DE102018105861B3 - Verfahren zur Herstellung eines Leiterbahnabschnitts eines Anschlussträgers, Verfahren zur Herstellung eines Anschlussträgers, und optoelektronisches Halbleiterbauteil - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Leiterbahnabschnitts eines Anschlussträgers, Verfahren zur Herstellung eines Anschlussträgers, und optoelektronisches Halbleiterbauteil Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung mindestens eines Leiterbahnabschnitts (21, 21', 22) eines Anschlussträgers (10). Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch folgende Schritte gekennzeichnet:
a) Vereinzeln einer in einer Bearbeitungsmaschine befindlichen Metallfolie (50, 50') in Transportrichtung (T) in mehrere Metallstreifen (51, 51'),
b) zumindest abschnittsweises Vergrößern des Abstands der Metallstreifen (51, 51') zueinander in der Bearbeitungsmaschine,
c) Vereinzeln der auf einer Trägerfolie aufgetragenen Metallstreifen (51, 51') in mehrere Leiterbahnabschnitte (21, 21', 22),
wobei das Vereinzeln im Schritt a) und/oder im Schritt c) mittels Stanzen oder Rollstanzen oder Laserschneiden erfolgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung mindestens eines Leiterbahnabschnitts eines Anschlussträgers. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Anschlussträgers, insbesondere eines CoB-Substrats. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein optoelektronisches Halbleiterbauteil.
  • Aus DE 10 2015 107 657 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Anschlussträgers bekannt. Insbesondere wird dabei ein sogenanntes CoB-Substrat (Chip on Board-Substrat) hergestellt. Das beschriebene Herstellungsverfahren bedingt einen relativ großen Materialverbrauch. Eine Oberflächen-Beschichtung mit bondbarem Material, insbesondere mit NiPdAu, ist in diesem Zusammenhang wirtschaftlich kaum realisierbar, da eine große Oberfläche zu beschichten ist.
  • Die in DE 10 2015 107 657 A1 offenbarten Leiterbänder weisen derartige Abmaße auf, dass große Oberflächenabschnitte mit Beschichtungsmaterial zu versehen wären.
  • In US 3 378 626 A wird ein Verfahren zur Herstellung von Schirmwicklungen offenbart. Wie in 1 dieser Veröffentlichung dargestellt wird, ist es bekannt, eine Metallfolie in mehrere längliche Streifen zu vereinzeln. Des Weiteren ist zwischen den einzelnen Streifen ein Abstand hergestellt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein weiterentwickeltes Verfahren zur Herstellung mindestens eines Leiterbahnabschnitts eines Anschlussträgers anzugeben, das zum einen einfach durchzuführen ist und zum anderen die Herstellung eines derartigen Leiterbahnabschnitts ermöglicht, das relativ kleinflächig ausgebildet sein kann und somit mit einer kostspieligen Oberflächen-Beschichtung versehen sein kann. Das Material der Oberflächen-Beschichtung soll auf ein Minimum reduziert werden können.
  • Außerdem ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Anschlussträgers, insbesondere eines CoB-Substrates, anzugeben.
  • Ferner ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein optoelektronisches Halbleiterbauteil anzugeben, welches entsprechend der Aufgabenstellung weiterentwickelt ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe im Hinblick auf das Verfahren zur Herstellung mindestens eines Leiterbahnabschnitts durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
  • Im Hinblick auf das Verfahren zur Herstellung eines Anschlussträgers wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 6 gelöst.
  • Im Hinblick auf ein optoelektronisches Halbleiterbauteil wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 10 gelöst.
  • Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, ein Verfahren zur Herstellung mindestens eines Leiterbahnabschnitts eines Anschlussträgers anzugeben, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
    1. a) Vereinzeln einer in einer Bearbeitungsmaschine befindlichen Metallfolie in Transportrichtung in mehrere Metallstreifen,
    2. b) zumindest abschnittsweises Vergrößern des Abstands der Metallstreifen zueinander in der Bearbeitungsmaschine,
    3. c) Vereinzeln der auf einer Trägerfolie aufgetragenen Metallstreifen in mehrere Leiterbahnabschnitte.
  • Das Vereinzeln im Schritt a) und/oder im Schritt c) erfolgt mittels Stanzen oder Rollstanzen oder mittels Laserschneiden.
  • Im Schritt a) wird vorzugsweise eine breite Metallfolie in eine Bearbeitungsmaschine eingeführt, wobei diese breite Metallfolie in mehrere schmale Metallstreifen vereinzelt wird. Das Vereinzeln erfolgt vorzugsweise in Längsrichtung der Metallfolie. Die Längsrichtung betrifft insbesondere die Transportrichtung der in einer Bearbeitungsmaschine befindlichen Metallfolie.
  • Aus den einzelnen, insbesondere schmalen, Metallstreifen können anschließend mehrere Leiterbahnabschnitte gefertigt werden. Es zeigt sich also, dass mit Hilfe weniger Bearbeitungsschritte eine Vielzahl von Leiterbahnabschnitten hergestellt werden kann.
  • Die in Schritt a) hergestellten Metallstreifen können eine derartige Breite aufweisen, die beispielsweise der maximalen Breite des herzustellenden Leiterbahnabschnitts entspricht. Dies ermöglicht eine besonders materialsparende Herstellung eines Leiterbahnabschnitts. Abzutrennende Materialabschnitte werden auf ein Minimum reduziert.
  • Des Weiteren ist es möglich, dass die in Schritt a) hergestellten Metallstreifen eine derartige Breite aufweisen, die einem ganzzahligen Vielfachen, insbesondere etwa einem ganzzahligen Vielfachen, der maximalen Breite des herzustellenden Leiterbahnabschnitts entspricht. Dies ist dann der Fall, wenn aus einem Metallstreifen zwei nebeneinanderliegende Leiterbahnabschnitte hergestellt werden. Zwischen den beiden Leiterbahnabschnitten kann ein kleiner Abfallstreifen ausgebildet sein. Somit kann der hergestellte Metallstreifen in diesem Fall nicht exakt dem ganzzahligen Vielfachen der maximalen Breite des herzustellenden Leiterbahnabschnitts entsprechen, da noch ein kleiner Restanteil an abzutrennenden Abschnitten, d.h. Abfallabschnitten, einzukalkulieren ist.
  • Das im Schritt b) beschriebene abschnittsweise Vergrößern des Abstands der Metallstreifen zueinander in der Bearbeitungsmaschine kann auch als Spreizung der Metallstreifen bezeichnet werden. Das zumindest abschnittsweise Vergrößern des Abstandes der Metallstreifen kann derart erfolgen, dass einzelne nebeneinander ausgebildete Metallstreifen zueinander beabstandet werden, wohingegen einzelne nebeneinander ausgebildete Metallstreifen nicht voneinander beabstandet werden oder der Abstand dieser Metallstreifen zueinander lediglich geringfügig vergrößert wird.
  • Vorzugsweise werden die Verfahrensschritte a) bis c) in einer einzigen Bearbeitungsmaschine durchgeführt, wobei bezüglich der Schritte a) und c) vorzugsweise zwei unterschiedliche Stanzen oder Rollstanzen ausgebildet sind. Zwischen den Vereinzelungsschritten a) und c) findet die beschriebene Spreizung der hergestellten Metallstreifen statt.
  • Der Fachmann erkennt am hergestellten Leiterbahnabschnitt, nämlich an den Schnittkanten des mindestens einen Leiterbahnabschnitts, ob die Schnittkante des Leiterbahnabschnitts mittels derselben oder einer unterschiedlichen Stanze, mittels derselben oder einer unterschiedlichen Rollstanze oder durch Laserschneiden vereinzelt worden ist.
  • Als Metallstreifen sind in Längsrichtung bzw. Transportrichtung vereinzelte Streifen der ursprünglichen Metallfolie zu verstehen.
  • Der Abstand der einzelnen Metallstreifen kann vorzugweise derart eingestellt werden, dass in einem späteren Verfahrensschritt (Verfahrensschritt c)) herzustellende Leiterbahnabschnitte derart nebeneinander angeordnet sind, dass der eingestellte Abstand der Metallstreifen einem späteren Abstand fertiggestellter Leiterbahnabschnitte, die auf einem Anschlussträger aufzubringen sind oder aufgebracht sind, entspricht. Mit anderen Worten kann der Abstand von mindestens zwei Metallstreifen dem Abstand der herzustellenden Leiterbahnabschnitte einer Leiterbahngruppe entsprechen.
  • Die gewählten Abstände aller Metallstreifen zueinander können derart eingestellt werden, dass diese den Abständen der Leiterbahnabschnitte zueinander bei Anordnung mehrerer Leiterbahngruppen auf einer Montagefolie entsprechen.
  • Dadurch entfällt ein später notwendig werdendes Positionieren dieser Leiterbahnabschnitte zueinander.
  • Eine Leiterbahngruppe entspricht einer Anordnung von mindestens zwei Leiterbahnabschnitten, die auf einem Anschlussträger aufgebracht sind oder aufgebracht werden.
  • Es ist möglich, dass die Leiterbahngruppe mindestens drei Leiterbahnabschnitte aufweist. In diesem Zusammenhang ist es möglich, dass zwei Leiterbahnabschnitte in einem ersten Verfahren gemäß der Verfahrensschritte a) - c) hergestellt werden. Ein mindestens dritter Leiterbahnabschnitt kann in einem zeitlich parallelen oder zeitlich separierten zweiten Verfahren gemäß der Verfahrensschritte a) - c) hergestellt werden.
  • Sofern in einem zweiten Verfahren ein mindestens dritter Leiterbahnabschnitt hergestellt wird, ist es möglich, dass die Breite einer der Metallstreifen (Verfahrensschritt a)) der Breite der herzustellenden dritten Leiterbahnabschnitte entspricht. Der Abstand der einzelnen Metallstreifen kann in diesem Fall vorzugweise derart eingestellt werden (Verfahrensschritt b)), dass der Abstand der Metallstreifen dem Abstand später herzustellender Leiterbahngruppen, die auf einer Montagefolie angeordnet sind, entspricht.
  • Im an den Schritt b) anschließenden Schritt c) kann das Vereinzeln der auf einer Trägerfolie aufgetragenen Metallstreifen in mehrere Leiterbahnabschnitte mit einer höheren Präzision erfolgen.
  • Die Metallfolie kann beispielsweise aus Kupfer, einer Kupferlegierung, Aluminium, Stahl oder Eisen gebildet sein oder besteht aus einem dieser Materialien. Dies ermöglicht eine einfache Kontaktierung eines herzustellenden Leiterbahnabschnitts mit einem weiteren Element, insbesondere mit einem Halbleiterbauteil.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung mindestens eines Leiterbahnabschnitts eines Anschlussträgers kann außerdem einen Schritt d) umfassen. Im Schritt d) werden mehrere, insbesondere unterschiedlich ausgebildete, Leiterbahnabschnitte von der Trägerfolie auf eine Montagefolie übertragen.
  • Vorzugsweise werden unterschiedlich ausgebildete Leiterbahnabschnitte in voneinander getrennten Verfahren hergestellt. Ein erster Leiterbahnabschnitt kann somit in einem ersten Verfahren, das die Schritte a) bis c) umfasst, hergestellt werden. Ein zweiter andersartig ausgebildeter Leiterbahnabschnitt kann in einem parallel dazu durchgeführten oder anschließend durchgeführten zweiten Verfahren hergestellt werden, wobei auch das zweite Verfahren die Verfahrensschritte a) bis c) umfasst.
  • Sofern Leiterbahnabschnitte einer Leiterbahngruppe unterschiedliche Geometrien und/oder Abmaße aufweisen, ist es materialsparender, die Leiterbahnabschnitte getrennt voneinander herzustellen. Es wird folglich jeweils ein Vereinzelungsvorgang (Verfahrensschritt c)) zur Verfügung gestellt, der mit einer geringen Abfallmenge bzgl. des Metalls der Metallfolie einhergeht.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden im Schritt d) mehrere Leiterbahnabschnitte als Leiterbahngruppen auf die Montagefolie übertragen. Mindestens zwei Leiterbahnabschnitte, die vorzugsweise unterschiedlich ausgebildet sind, d.h. unterschiedliche Abmaße und Formen aufweisen, bilden eine Leiterbahngruppe.
  • Auf die Montagefolie werden mehrere derartiger Leiterbahngruppen übertragen. Eine Leiterbahngruppe stellt bei einem herzustellenden Anschlussträger eine Leitungsschicht dar. Mit anderen Worten ist eine Leiterbahngruppe die Leitungsschicht eines Anschlussträgers.
  • Es ist möglich, dass die Metallfolie vor dem Schritt a) zumindest auf einer Seite mit bondbarem Material, insbesondere mit NiPdAu oder NiAu oder NiAg, beschichtet wird. Vorzugsweise wird die Seite der Metallfolie beschichtet, die beim herzustellenden Leiterbahnabschnitt die Kontaktfläche ist. Die mindestens eine Seite, insbesondere die Kontaktfläche, kann vorzugsweise mittels eines galvanischen Prozesses veredelt sein. Hierfür eignen sich beispielsweise Schichtfolgen, die wie folgt aufgebaut sind: Ni-Pd-Au, Ni-Ag, Ni-Au, Ag, und/oder Ni-P. Alternativ oder zusätzlich kann die mindestens eine Seite mit einer OSP-Beschichtung (OSP: organic surface protection, organischer Oberflächenschutz) beschichtet sein. Eine solche OSP-Beschichtung kann beispielsweise eine Benzotriazol-Nachtauchlösung umfassen.
  • Ferner kann eine Seite der Metallfolie durch aufrauende Prozesse wie Sandstrahlen, Ätzen und/oder galvanisches Beschichten vorbehandelt sein, um die Verbindung zu erleichtern.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, dass die Metallfolie vor dem Durchführen des Schrittes a) bereits auf der Trägerfolie aufgebracht ist. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, dass die im Schritt a) hergestellten Metallstreifen auf der Trägerfolie positioniert werden. Die Trägerfolie kann ein sogenanntes liner-tape sein. Vorzugsweise werden die einzelnen Metallstreifen auf einer Trägerfolie quer zur Längsachse der Folie, d.h. in Y-Richtung, lagegenau positioniert.
  • Sofern die Metallfolie bereits auf einer Trägerfolie aufgebracht ist, kann der Schritt b), d.h. das zumindest abschnittsweise Vergrößern des Abstandes der Metallstreifen zueinander, vereinfacht werden. Mit anderen Worten kann die Spreizung der Metallstreifen einfacher durchgeführt werden.
  • Des Weiteren ist es möglich, die Leiterbahnabschnitte zur Bildung einer Leiterbahngruppe im Schritt d) zunächst auf ein Montagefolienband zu übertragen, wobei in einem weiteren Verfahrensschritt das Montagefolienband vereinzelt wird. Das Vereinzeln kann insbesondere durch Laserschneiden erfolgen.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Leiterbahnabschnitt eines Anschlussträgers, insbesondere eine Leiterbahngruppe eines Anschlussträgers, hergestellt durch ein erfindungsgemäßes Verfahren.
  • Als Leiterbahnabschnitt eines Anschlussträgers ist ein einzelnes vereinzeltes Metallstreifen-Element zu verstehen. Als Leiterbahngruppe ist eine Anordnung von mindestens zwei Leiterbahnabschnitten zu verstehen.
  • Vorzugsweise sind die mindestens zwei Leiterbahnabschnitte unterschiedlich ausgebildet. Vorzugsweise weisen die mindestens zwei Leiterbahnabschnitte unterschiedliche Abmaße und/oder Geometrien auf. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die mindestens zwei Leiterbahnabschnitte zueinander spiegelverkehrte Geometrien auf.
  • Die Leiterbahngruppe eines Anschlussträgers bildet die Leitungsschicht, d.h. die conductive layer, eines Anschlussträgers. Da die Leiterbahnabschnitte materialsparend und schnell hergestellt werden können, ist es möglich, die Leiterbahngruppe eines Anschlussträgers derart auszubilden, dass lediglich die tatsächlich notwendigen Abmaße der Leiterbahnabschnitte hergestellt werden. Mit anderen Worten können Leiterbahnabschnitte mit minimal möglichen und minimal notwendigen Abmaßen hergestellt werden. Das Anfallen von Abfallmaterialien bei der Herstellung der Leiterbahnabschnitte wird größtmöglich vermieden.
  • Vorzugsweise ist der Leiterbahnabschnitt eines Anschlussträgers oder die Leiterbahngruppe eines Anschlussträgers auf einer Montagefolie aufgebracht. Die Montagefolie kann zum einfachen Transport des Leiterbahnabschnitts bzw. der Leiterbahngruppe dienen. Außerdem kann die Montagefolie zur Verbindung des Leiterbahnabschnitts/der Leiterbahngruppe mit dem Trägerelement dienen.
  • Es ist demnach möglich, den Leiterbahnabschnitt bzw. die Leiterbahngruppe in einem, beispielsweise zeitlich, separaten Verfahrensschritt herzustellen und ein Zusammenfügen mit weiteren Elementen des Anschlussträgers in einem separaten Verfahrensschritt durchzuführen.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Anschlussträgers, insbesondere eines CoB-Substrats. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst folgende Schritte:
    • e) Bereitstellen eines Trägerelements,
    • f) Herstellen mindestens eines Leiterbahnabschnitts oder einer Leiterbahngruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    • g) Verbinden des mindestens einen Leiterbahnabschnitts mit dem Trägerelement,
    • h) zumindest abschnittsweises Aufbringen einer Isolationsschicht auf den mindestens einen Leiterbahnabschnitt.
  • Im Schritt e) wird insbesondere ein Trägerblech bereitgestellt. Das Trägerelement, insbesondere das Trägerblech, kann insbesondere eine dünne Platte, die aus mindestens einem Metall gebildet sein kann, sein. Beispielsweise beträgt die Dicke des Trägerelements, insbesondere des Trägerblechs, wenigstens 0,3 mm, bevorzugt wenigstens 0,4 mm, und höchstens 2,2 mm, bevorzugt höchstens 2,1 mm.
  • Vorzugsweise wird im Schritt f) der Leiterbahnabschnitt oder die Leiterbahngruppe auf einer Montagefolie aufgebracht zur Verfügung gestellt.
  • Im Schritt g) kann der mindestens eine Leiterbahnabschnitt, insbesondere die Leiterbahngruppe, mittels einer Klebeschicht mit dem Trägerelement verbunden werden. Bei der Klebeschicht kann es sich insbesondere um die Montagefolie handeln. Bei Aufbringen eines Drucks von 1 N/cm2 - 10 N/cm2 und/oder einer Temperatur von 150 °C - 250 °C kann somit der Leiterbahnabschnitt, insbesondere die Leiterbahngruppe, mit dem Trägerelement verbunden werden.
  • Die im Schritt h) aufzubringende Isolationsschicht kann durch einen Stanzprozess oder Rollstanzprozess oder Laserschneidprozess hergestellt werden. Die Isolationsschicht ist vorzugsweise an die Geometrie sowie an die Abmaße des Leiterbahnabschnitts, insbesondere der Leiterbahngruppe, angepasst. Insbesondere weist die Isolationsschicht in Relation zum Leiterbahnabschnitt, insbesondere in Relation zur Leiterbahngruppe, Rücksprünge oder Öffnungen auf, so dass bei einer aufgetragenen Isolationsschicht lediglich die zu kontaktierenden Abschnitte der Leiterbahnabschnitte bzw. der Leiterbahngruppe freigelegt sind.
  • Der Schritt e), d.h. das Bereitstellen eines Trägerelements, umfasst auch die Beschichtung zumindest einer Seite eines Trägerelements. Des Weiteren kann der Schritt e) das Bereitstellen mehrerer Trägerelemente umfassen. Vorzugsweise werden mehrere Trägerelemente mit übereinstimmender Form in mehreren Verarbeitungssreihen zur Verfügung gestellt. Insbesondere kann der Schritt e) ein Vereinzeln eines Metallbandes umfassen, so dass mehrere Trägerelemente aus einem Metallband hergestellt werden können. Demnach kann der Schritt e) ein Stanzen oder Rollstanzen oder ein Laserschneidverfahren umfassen.
  • Es ist möglich, dass zwischen dem Schritt e) und dem Schritt f) das Herstellen einer/der Montagefolie erfolgt. Die Montagefolie, auf der später der mindestens eine Leiterbahnabschnitt oder die mindestens eine Leiterbahngruppe aufgebracht ist, wird vorzugsweise im Rahmen eines Stanzprozesses oder Rollstanzprozesses oder Laserschneidverfahrens hergestellt.
  • Es ist möglich, dass alle Schritte e) bis h) in einer Bearbeitungsmaschine ausgeführt werden. Dabei ist es möglich, dass einzelne Schritte zeitlich parallel durchgeführt werden.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird in einer einzigen Bearbeitungsmaschine zunächst das Trägerelement bereitgestellt und/oder hergestellt. Anschließend erfolgt das Bereitstellen und/oder Herstellen der Montagefolie. Anschließend kann in der Bearbeitungsmaschine eine Einheit ausgebildet sein, die zur Herstellung des Leiterbahnabschnitts oder der Leiterbahngruppe dient. In Transportrichtung kann anschließend eine Station bzw. Einheit zur Bereitstellung und/oder Herstellung der Isolationsschicht ausgebildet sein.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das Trägerelement eine Reflexionsschicht umfassen, wobei im Schritt g) der Leiterbahnabschnitt, insbesondere die Leiterbahngruppe, mit der Reflexionsschicht des Trägerelements mittelbar oder unmittelbar verbunden wird.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird in sämtlichen Schritten e) bis h) eine Vielzahl der jeweiligen Schichten bzw. Abschnitte oder Elemente hergestellt.
  • Mit anderen Worten kann
    im Schritt e) eine Vielzahl von Trägerelementen bereitgestellt werden;
    im Schritt f) eine Vielzahl von Leiterbahnabschnitten oder von Leiterbahngruppen hergestellt werden;
    im Schritt g) die Vielzahl von Leiterbahnabschnitten mit einer Vielzahl von Trägerelementen verbunden werden; und
    im Schritt h) eine Vielzahl von Isolationsschichten auf die Vielzahl von Leiterbahnabschnitten oder Leiterbahngruppen aufgebracht werden.
  • Auch die Herstellung der Montagefolie und/oder die Herstellung der Isolationsschicht kann jeweils die Herstellung einer Vielzahl von Montagefolien und/oder einer Vielzahl von Isolationsschichten betreffen.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Anschlussträger, insbesondere ein CoB-Substrat, besonders bevorzugt ein CoB-LED-Substrat, das im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt ist.
  • Der Anschlussträger umfasst mindestens ein Trägerelement, mindestens einen Leiterbahnabschnitt oder eine Leiterbahngruppe sowie mindestens eine Isolationsschicht. Zwischen dem Leiterbahnabschnitt oder der Leiterbahngruppe und dem Trägerelement kann außerdem eine Montagefolie ausgebildet sein.
  • Der erfindungsgemäße Anschlussträger ist insbesondere derart ausgebildet, dass die Leitungsschicht aus dem mindestens einen Leiterbahnabschnitt oder der mindestens einen Leiterbahngruppe gebildet ist. Der Materialanteil der Leitungsschicht, d.h. die Größe bzw. die Abmaße des Leiterbahnabschnitts bzw. der Leiterbahngruppe werden auf ein Minimum reduziert. Die Leitungsschicht, d.h. der Leiterbahnabschnitt oder die Leiterbahngruppe, ist insbesondere zumindest auf einer Seite mit NiPdAu oder NiAu oder NiAg beschichtet.
  • Die Isolationsschicht, insbesondere die Isolationsfolie, weist derartige Abmaße auf, dass lediglich die tatsächlich zu kontaktierenden Bereiche des Leiterbahnabschnitts bzw. der Leiterbahngruppe freiliegen, d.h. nicht mit der Isolationsschicht beschichtet sind. Das betrifft die Bondbereiche und/oder die Bereiche der äußeren Kontaktierung des Leiterbahnabschnitts, insbesondere der Leiterbahngruppe.
  • Dadurch wird der Materialverbrauch für die Leitungsschicht inklusive der Edelmetallbeschichtung derart reduziert, dass die Verwendung von Edelmetallen, insbesondere von Palladium und Gold, als Beschichtungsmaterial wirtschaftlich ermöglicht werden kann.
  • Anschlussträger, insbesondere CoB-Substrate, besonders bevorzugt CoB-LED-Substrate können demnach kostengünstig hergestellt werden.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein optoelektronisches Halbleiterbauteil.
  • Das optoelektronische Halbleiterbauteil umfasst:
    • - einen erfindungsgemäß hergestellten Anschlussträger,
    • - zumindest einen optoelektronischen Halbleiterchip, insbesondere mindestens eine LED, mit mindestens einer Anschlussstelle, wobei der zumindest eine optoelektronische Halbleiterchip in einem Montagebereich des Anschlussträgers auf einer Montagefläche des Trägerelements aufgebracht ist und zumindest eine Anschlussstelle des optoelektronischen Halbleiterchips mit mindestens einem Leiterbahnabschnitt elektrisch leitend verbunden ist.
  • Das heißt, sämtliche für den Anschlussträger und/oder sämtliche für den Leiterbahnabschnitt eines Anschlussträgers offenbarte Merkmale sind auch im Zusammenhang mit dem optoelektronischen Halbleiterbauteil offenbart und umgekehrt.
  • Gemäß einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauteils kann es sich bei diesem um einen Leuchtdiodenchip und/oder einen Photodiodenchip handeln.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
  • In diesen zeigen:
    • 1a einen erfindungsgemäßen Anschlussträger in Explosionsdarstellung;
    • 1b einen erfindungsgemäßen Anschlussträger in einer Draufsicht; und
    • 2 eine schematische Darstellung eines Teilschritts des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Leiterbahnabschnitts.
  • Im Folgenden werden für gleiche und gleichwirkenden Teile gleiche Bezugsziffern verwendet.
  • In 1a werden die einzelnen Elemente bzw. Schichten eines erfindungsgemäßen Anschlussträgers 10 dargestellt. Der Anschlussträger 10 umfasst demnach ein Trägerelement 11. Bei diesem Trägerelement 11 handelt es sich vorzugsweise um eine Trägerplatte, die aus einem Metall gefertigt ist.
  • In dem Trägerelement 11 sind zwei diagonal angeordnete Öffnungen 12 ausgebildet. Die Öffnungen 12 dienen zur Verbindung des Anschlussträgers 10 mit einem weiteren Modul oder als Hilfsöffnung bei der Herstellung des Anschlussträgers 10.
  • Ebenfalls dargestellt ist eine Leiterbahngruppe 20. Die Leiterbahngruppe 20 umfasst drei Leiterbahnabschnitte. Dabei handelt es sich um zwei längliche Leiterbahnabschnitte 21 und 21' sowie um einen kurzen Leiterbahnabschnitt 22. Mit anderen Worten wird die Leiterbahngruppe 20 durch die Leiterbahnabschnitte 21, 21' und 22 gebildet.
  • Zwischen der Leiterbahngruppe 20, die auch als Leiterschicht bezeichnet werden kann, und dem Trägerelement 11 befindet sich eine Montagefolie 30. Insbesondere sind die Leiterbahnabschnitte 21, 21' und 22 bzw. die Leiterbahngruppe 20 auf der Montagefolie 30 angeordnet, so dass ein Verbinden des Trägerelements 11 mit der Leiterbahngruppe 20 vereinfacht werden kann. Die Montagefolie 30 ist vorzugsweise als Klebeschicht bzw. Klebefolie ausgebildet, so dass ein einfaches Verbinden der Leiterbahngruppe 20 mit dem Trägerelement 11 erfolgen kann.
  • Ebenfalls dargestellt ist eine Isolationsschicht 40. Die Isolationsschicht 40 weist zum einen eine kreisrunde Ausnehmung 41 aus. Dies ermöglicht einen Zugang zur Montagefläche 13 des Trägerelements 11. Außerdem sind in der Isolationsschicht 40 zwei Kontaktierungsöffnungen 42 ausgebildet. Die Kontaktierungsöffnungen 42 legen abschnittsweise die Oberfläche der Leiterbahngruppe 20 frei. Die freigelegten Oberflächen der Leiterbahngruppe 20 dienen als Kontaktierungsbereiche. Außerdem weist die kreisrunde Ausnehmung 41 der Isolationsschicht 40 einen derartigen Durchmesser auf, dass ein innerer Kontaktierungsbereich 23 (siehe 1b) ausgebildet ist.
  • Der Kontaktierungsbereich 23 setzt sich aus Teilabschnitten der drei Leiterbahnabschnitt 21, 21' und 22 zusammen. Die Leiterbahnabschnitte 21, 21' und 22 sind vorzugsweise mit einem bondbaren Material, insbesondere mit NiPdAu oder NiAu oder NiAg, beschichtet.
  • Aus den 1a und 1b geht hervor, dass die Leiterbahnabschnitte 21, 21' und 22 möglichst klein ausgebildet sind. Demnach sind keine großen Oberflächenbereiche zu beschichten. Die Materialkosten im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Anschlussträger 10 bzw. im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Leiterbahngruppe 20 sind somit geringer als dies im Zusammenhang mit dem Stand der Technik bekannt ist.
  • In 2 wird schematisch das Verfahren zur Herstellung einer Leiterbahngruppe 20, wie diese in den 1a und 1b dargestellt ist, verdeutlicht.
  • Es ist darauf hinzuweisen, dass die in 2 dargestellten Verfahrensschritte in einer einzigen Bearbeitungsmaschine durchgeführt werden. Im ersten Verfahrensschritt 80 wird eine Metallfolie 50 in Transportrichtung T in mehrere Metallstreifen 51 vereinzelt. Dies erfolgt mit Hilfe einer Rotationsstanze 81.
  • Die Metallstreifen 51 werden in einem darauffolgenden Verfahrensschritt 85 gespreizt. Das heißt, dass der Abstand der einzelnen Metallstreifen 51 zueinander zumindest abschnittsweise vergrößert wird. Mit anderen Worten, wird nicht der Abstand sämtlicher Metallstreifen zueinander vergrößert. Die Vergrößerung des Abstands der Metallstreifen 51 zueinander bzw. die Spreizung erfolgt mittels Rollen 82.
  • 2 zeigt, dass die jeweils äußersten Metallstreifen 51 jeweils mit einem Abstand zu dem nächstgelegenen Metallstreifen 51 angeordnet sind. Diese Metallstreifen 51 können jedoch wiederum an einem weiteren Metallstreifen anliegen. Aufgrund der im Schritt 85 durchgeführten Spreizung liegen maximal zwei Metallstreifen 51 aneinander, wobei die jeweils äußersten Metallstreifen separat geführt werden.
  • In dem weiteren Verfahrensschritt 90 werden die auf einer Trägerfolie aufgetragenen Metallstreifen 51 in mehrere Leiterbahnabschnitte vereinzelt. Dabei handelt es sich um die länglichen Leiterbahnabschnitte 21 und 21'. Es kann erkannt werden, dass aufgrund der vorangegangenen Spreizung der Metallstreifen 51 die Leiterbahnabschnitte 21 und 21' bereits in einem später benötigten Abstand zueinander angeordnet sind. Im Schritt 90 erfolgt das Vereinzeln mittels einer Rotationsstanze 81'.
  • 2 zeigt des Weiteren die Herstellung der Leiterbahnabschnitte 22. Hierzu wird ebenfalls eine Metallfolie 50' zunächst in einem Schritt 80' in Transportrichtung T vereinzelt, so dass Metallstreifen 51' gebildet werden. Es erfolgt wiederum in einem Schritt 85' eine Vergrößerung des Abstands der Metallstreifen 51' zueinander.
  • Der Abstand der Metallstreifen 51' wird derart eingestellt, dass dies dem späteren Abstand der Leiterbahnabschnitte 22 in den nebeneinander angeordneten Leiterbahngruppen 20 entspricht. Demnach ist der Abstand der Metallstreifen 51' zueinander derart eingestellt, dass der herzustellende Leiterbahnabschnitt 22 zwischen den Leiterbahnabschnitten 21 und 21' positioniert werden kann. Die Vergrößerung des Abstandes der Metallstreifen 51' zueinander erfolgt wiederum mittels Rollen 82. Anschließend, nämlich im Schritt 90', erfolgt ein Vereinzeln der auf einer Trägerfolie aufgetragenen Metallstreifen 51' in mehrere Leiterbahnabschnitte 22. Die Breite der Metallstreifen 51' entspricht der Breite der herzustellenden Leiterbahnabschnitte 22.
  • Anschließend, nämlich im Schritt 91, werden die Leiterbahnabschnitte 21, 21' und 22 von den jeweiligen Trägerfolien auf eine Montagefolie 30 übertragen. Auf der Montagefolie 30 befinden sich somit mehrere Leiterbahngruppen 20.
  • Insbesondere der Verfahrensschritt 85 bzw. 85', d.h. das Herstellen eines vergrößerten Abstands der Metallstreifen 51 bzw. 51' zueinander, bewirkt ein vereinfachtes Verfahren zur Herstellung einer Leiterbahngruppe, wobei die einzelnen Leiterbahnabschnitte 21, 21' und 22 der Leiterbahngruppe 20 derart vereinzelt und zueinander positioniert werden, dass diese einfach zu einer Leiterbahngruppe 20 positionierbar und auf eine Montagefolie 30 übertragbar sind.
  • Mit Hilfe der Laserschneidvorrichtung 86 kann außerdem die Montagefolie 30 vereinzelt werden, sodass jede Leiterbahngruppe 20 auf einem separaten Montagefolienabschnitt ausgebildet ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Anschlussträger
    11
    Trägerelement
    12
    Öffnung
    13
    Montagefläche
    20
    Leiterbahngruppe
    21, 21'
    Leiterbahnabschnitt
    22
    Leiterbahnabschnitt
    23
    Kontaktierungsbereich
    24
    äußere Kontaktierungsbereiche
    30
    Montagefolie
    40
    Isolationsschicht
    41
    kreisrunde Ausnehmung
    42
    Kontaktierungsöffnung
    50, 50'
    Metallfolie
    51, 51'
    Metallstreifen
    80, 80'
    Schritt a)
    81, 81'
    Rotationsstanze
    82
    Rollen
    85, 85'
    Schritt b)
    86
    Laserschneidvorrichtung
    90, 90'
    Schritt c)
    91
    Schritt d)
    T
    Transportrichtung

Claims (10)

  1. Verfahren zur Herstellung mindestens eines Leiterbahnabschnitts (21, 21', 22) eines Anschlussträgers (10), gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: a) Vereinzeln einer in einer Bearbeitungsmaschine befindlichen Metallfolie (50, 50') in Transportrichtung (T) in mehrere Metallstreifen (51, 51'), b) zumindest abschnittsweises Vergrößern des Abstands der Metallstreifen (51, 51') zueinander in der Bearbeitungsmaschine, c) Vereinzeln der auf einer Trägerfolie aufgetragenen Metallstreifen (51, 51') in mehrere Leiterbahnabschnitte (21, 21', 22), wobei das Vereinzeln im Schritt a) und/oder im Schritt c) mittels Stanzen oder Rollstanzen oder Laserschneiden erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch d) Übertragen mehrerer, insbesondere unterschiedlich ausgebildeter, Leiterbahnabschnitte (21, 21') von der Trägerfolie auf eine Montagefolie (30).
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt d) mehrere Leiterbahnabschnitte (21, 21', 22) als Leiterbahngruppe (20) auf die Montagefolie übertragen werden.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallfolie (50, 50') vor dem Schritt a) zumindest auf einer Seite mit bondbarem Material, insbesondere mit NiPdAu oder NiAu oder NiAg, beschichtet wird.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallstreifen (51, 51') nach dem Schritt a) auf der Trägerfolie positioniert werden.
  6. Verfahren zur Herstellung eines Anschlussträgers (10), insbesondere eines CoB-Substrats, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: e) Bereitstellen eines Trägerelements (11), f) Herstellen mindestens eines Leiterbahnabschnitts (21, 21', 22) oder einer Leiterbahngruppe (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, g) Verbinden des mindestens einen Leiterbahnabschnitts (21, 21', 22) oder der Leiterbahngruppe (20) mit dem Trägerelement (11), h) zumindest abschnittsweises Aufbringen einer Isolationsschicht (40) auf die Leiterbahnabschnitte (21, 21', 22).
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt g) der mindestens eine Leiterbahnabschnitt (21, 21', 22), insbesondere die Leiterbahngruppe (20), mittels einer Klebeschicht mit dem Trägerelement (11) verbunden wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die im Schritt h) aufzubringende Isolationsschicht (40) durch einen Stanzprozess oder Rollstanzprozess oder Laserschneidprozess hergestellt wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (11) eine Reflexionsschicht umfasst, wobei im Schritt g) der mindestens eine Leiterbahnabschnitt (21, 21', 22), insbesondere die Leiterbahngruppe (20), mit der Reflexionsschicht verbunden wird.
  10. Optoelektronisches Halbleiterbauteil, umfassend - einen Anschlussträger (10), insbesondere CoB-Substrat, besonders bevorzugt CoB-LED-Substrat, hergestellt nach einem der Ansprüche 6 bis 9, und - zumindest einen optoelektronischen Halbleiterchip, insbesondere mindestens eine LED, mit mindestens einer Anschlussstelle, wobei der zumindest eine optoelektronische Halbleiterchip in einem Montagebereich des Anschlussträgers (10) auf einer Montagefläche (13) des Trägerelements (11) aufgebracht ist und zumindest eine Anschlussstelle des optoelektronischen Halbleiterchips mit mindestens einem Leiterbahnabschnitt (21, 21', 22) elektrisch leitend verbunden ist.
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