugt zum Einsatz kommenden Material für Polyimid als Material einer Isolierschicht, wird bei einer Temperaturbehandlung bei ca. 350°C zur Verfestigung des Isoliermaterials eine z. B. einen mechanischen Schleifvorgang ermöglichende mechanische Beständigkeit erreicht.
Nach Einebnen der Oberfläche der zweiten Isolierschicht N2 auf die ebene Auflagefläche OP kann die zweite Isolierschicht N2 vorteilhafterweise als eine Auflageschicht für ein Bauelement der flexiblen Schaltungsanordnung dienen, bei welchem ein ebener Untergrund von besonderer Bedeutung ist. In dem in 6 skizzierten Beispiel wird auf der eingeebneten Oberfläche OP der zweiten Isolierschicht N2 eine strukturierte Schicht aus magnetischem Material MK abgeschieden. Die strukturierte Schicht mit dem magnetischen Material ist aus dem eingangs genannten Stand der Technik an sich bekannt. Das magnetische Material kann insbesondere eine bandförmige Struktur auf der Oberfläche OP der zweiten Isolierschicht N2 bilden.
Über der Schicht mit dem magnetischen Material wird eine weitere Isolierschicht N3 abgeschieden. Bei der Abscheidung dieser dritten Isolierschicht N3 kann bei Einsatz des bereits genannten besonderen Polyimids als Isoliermaterial vorteilhafterweise die erhöhte Temperatur, bei welcher das Polyimid aus der fließfähigen Phase verfestigt wird, niedriger gewählt werden als bei der zweiten Isolierschicht N2. Durch die Möglichkeit, die erhöhte Temperatur bei der Verfestigung des Isoliermaterials niedriger zu wählen als bei der zweiten Isolierschicht N2 kann vorteilhafterweise eine eventuell gegebene Temperaturempfindlichkeit eines über der zweiten Isolierschicht N2 abgeschiedenen Schichtmaterials, wie beispielsweise des magnetischen Materials MK berücksichtigt werden. Die für die Verfestigung der dritten Isolierschicht N3 angewandte erhöhte Temperatur liegt vorteilhafterweise unterhalb von 300°C. Auch bei weiteren, nachfolgend noch abgeschiedenen Schichten wird die mit Rücksicht auf temperaturempfindliches Material die niedrigere erhöhte Temperatur von im Beispielsfall 300°C nicht mehr überschritten, so dass beispielsweise auch eine abschließend abgeschiedene Isolierschicht NF nur bei einer Temperatur von weniger als 300°C verfestigt wird und die Isolierschichten N3 und NF dadurch eine geringere Härte aufweisen als die zweite Isolierschicht N2. Vorteilhafterweise wird auch die erste Isolierschicht N1 bei der höheren erhöhten Temperatur von im Beispielsfall 350°C wie die Isolierschicht N2 verfestigt.
Im in 6 skizzierten Beispiel wird über der zweiten Isolierschicht N3 eine zweite strukturierte Leiterschicht mit Leiterstrukturen L2 erzeugt. Die Leiterstrukturen der ersten und der zweiten Leiterschicht L1 und L2, können über in 6 nicht dargestellte Verbindungen durch die zwischen diesen Leiterschichten liegenden Isolierschichten N2 und/oder N3 elektrisch miteinander verbunden sein.
In dem besonderen, aus dem eingangs genannten Stand der Technik an sich bekannten Anwendungsfall der Integration einer Spulenanordnung in der flexiblen Schaltungsanordnung können die Leiterstrukturen der ersten und der zweiten Leiterschicht L1 und L2, insbesondere eine Spule mit einer Mehrzahl von Windungen und mit einer im wesentlichen parallel zu der Substratoberfläche verlaufenden Spulenachse ausgebildet sein.
7 zeigt eine schematische Darstellung von Leiterstrukturen unter Ausbildung einer derartigen Spulenanordnung mit Blickrichtung parallel zur Flächennormalen der Substratoberfläche. Mit durchgezogener Linie eingezeichnet sind Strukturen in der zweiten Leiterschicht L2, welche jeweils die dem Substrat abgewandten Abschnitte der Spulenwindungen bilden. Mit grob unterbrochenen Linien sind die Leiterstrukturen in der Leiterschicht L1 dargestellt, welche über Durchkontaktierungen DU durch in den Isolierschichten N2, N3 hindurch erzeugten Durchkontaktierungen DU zwischen den Strukturen L1 und L2 der ersten und zweiten Leiterschicht mit den Leiterstrukturen der zweiten Leiterschicht L2 elektrisch verbunden sind. Durch entgegen gesetzte Neigung der Verläufe von Leiterstrukturen L1 bzw. L2 in den Leiterschichten entstehen Spulenwindungen einer linearen Spulenanordnung. Die Spulenwindungen umgeben die mit fein unterbrochener Linie eingezeichnete bandförmige Struktur MK des den Spulenkern bildenden magnetischen Materials.
Über Anschlussflächen AP, welche vorzugsweise als Teile der Leiterstrukturen in der zweiten Leiterebene ausgebildet und mit ausgewählten Windungsstrukturen der zweiten Leiterebene verbunden sind, können einzelne Abschnitte der langgestreckten Spulenanordnung als Teilspulen genutzt und über eine Elektronik separat angesteuert werden. Möglichkeiten der Ansteuerung der Spulenanordnung und deren Verwendung sind in dem eingangs genannten Stand der Technik ausführlich beschrieben, so dass für diesen speziellen Anwendungsfall auf diese bekannte Beschreibung verwiesen wird.
Typische Schichtdicken der Isolierschichten sind 2–10 μm. Die Dicke der Leiterschichten beträgt typischerweise 2–10 μm.
Typischerweise wird die Schichtenfolge SF nicht für sich allein von dem Substrat gelöst und weiter verwendet, sondern in der Regel wird eine Trägerfolie auf die noch auf dem Substrat befindliche Schichtenfolge aufgebracht und zusammen mit den einzelnen flexiblen Schaltungsanordnungen FS in deren Raster getrennt und die flexiblen Schaltungen FS als Verbund der Trägerfolie und der Schichtenfolge vom Substrat entfernt und weiter verwendet. Die Trägerfolie kann insbesondere für die Handhabung der flexiblen Schaltung und deren Anordnung und elektrische Kontaktierung auf einer Schaltungsplatine von Vorteil sein.
Die Trägerfolie wird hierfür typischerweise in der Art vorbereitet, dass in einem dem Raster der Anschlussflächen AP in der Schichtenfolge entsprechenden Raster Durchbrüche durch die Folienfläche erzeugt und als elektrische Verbindung zwischen an den entgegen gesetzten Seiten der Trägerfolie ausgebildeten inneren und äußeren Kontaktflächen als Durchkontaktierungen metallisiert sind. Bei der Schichtenfolge werden in bekannter Vorgehensweise in der letzten Isolierschicht Durchbrüche zu darunter liegenden Anschlussflächen von Leiterschichten erzeugt und über eine weitere strukturierte Metallisierung zum einen über der letzten Isolierschicht liegende weitere Anschlussflächen und von diesen Durchkontaktierungen zu Anschlussflächen innerhalb der Schichtenfolge gebildet. Die inneren Kontaktflächen der Trägerfolie werden mit den weiteren Anschlussflächen auf der Schichtenfolge elektrisch leitend verbunden, beispielsweise durch Löten oder durch Verwendung eines leitenden Klebers.
Bei der vorliegenden Erfindung wird die letzte, die dem Substrat SW abgewandte Oberfläche OW der Schichtenfolge bildende Isolierschicht NF vorteilhafterweise nicht mehr strukturiert und die Trägerfolie wird gleichfalls ohne vorherige Strukturierung wie in 8 dargestellt auf die Oberfläche OF aufgebracht und mit dieser flächig verbunden, insbesondere durch Laminieren. Die Trägerfolie kann in vorteilhafter Ausführung mehrschichtig, insbesondere mit einer Klebefolie KT und einer Verstärkungsfolie VF ausgeführt sein. Die Klebefolie gewährleistet eine zuverlässige flächige Verbindung zur Oberseite der Schichtenfolge. Klebefolie und Verstärkungsfolie werden vorzugsweise als einzelne Folien an der Oberseite der Schichtenfolie angeordnet und gemeinsam miteinander und mit der Schichtenfolge verbunden. Die Trägerfolie kann auch durch eine oder mehrere Klebefolien gebildet sein, welche vorzugsweise durch Anwendung höherer Temperatur erweichbar sind zur Herstellung der Verklebung.
Nach Verbinden der Trägerfolie TF mit der Oberfläche OF der Schichtenfolge SF werden Durchbrüche DT durch die Trägerfolie erzeugt, welche auch durch die letzte Isolierschicht NF bis zu den Anschlussflächen AP innerhalb der Schichtenfolge SF fortgesetzt werden. Vorzugsweise werden die Durchbrüche DT mittels eines positionssteuerbaren, fokussierten Laserstrahls erzeugt. Der Materialabtrag durch Laserstrahleinwirkung ist in diesem Verfahrensstadium besonders vorteilhaft und der Stopp des Materialabtrags bei Erreichen der typischerweise metallischen Anschlussfächen AP ist dabei besonders zuverlässig einhaltbar.
Nach Erzeugen der Durchbrüche DT durch die Trägerfolie TF und die letzte Isolierschicht NF bis zu den Anschlussflächen AP gemäß 9 wird erneut strukturiert Leitermaterial, insbesondere Metall auf der dem Substrat SW abgewandten Seite der Trägerfolie TF strukturiert abgeschieden. Das strukturiert abgeschiedene Material bildet zum einen Kontaktflächen KP auf der dem Substrat SW abgewandten Fläche der Trägerfolie TF und von diesen fortgesetzt Durchkontaktierungen KD durch die Durchbrüche DT bis zu den Anschlussflächen AP.
Durch das flächige Verbinden der Trägerfolie TF mit der Oberfläche OF der Schichtenfolge nach 8 wird eine besonders feste mechanische Verbindung zwischen Trägerfolie TF und Schichtenfolge SF erreicht. Die Erzeugung von Durchbrüchen DT erst nach Aufbringen der Trägerfolie TF führt zu einer besonders hohen Präzision bei der Ausrichtung der Durchbrüche DT relativ zu den Anschlussflächen AP innerhalb der Schichtenfolge, da auch für die Erzeugung der Durchbrüche DT die Positionsreferenzen des Substrats weiter benutzbar sind. Durch die direkte Verbindung der Anschlussflächen AP innerhalb der Schichtenfolge mit den außen liegenden Kontaktflächen KP auf der Trägerfolie TF über die gemeinsam mit den Kontaktflächen KP erzeugten, bis zu den Anschlussflächen AP reichenden und direkt auf diesen abgeschiedenen Durchkontaktierungen KD ergibt sich eine besonders zuverlässige elektrische Verbindung der Schichtenfolge mit den Kontaktflächen KP.
Die Dicke der Trägerfolie liegt typischerweise zwischen 50 μm und 200 μm. Die Teilfolien sind vorteilhafterweise wenigstens 10 um dick. Der Flächendurchmesser der Anschlussflächen AP in der Schichtenfolge liegt beispielsweise zwischen 100 μm und 200 μm, der Flächendurchmesser der Kontaktflächen KP zwischen 100 μm und 200 μm. Die Erfindung ist aber nicht auf solche Abmessungen beschränkt.
11 zeigt die Separierung und Entfernung der flexiblen Schaltungsanordnungen FS von dem Substrat, nachdem die Erzeugung der Kontaktflächen KP auf der Trägerfolie TF gemäß 10 abgeschlossen ist. Über Trennwerkzeuge CW werden von der Oberseite der Trägerfolie TF her entlang der Rasterlinien der Anordnung der mehreren flexiblen Schaltungsanordnungen FS nach 1 Nuten durch die Trägerfolie TF und die Schichtenfolge SF bis zum Substrat SW erzeugt und dadurch die flexiblen Schaltungsanordnungen seitlich voneinander getrennt. Schneidwerkzeuge zur Trennung von mehreren flexiblen Schaltungsanordnungen sind an sich aus dem Stand der Technik in verschiedener Form bekannt. Geeignet sind insbesondere mechanische Werkzeuge oder Laserstrahlen zur Erzeugung der Nuten NU.
In anderer Ausführung kann auch das Substrat SW an den Positionen der Nuten NU vollständig durchtrennt werden und die flexiblen Schaltungsanordnungen FS können dann für die weitere Handhabung mit Teilen des Substrats verbunden bleiben und erst später als vereinzelte flexible Schaltungsanordnungen vom Substrat gelöst werden.
Nach Separation der einzelnen, nebeneinander auf dem Substrat SW angeordneten flexiblen Schaltungsanordnungen FS können diese einzeln von dem Substrat SW entfernt werden, wofür vorteilhafterweise durch eine gezielt gering gewählte Haftung der Schichtenfolge auf dem Substrat nur eine geringe Kraft erforderlich ist, durch welche eine Beschädigung der flexiblen Schaltungsanordnung FS vermieden wird. In 11 ist eine der flexiblen Schaltungsanordnungen in Richtung des Doppelpfeils bereits von dem Substrat SW abgehoben.
12 zeigt die vorteilhafte Weiterverwendung einer flexiblen Schaltungsanordnung FS in Verbindung mit einer Schaltungsplatine SP, welche wiederum in sich flexibel sein kann. Die flexible Schaltungsanordnung FS weist zur Verbindung mit der Schaltungsplatte SP mit den Kontaktflächen KF auf der Trägerfolie TF der Schaltungsplatine SP zu. Auf der Schaltungsplatine SP sind Gegenkontaktflächen GP in einem zu den Kontaktflächen KP der flexiblen Schaltungsanordnung korrespondierenden Muster vorgesehen. Die elektrische Verbindung zwischen den Kontaktflächen KP und den Gegenkontaktflächen GP kann durch Löten oder durch elektrisch leitende Klebeverbindungen erfolgen. Auf der Schaltungsplatine können typischerweise weitere Bauelemente BE, wie insbesondere elektronische Steuerungen, passive Bauelemente oder eine Batterie vorgesehen sein.
Bei dem Schichtaufbau der Schichtenfolge können an Schichtgrenzen noch Vermittlungsschichten zur Erzeugung guter flächiger Verbindungen zwischen aufeinander folgenden Schichten vorgesehen sein. Insbesondere kann an Grenzflächen zwischen metallischen Leiterschichten und Polymer-Isolierschichten Haftvermittlungsmaterial, wie beispielsweise Ti oder TiW vorgesehen sein.
Die vorstehend und die in den Ansprüchen angegebenen sowie die den Abbildungen entnehmbaren Merkmale sind sowohl einzeln als auch in verschiedener Kombination vorteilhaft realisierbar. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen fachmännischen Könnens in mancherlei Weise abwandelbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2007/0241201 A1 [0003]
US 2007/024201 [0022]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer flexiblen flachen Schaltungsanordnung (FS) mit mehreren eine Schichtenfolge bildende Schichten, bei welchem – auf einem starren Substrat eine Zwischenschicht erzeugt wird – wenigstens eine erste Isolierschicht und wenigstens eine erste Leiterschicht über dem Substrat und der Isolierschicht erzeugt werden – zumindest in der wenigstens einen Leiterschicht eine Flächenstruktur erzeugt wird – nach Abscheiden aller Schichten die Schaltungsanordnung von dem Substrat entfernt wird dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht in der Art erzeugt wird, dass wenigstens ein innerer Bereich (ZB) und ein diesen umgebender Randbereich (RB) auf der Substratoberfläche (OS) entsteht und die erste über dem inneren Bereich und dem Randbereich erzeugte Schicht (N1) der Schichtenfolge (SF) über dem Randbereich eine stärkere Haftung gegenüber dem Substrat (SW) aufweist als über dem inneren Bereich, und dass die flexible Schaltungsanordnung über dem inneren Bereich erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung (FS) getrennt von dem Randbereich (RB) von dem Substrat (SW) entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung (FS) aus der Schichtenfolge (SF) ausgeschnitten und vom Substrat (SW) entfernt wird, während die Schichtenfolge (SF) im Randbereich (RB) auf dem Substrat bleibt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Nuten durch die Schichtenfolge (SF) bis zum Substrat (SW) erzeugt werden, um die Schaltungsanordnung anzuschneiden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Schichtenfolge (SF) und der Substratoberfläche zumindest in einem Flächenbereich eine Zwischenschicht erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht in dem inneren Bereich anders aufgebaut ist als in dem Randbereich.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht nur außerhalb des inneren Bereichs, insbesondere nur im Randbereich vorliegt, wenn die erste Isolierschicht abgeschieden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht in Form von wenigstens zwei Teil-Zwischenschichten erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht zumindest an der Grenzfläche zum Substrat mit einem Ti enthaltenden Schichtmaterial, insbesondere TiW erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht zumindest an ihrer der ersten Isolierschicht zugewandten Seite mit Au als Schichtmaterial abgeschieden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Substratmaterial Silizium, insbesondere Silizium mit thermisch oxidierter Oberfläche, Glas oder Keramik gewählt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in verschiedenen Schichten der Schichtenfolge (SF) unterschiedliche Flächenstrukturen erzeugt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenstrukturen fotolithografisch erzeugt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Isolierschicht durch Aufbringen eines Isoliermaterials in fließfähiger Form und durch Verfestigen bei erhöhter Temperatur erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass für die Verfestigung Temperaturen von wenigstens 250°C angewandt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht als Polyimid-Schicht erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtenfolge mit wenigstens zwei Leiterschichten, zwischen welche wenigstens eine Isolierschicht eingefügt ist, erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass leitende Verbindungen zwischen zwei durch wenigstens eine Isolierschicht als Trennschicht (N2, N3) getrennten Leiterschichten erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die leitenden Verbindungen als Durchkontaktierungen (DW) durch die Trennschicht erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Leiterschichten (N2, N3) magnetisches Material (MK) abgeschieden wird und über leitende Verbindungen zwischen den beiden Leiterschichten eine Spule um das magnetische Material erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Material (MK) auf einer Isolierschicht (N2) als Auflageschicht abgeschieden wird.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflageschicht vor dem Abscheiden des magnetischen Materials durch mechanisches Schleifen eingeebnet wird.
Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflageschicht aus demselben fließfähigen Ausgangsmaterial wie ein über dem magnetischen Material erzeugtes Isoliermaterial, aber mit höherer Temperatur bei der Verfestigung erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass in der obersten Leiterschicht der Schichtenfolge Kontaktflächen erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trägerfolie (TF) mit der dem Substrat abgewandten Oberfläche (OF) der Schichtenfolge (SF) verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfolie (TF) mit der Schichtenfolge (SF) verbunden wird, während die Schichtenfolge auf dem Substrat (SW) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass durch Öffnungen (DT) in der Trägerfolie (TF) bis zu den Anschlussflächen (AP) elektrische Verbindungen (KD) von den Anschlussflächen der Schichtenfolge zu Kontaktflächen (KP) auf der der Schichtenfolge abgewandten Seite der Trägerfolie hergestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (KT) in der Trägerfolie (TF) bis zu Anschlussflächen (AP) der Schichtenfolge erzeugt werden, nachdem die Trägerfolie mit der Schichtenfolge verbunden wurde, und dass auf der Trägerfolie strukturiert Kontaktmetall abgeschieden wird, welches die Kontaktflächen (KP) und Durchkontaktierungen (KD) zu den Anschlussflächen (AP) bildet.
Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Substrat (SW) entfernte Schaltungsanordnung (FS) mit den Kontaktflächen (KP) mit Gegenflächen (GP) einer elektrischen Schaltungsplatine (SP) elektrisch leitend verbunden wird.