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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl von Bauelementen sowie ein Bauelement.
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Bei der Herstellung von Bauelementen ist es üblich, diese in einem Wafer-Verfahren zu fertigen. Dabei wird eine Vielzahl von Bauelementen zunächst in einem einzigen Wafer in einem Verbund gefertigt.
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Insbesondere bei bipolaren Bauelementen kann es erforderlich sein, eine Kennzeichnung zur optischen Erkennbarkeit einer Polarisationsrichtung auf jedem der Bauelemente aufzubringen. Bei Bauelemente, die in einem Wafer-Verbund hergestellt werden, ist es üblich, diese Kennzeichnung nach der Vereinzelung des Wafers seitlich auf dem jeweiligen Bauelement aufzubringen. Die Seitenflächen der Bauelemente sind im Wafer-Verbund nicht frei zugänglich, sondern werden durch die jeweils benachbarten Bauelemente bedeckt. Daher müssen die Bauelemente für die Aufbringung der Kennzeichnung in Einzelhandhabung bearbeitet werden. Aus diesem Grund ist das Aufbringen der Kennzeichnungen sehr aufwändig.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nunmehr, ein Verfahren bereitzustellen, das es ermöglicht, Bauelemente, die in einem Waferverbund gefertigt werden, einfacher zu kennzeichnen. Eine weitere Aufgabe ist es, ein vorteilhaftes Bauelement anzugeben.
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Die oben genannte Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem vorliegenden Anspruch 1 gelöst. Die weitere Aufgabe wird durch ein Bauelement gemäß dem zweiten unabhängigen Anspruch gelöst.
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Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl von Bauelementen vorgeschlagen, das die folgenden Schritte aufweist:
- – Fertigen eines Wafers, der eine Vielzahl von Bauelementen aufweist,
- – Erzeugen einer Markierung der Oberseite des Wafers, die es ermöglicht, nach einer Vereinzelung des Wafers eine Oberseite der Bauelemente von einer Unterseite der Bauelemente zu unterscheiden, und
- – Vereinzeln des Wafers in die Vielzahl von Bauelementen.
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Dieses Verfahren ermöglicht es, eine Vielzahl von Bauelementen in einem einzigen Schritt zu markieren, indem die Markierung aufgebracht wird, während die Bauelemente in dem Wafer miteinander verbunden sind. Dadurch, dass die Markierung auf der Oberseite des Wafers aufgebracht wird, ist es in einfacher Weise möglich, die Markierung vor der Vereinzelung aufzubringen, da die Oberseite des Wafers – im Gegensatz zu den Seitenflächen der Bauelemente – auch vor der Vereinzelung des Wafers gut zugänglich ist.
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Die Bauelemente können im Wesentlichen quaderförmig sein. Dementsprechend können die Bauelemente jeweils vier Seitenflächen, eine Oberseite und eine Unterseite aufweisen, wobei die Oberseite und die Unterseite einander gegenüberliegen. Sind die Bauelemente in dem Wafer angeordnet, so liegen die Seitenflächen zweier benachbarter Bauelemente jeweils unmittelbar aneinander an. Die Oberseiten und die Unterseiten der Bauelemente sind dagegen frei zugänglich.
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Die Markierung der Oberseite des Wafers kann insbesondere derart erzeugt werden, dass nach dem Vereinzeln des Wafers jedes der Bauelemente zumindest eine Markierung aufweist, die es ermöglicht, die Oberseite des jeweiligen Bauelementes von der Unterseite des Bauelements zu unterscheiden.
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Das Verfahren ermöglicht somit eine vereinfachte Prozessierung, die sich insbesondere durch das Aufbringen der Markierung vor der Vereinzelung ergibt. Auf diese Weise können sämtliche Bauelemente in einem einzigen Verfahrensschritt markiert werden. Auf eine Einzelhandhabung zur Markierung der Bauelemente kann verzichtet werden.
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In einem weiteren Verfahrensschritt kann der Wafer polarisiert werden, wobei dieser Schritt vor der Vereinzelung des Wafers durchgeführt wird. Insbesondere bei polarisierten Bauelementen ist es vorteilhaft, die Oberseiten der jeweiligen Bauelemente zu markieren. Die Markierung kann dabei dazu dienen, die Polarisationsrichtung anzugeben. Die Polarisationsrichtung kann von der Oberseite der Bauelemente zu der Unterseite der Bauelemente weisen oder umgekehrt ausgerichtet sein.
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Die Markierung der Oberseite des Wafers kann derart erzeugt werden, dass die Oberseiten der Bauelemente sich in ihrer Form von den Unterseiten der Bauelemente unterscheiden. Die Oberseite des Wafers kann sich somit geometrisch von der Unterseite des Wafers unterschieden. Eine solche Markierung kann es ermöglichen, die Bauelemente in einem automatisierten Verfahren zu orientieren, da eine solche abweichende Form von einer marktüblichen Sortiervorrichtung erkannt werden kann. Dementsprechend kann in einem vollautomatisierten Verfahren maschinell bestimmt werden, welche Seite die Oberseite darstellt und welche Seite die Unterseite darstellt.
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Die Markierung auf der Oberseite des Wafers kann durch Einschnitte erzeugt werden, die in die Oberseite des Wafers einschneiden und den Wafer nicht vollständig durchdringen. Die Einschnitte können dabei eine Tiefe aufweisen, die zwischen 1 % und 10 % der Dicke des Wafers liegt. Dabei kann als Dicke des Wafers der Abstand von der Oberseite des Wafers zur Unterseite des Wafers bezeichnet werden. Die Einschnitte können eine Tiefe zwischen 1,0 µm und 5,0 µm aufweisen. Eine durch Einschnitte vorgenommene Markierung kann so erstellt werden, dass sie die Funktionalität der Bauelemente nicht beeinträchtigt. Ferner kann für diese Markierungsart nur eine minimale Materialmenge von den Bauelementen entfernt werden. Eine durch Einschnitte vorgenommene Markierung weist ferner den Vorteil auf, dass eine Fehlinterpretation der Markierung nahezu ausgeschlossen ist. Auf diese Weise können Fehler bei einer Bestückung einer Platine mit den Bauelementen vermieden werden.
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Die Einschnitte können entlang von Trennlinien vorgenommen werden, entlang denen der Wafer in dem Schritt des Vereinzelns des Wafers vereinzelt wird. Dementsprechend kann der Wafer in einem zweistufigen Trennverfahren entlang der Trennlinien vereinzelt werden, wobei in dem ersten Teilschritt die Einschnitte zur Erzeugung der Markierungen vorgenommen werden und in einem zweiten Teilschritt die Vereinzelung der Bauelemente entlang der Trennlinien erfolgt. Dabei kann die Markierung mit einem nur minimalen Mehraufwand erzeugt werden, da die Durchführung eines Trennverfahrens zur Vereinzelung des Wafers ohnehin erforderlich ist.
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Der Wafer kann entlang erster Trennlinien, die parallel zueinander verlaufen, und entlang zweiter Trennlinien, die parallel zueinander und senkrecht zu den ersten Trennlinien verlaufen, vereinzelt werden, wobei die Einschnitte nur entlang der ersten Trennlinien vorgenommen werden. Das Vereinzeln entlang der zweiten Trennlinien kann somit mittels eines einschrittigen Trennverfahrens erfolgen. Das Vornehmen der Einschnitte entlang der ersten Trennlinien kann ausreichen, um jedes der Bauelemente mit einer Markierung zu versehen.
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Die Einschnitte können durch Sägen erzeugt werden. Dazu kann beispielsweise mittels einer Scheiben-Säge, die auch als Disk-Säge bezeichnet wird, oder einer Drahtsäge gesägt werden. Alternativ können die Einschnitte mittels Laser-Cutting erzeugt werden.
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Die Einschnitte können eine erste Breite aufweisen. Der Wafer kann durch Schnitte vereinzelt werden, die eine zweite Breite aufweisen, die kleiner ist als die erste Breite. Die erste Breite kann beispielsweise zwischen dem 1,5-fachen und 3-fachen der zweiten Breite betragen. Die Schnitte und die Einschnitte können parallel zueinander verlaufen, wobei jeweils eine Mittellinie eines Schnittes und eine Mittellinie eines Einschnittes deckungsgleich sind. Als Mittellinie wird dabei eine gedachte Linie bezeichnet, die in der Mitte des Schnitts bzw. des Einschnitts verläuft.
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Durch die unterschiedlichen Breiten der Einschnitte und der Schnitte können Stufen in der Oberseite der Bauelemente erzeugt werden, die eine eindeutige Markierung der jeweiligen Oberseiten ermöglichen. Dieses Verfahren ermöglicht es, mit minimalem Aufwand eine eindeutige Markierung der Oberseiten vorzunehmen. Der Schritt des Schneidens zur Vereinzelung des Wafers wäre auch ohne Markierung unvermeidlich. Zur Erzeugung der Markierung können nunmehr einige dieser Schnitte statt in einem einschrittigen Verfahren wie oben beschrieben in einem zweischrittigen Verfahren erzeugt werden. Der damit verbundene Mehraufwand ist sehr gering, sodass die Markierung in einem besonders einfachen Verfahren herstellbar ist.
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Zumindest einige der Schnitte, die eine zweite Breite aufweisen, können entlang der Einschnitte, die eine erste Breite aufweisen, verlaufen, sodass die Oberseite der Bauelemente eine gestufte Form aufweist. Auch hier kann die erste Breite beispielsweise zwischen dem 1,5-fachen und 3-fachen der zweiten Breite betragen. Bei den Schnitten, die entlang der Einschnitte verlaufen, können jeweils die Mittellinie des Schnittes und die Mittellinie des Einschnittes deckungsgleich sein.
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Die Schnitte können durch Sägen erzeugt werden. Dementsprechend können die Schnitte in einem Teilschritt des Verfahrensschrittes erzeugt werden, in dem auch die Einschnitte, welche ebenfalls durch Sägen erzeugt werden, erzeugt werden.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Bauelement, das eine im Wesentlichen quaderförmige Form mit einer Oberseite und einer Unterseite aufweist, wobei die Oberseite eine Markierung als Kennzeichnung der Oberseite zur Unterscheidung von der Unterseite aufweist. Das Bauelement kann insbesondere durch das oben beschriebene Verfahren hergestellt worden sein. Dementsprechend kann jedes funktionelle und strukturelle Merkmal, das im Zusammenhang mit dem Verfahren offenbart ist, auch auf das Bauelement zutreffen. Umgekehrt kann jedes Merkmal, das im Zusammenhang mit dem Bauelement offenbart ist, auch auf das Verfahren zutreffen.
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Durch die Markierung auf der Oberseite des Bauelementes kann diese ohne großen Aufwand von der Unterseite des Bauelementes unterschieden werden. Die Markierung der Oberseite kann eine Abweichung von einer ansonsten flachen Form der Oberseite sein. Die Oberseite kann beispielsweise eine gestufte Form aufweisen. Dabei kann die Stufe die Markierung der Oberseite darstellen. Die Unterseite kann eine vollständig flache Form aufweisen. Das Vorhandensein der Markierung, beispielsweise in Form der Stufe, auf der Oberseite erlaubt es, diese sofort von der Unterseite zu unterscheiden.
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Das Bauelement kann in eine Polarisierungsrichtung polarisiert sein, die von der Oberseite zur Unterseite weist. Insbesondere bei polarisierten Bauelementen ist es entscheidend, die Polarisationsrichtung stets eindeutig identifizieren zu können.
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Bei dem Bauelement kann es sich um ein piezoelektrisches Vielschichtbauelement handeln, insbesondere um einen Kondensator, einen Varistor oder einen Thermistor.
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Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand der beiliegenden Figuren im Detail beschrieben.
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1 zeigt die Herstellung einer Vielzahl von Bauelementen in einem Waferverbund, nachdem eine Markierung auf der Oberseite des Wafers aufgebracht wurde.
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2 zeigt die Herstellung der Vielzahl von Bauelementen nach der Vereinzelung des Wafers.
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Im Folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl von Bauelementen 1 beschrieben. 1 zeigt einen Wafer 2, aus dem die Vielzahl von Bauelementen 1 gefertigt wird. Der Wafer 2 weist eine Oberseite 3 und eine Unterseite 4 auf, die der Oberseite 3 gegenüberliegt.
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Auf der Oberseite 3 des Wafers 2 wurden Markierungen 5 aufgebracht, die es nach einer Vereinzelung des Wafers 2 ermöglichen sollen, die Oberseite 103 der jeweiligen Bauelemente 1 von den Unterseiten der Bauelemente 1 zu unterscheiden. Die Markierung 5 ist in Form von Einschnitten aufgebracht worden. Die Einschnitte dringen in den Wafer 2 ein, ohne diesen vollständig zu durchtrennen.
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In einem späteren Verfahrensschritt wird der Wafer 2 entlang von ersten Trennlinien 6 und zweiten Trennlinien 7 vereinzelt, die in 1 durch gestrichelte Linien angedeutet sind. Die ersten Trennlinien 6 verlaufen dabei parallel zueinander und die zweiten Trennlinien 7 verlaufen jeweils senkrecht zu den ersten Trennlinien 6. Die Einschnitte verlaufen entlang der ersten Trennlinien 6.
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Die Einschnitte weisen eine erste Breite B1 auf. Als Breite B1 wird dabei eine Ausdehnung der Einschnitte in eine Richtung senkrecht zur Flächennormalen der Oberseite 3 des Wafers bezeichnet. Die Breite B1 wird ferner in eine Richtung senkrecht zu den ersten Trennlinien 6 gemessen.
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In 2 ist der Wafer 2 nach der Vereinzelung in eine Vielzahl von Bauelementen 1 gezeigt. Bei der Vereinzelung wird der Wafer 2 entlang der ersten Trennlinien 6 und der zweiten Trennlinien 7 geschnitten. Dabei werden Schnitte 8 mit einer zweiten Breite B2 erstellt, die geringer ist als eine erste Breite B1 der Einschnitte.
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Jedes der Bauelemente 1 weist eine Oberseite 103 und eine Unterseite 104 auf, wobei die Oberseiten 103 der Bauelemente 1 vor der Vereinzelung des Wafers 2 die Oberseite 3 des Wafers 2 bilden und wobei die Unterseiten 104 der Bauelemente 1 vor der Vereinzelung des Wafers 2 die Unterseite 4 des Wafers 2 bilden.
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Auf Grund der unterschiedlichen Breiten B1, B2 der Einschnitte und der Schnitte 8 bilden sich Markierungen 5 in Form von Stufen an den Oberseiten 103 der Bauelemente 1 aus. Diese Markierungen 5 ermöglichen es, die Oberseiten 103 der Bauelemente 1 eindeutig von den Unterseiten 104 der Bauelemente 1 zu unterscheiden.
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Auf diese Weise können spätere Verfahrensschritte zur Herstellung der Bauelemente 1, die beispielsweise nach einem Sintern und nach dem Vereinzeln der Bauelemente 1 durchgeführt werden, stark vereinfacht werden. Eine entsprechende Robustheit der Bauelemente 1 vorausgesetzt, können diese Verfahrensschritte beispielsweise im Schüttgut durchgeführt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bauelement
- 2
- Wafer
- 3
- Oberseite des Wafers
- 4
- Unterseite des Wafers
- 5
- Markierung
- 6
- erste Trennlinie
- 7
- zweite Trennlinie
- 8
- Schnitt
- 103
- Oberseite des Bauelements
- 104
- Unterseite des Bauelements
- B1
- erste Breite
- B2
- zweite Breite
