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GEGENSTAND
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen zunächst geätzten und später eingehausten dreidimensionalen metallischen Flip-Chip- und System-in-Package-Leiterplattenaufbau und ein Herstellungsverfahren davon, das dem Gebiet der Halbleitergehäusetechnik angehört.
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HINTERGRUND
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Ein herkömmlicher Metallleitungsrahmen kann typischerweise mittels eines der folgenden vier Verfahren hergestellt werden.
- 1) Stanzen wird auf einem Blech von oben nach unten oder von unten nach oben in einer Längsrichtung mithilfe einer Stanztechnik mit einem mechanischen oberen und unteren Werkzeug durchgeführt, um eine Kontaktstelle auszubilden, die einen Chip, innere Anschlussstifte zur Signalübertragung und äußere Anschlussstifte zum Anschließen an eine externen Leiterplatte eines Leitungsrahmens innerhalb des Blechs trägt, anschließend werden bestimmte Bereiche der inneren Anschlussstifte und (oder) der Kontaktstelle mit einer galvanisch aufgebrachten Metallschicht beschichtet, um einen fertigen Leitungsrahmen auszubilden, der verwendet werden kann (mit Bezug auf 70 bis 72).
- 2) Belichten, Entwickeln, Anlegen von Fenstern und chemisches Ätzen werden auf einem Blech mittels einer chemischen Ätztechnik durchgeführt, um eine Kontaktstelle auszubilden, die einen Chip, innere Anschlussstifte zur Signalübertragung und äußere Anschlussstifte zum Anschließen an eine externen Leiterplatte eines Leitungsrahmens innerhalb des Blechs trägt, anschließend werden bestimmte Bereiche der inneren Anschlussstifte und (oder) der Kontaktstelle mit einer galvanisch aufgebrachten Metallschicht beschichtet, um einen fertigen Leitungsrahmen auszubilden, der verwendet werden kann (mit Bezug auf 73 bis 74).
- 3) Auf Grundlage des ersten Verfahrens und des zweiten Verfahrens wird in einem dritten Verfahren ein Hochtemperaturhaftfilm, der bis 260 Grad Celsius beständig ist, auf eine Rückseite des Leitungsrahmens aufgetragen, in dem die Kontaktstelle, welche den Chip, die inneren Anschlussstifte zur Signalübertragung und die äußeren Anschlussstifte zum Anschließen an die externe Leiterplatte trägt, angeordnet ist, und werden die bestimmten Bereiche der inneren Anschlussstifte und (oder) der Kontaktstelle mit der galvanisch aufgebrachten Metallschicht beschichtet, um einen Leitungsrahmen auszubilden, der stiftlos auf vier Seiten und derart, dass sich die Gehäusegröße verringert, eingehaust werden kann (mit Bezug auf 75).
- 4) Unter Verwendung des ersten Verfahrens und des zweiten Verfahrens wird in einem vierten Verfahren der Leitungsrahmen, in dem die Kontaktstelle, welche den Chip, die inneren Anschlussstifte zur Signalübertragung und die äußeren Anschlussstifte zum Anschließen an die externe Leiterplatte trägt, angeordnet ist und bei dem die bestimmten Bereiche der inneren Anschlussstifte und (oder) der Kontaktstelle mit der galvanisch aufgebrachten Metallschicht beschichtet sind, voreingehaust und werden Bereiche des Blechs, in denen das Stanzen durchgeführt wird oder das chemische Ätzen durchgeführt wird, mit wärmehärtendem Epoxidharz gefüllt, um einen vorgefüllten Leitungsrahmen auszubilden, der stiftlos auf vier Seiten, derart, dass sich die Gehäusegröße verringert, und durch Kupferdrahtbonden eingehaust werden kann (mit Bezug auf 76).
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Die
CN 102723293 A offenbart beispielsweise ein Verfahren zur Herstellung eines zuerst geätzten und danach gepackten Flip-Chip mit einem drei-dimensionalen, einseitigen Schaltkreises. Dabei wird bei dem Verfahren eine grüne Farbe auf der Vorderseite des Metallsubstrats in einer Struktur aufgebracht, belichtet, entwickelt und wieder entfernt, wobei die belichtete Fläche geätzt wird. Danach werden eine oder mehrere Metallverdrahtungslagen elektroplattiert auf einer Fläche einer inerten Metallverdrahtungsschicht aufgebracht, wonach entsprechende Pads und Pins auf dem Metallsubstrat geformt werden. Danach wird ein Chip in umgedrehter Art auf einer Vorderseite der Pads und Pins angeordnet und ein Epoxi-Kleber wird unter den Boden des Chips eingebracht.
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Die
US 2006/0060891 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiteranordnung mit einem dünnen leitfähigen Körper.
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Das herkömmliche Verfahren weist die folgenden Nachteile auf.
- 1) Durch mechanisches Stanzen hergestellte Leitungsrahmen
- a. Beim mechanischen Stanzen werden das obere und das untere Werkzeug verwendet, um ein Stanzen von oben nach unten oder von unten nach oben auszuführen, sodass ein vertikaler Querschnitt ausgebildet wird; daher ist es nicht möglich, andere Funktionen hinzuzufügen oder andere Objekte innerhalb des Leitungsrahmens, wie z. B. Objekte des Systems, die in den Metallleitungsrahmen integriert werden sollen, auszubilden;
- b. Beim mechanischen Pressen werden das obere und untere Werkzeug zum Pressen der Kanten des Blechs verwendet, um eine vergrößerte Metallfläche auszubilden, und beträgt die Länge des vergrößerten Metallbereichs aufgrund der Presse höchstens 80 Prozent der Dicke des Leitungsrahmens. In einem Fall, in dem die Länge des vergrößerten Metallbereichs größer als 80 Prozent der Dicke des Leitungsrahmens ist, treten bei der vergrößerten Metallfläche aufgrund der Presse leicht Probleme wie etwa Wölbung, Risse und Brüche, unregelmäßige Form und Oberflächenporen auf und kommt es bei einem ultradünnen Leitungsrahmen noch leichter zu den obengenannten Problemen (mit Bezug auf 77 und 78); und
- c. In einem Fall, in dem die Länge der durch mechanisches Pressen vergrößerten Metallfläche kleiner gleich 80 Prozent der Dicke des Leitungsrahmens ist, können Objekte nicht in dem vergrößerten Metallbereich angeordnet werden, da die Länge der vergrößerten Metallfläche nicht ausreichend ist (insbesondere in einem Fall, in dem der Leitungsrahmen eine ultradünne Dicke aufweist) (mit Bezug auf 79 und 80).
- 2) Mittels der chemischen Ätztechnik hergestellte Leitungsrahmen
- a. Beim subtraktiven Ätzen kann Halbätztechnik angewandt werden, um Raum für einzubettenden Objekte zu ätzen; hierbei besteht jedoch der größte Nachteil darin, dass die Ätztiefe und die Flachheit einer nach dem Ätzen ausgebildeten Ebene nicht gesteuert werden können.
- b. Nachdem der Raum für einzubettende Objekte in dem Blech durch Halbätzen ausgebildet wurde, nimmt die Festigkeit des Leitungsrahmenaufbaus ab, was einen direkten Einfluss auf die Schwierigkeit der Arbeitsbedingungen (z. B. Bestückung, Transport, hohe Temperatur, hoher Druck und Schrumpfung aufgrund thermischer Belastung) hat, die erforderlich sind, wenn ein Objekt nachträglich eingebettet wird; und
- c. Bei dem mit der chemischen Ätztechnik hergestellten Leitungsrahmen werden höchstens eine äußere Anschlussstruktur oder eine innere Anschlussstruktur auf einer Vorderseite und einer Rückseite des Leitungsrahmens bereitgestellt; es ist nicht möglich, damit einen System-in-Package-Metallleitungsrahmen mit einem mehrlagigen dreidimensionalen Metallschaltkreis bereitzustellen.
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KURZDARSTELLUNG
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Um die oben beschriebenen Nachteile zu lösen, stellt die vorliegende Offenbarung einen zunächst geätzten und später eingehausten dreidimensionalen metallischen Flip-Chip- und System-in-Package-Leiterplattenaufbau und ein Herstellungsverfahren davon bereit, mit denen das Problem gelöst werden kann, dass die Funktionalität und Anwendung eines herkömmlichen Metallleitungsrahmens aufgrund der Tatsache eingeschränkt ist, dass Objekte nicht in den Metallleitungsrahmen eingebettet werden können.
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Die vorliegende Offenbarung stellt ein Verfahren zum Herstellen einer zunächst geätzten und später eingehausten dreidimensionalen metallischen Flip-Chip- und System-in-Package-Leiterplatte bereit, das Folgendes umfasst:
- Schritt 1, Herstellen eines Metallsubstrats;
- Schritt 2, Vorbeschichten von Oberflächen des Metallsubstrats mit einer dünnen Kupferschicht;
- Schritt 3, Aufbringen von Fotolackschichten,
wobei die Fotolackschichten zum Belichten und Entwickeln auf eine Vorderseite und eine Rückseite des Metallsubstrats, die jeweils mit der dünnen Kupferschicht vorbeschichtet wurden, aufgebracht werden;
- Schritt 4, teilweises Entfernen der Fotolackschicht auf der Rückseite des Metallsubstrats,
wobei Belichten und Entwickeln zur Strukturierung unter Verwendung einer Belichtungs- und Entwicklungsvorrichtung auf der Rückseite des Metallsubstrats, auf welche die Fotolackschicht in Schritt 3 aufgebracht wurde, durchgeführt werden, um die Fotolackschicht teilweise zu entfernen und zu strukturieren, sodass eine Struktur aus Bereichen auf der Rückseite des Metallsubstrats, die anschließend zu beschichten sind, freigelegt wird;
- Schritt 5, Beschichten mit einer Metallverdrahtungsschicht,
wobei die Bereiche auf der Rückseite des Metallsubstrats mit der Metallverdrahtungsschicht beschichtet werden, welche durch teilweises Entfernen der Fotolackschicht in Schritt 4 freigelegt wurden;
- Schritt 6, Aufbringen einer Fotolackschicht,
wobei die Fotolackschicht zum Belichten und Entwickeln auf die in Schritt 5 bearbeitete Rückseite des Metallsubstrats aufgebracht wird;
- Schritt 7, teilweises Entfernen der Fotolackschicht auf der Rückseite des Metallsubstrats,
wobei Belichten und Entwickeln zur Strukturierung unter Verwendung der Belichtungs- und Entwicklungsvorrichtung auf der Rückseite des Metallsubstrats, auf welche die Fotolackschicht in Schritt 6 aufgebracht wurde, durchgeführt werden, um die Fotolackschicht teilweise zu entfernen und zu strukturieren, sodass eine Struktur aus Bereichen auf der Rückseite des Metallsubstrats, die anschließend zu beschichten sind, freigelegt wird;
- Schritt 8, Beschichten mit einer elektrisch hochleitfähigen Metallverdrahtungsschicht,
wobei die Bereiche auf der Rückseite des Metallsubstrats mit der elektrisch hochleitfähigen Metallverdrahtungsschicht beschichtet werden, welche durch teilweises Entfernen der Fotolackschicht in Schritt 7 freigelegt wurden;
- Schritt 9, Entfernen der Fotolackschichten,
wobei die Fotolackschichten auf den Oberflächen des Metallsubstrats entfernt werden;
- Schritt 10, Durchführen von Epoxidharzformen,
wobei das Epoxidharzformen zur Schutzfunktion auf einer Oberfläche der Metallverdrahtungsschicht auf der Rückseite des Metallsubstrats durchgeführt wird;
- Schritt 11, Durchführen von Schleifen auf einer Oberfläche des Epoxidharzes,
wobei das Schleifen auf der Oberfläche des Epoxidharzes durchgeführt wird, nachdem das Epoxidharzformen durchgeführt wurde;
- Schritt 12, Aufbringen von Fotolackschichten,
wobei die Fotolackschichten zum Belichten und Entwickeln auf die Vorderseite und die Rückseite des Metallsubstrats, auf denen Schritt 11 durchgeführt wurde, aufgebracht werden;
- Schritt 13, teilweises Entfernen der Fotolackschicht auf der Vorderseite des Metallsubstrats,
wobei Belichten und Entwickeln zur Strukturierung unter Verwendung der Belichtungs- und Entwicklungsvorrichtung auf der Vorderseite des Metallsubstrats, auf welche die Fotolackschicht in Schritt 12 aufgebracht wurde, durchgeführt werden, um die Fotolackschicht teilweise zu entfernen und zu strukturieren, sodass eine Struktur aus einem Bereich auf der Vorderseite des Metallsubstrats, bei dem anschließend Ätzen durchzuführen ist, freigelegt wird;
- Schritt 14, Durchführen von chemischem Ätzen,
wobei das chemische Ätzen auf dem Bereich auf der Vorderseite des Metallsubstrats durchgeführt wird, bei dem das Belichten und Entwickeln in Schritt 13 durchgeführt wurden;
- Schritt 15, Aufbringen von Fotolackschichten,
wobei die Fotolackschichten zum Belichten und Entwickeln auf die Vorderseite und die Rückseite des Metallsubstrats, auf denen Schritt 14 durchgeführt wurde, aufgebracht werden;
- Schritt 16, teilweises Entfernen der Fotolackschicht auf der Vorderseite des Metallsubstrats,
wobei Belichten und Entwickeln zur Strukturierung unter Verwendung der Belichtungs- und Entwicklungsvorrichtung auf der Vorderseite des Metallsubstrats, auf welche die Fotolackschicht in Schritt 15 aufgebracht wurde, durchgeführt werden, um die Fotolackschicht teilweise zu entfernen und zu strukturieren, sodass eine Struktur aus Bereichen auf der Vorderseite des Metallsubstrats, die anschließend zu beschichten sind, freigelegt wird;
- Schritt 17, Beschichten mit Metallsäulen,
wobei die Bereiche auf der Vorderseite des Metallsubstrats mit den Metallsäulen beschichtet werden, die in Schritt 16 durch teilweises Entfernen der Fotolackschicht freigelegt wurden;
- Schritt 18, Entfernen der Fotolackschichten,
wobei die Fotolackschichten auf den Oberflächen des Metallsubstrats entfernt werden;
- Schritt 19, Montieren eines Chips,
wobei der Chip auf einer Kontaktstelle und Anschlussstiften, bei denen Schritt 18 durchgeführt wurde, mit Unterfüllung in gewendeter Weise montiert wird;
- Schritt 20, Durchführen von Verkapseln,
wobei die in Schritt 19 bearbeitete Vorderseite des Metallsubstrats mit Formmasse ausgeformt wird;
- Schritt 21, Durchführen von Schleifen auf einer Oberfläche des Epoxidharzes,
wobei das Schleifen auf der Oberfläche des Epoxidharzes durchgeführt wird, nachdem das Epoxidharzformen in Schritt 20 durchgeführt wurde; und
- Schritt 22, Beschichten mit einer oxidationshemmenden Metallschicht oder einem Antioxidationsmittel (OSP),
wobei freigelegte Metallflächen des Metallsubstrats, an denen Schritt 21 durchgeführt wurde, mit der oxidationshemmenden Metallschicht beschichtet werden oder die freigelegten Metallflächen mit dem Antioxidationsmittel (OSP) beschichtet werden.
- Schritt 15 kann nach Schritt 4 und vor Schritt 5 durchgeführt werden.
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Ein zunächst geätzter und später eingehauster dreidimensionaler metallischer Flip-Chip- und System-in-Package-Leiterplattenaufbau umfasst einen Metallsubstratrahmen; eine Kontaktstelle und Anschlussstifte, die in dem Metallsubstratrahmen angeordnet sind; einen Chip, der auf Vorderseiten oder Rückseiten der Kontaktstelle und der Anschlussstifte mit Unterfüllung in gewendeter Weise montiert ist; elektrisch leitfähige Säulen, die auf Vorderseiten oder Rückseiten der Anschlussstifte angeordnet sind; Formmasse, mit der ein Randbereich der Kontaktstelle, ein Bereich zwischen der Kontaktstelle und den Anschlussstiften, ein Bereich zwischen den Anschlussstiften, ein Bereich über der Kontaktstelle und den Anschlussstiften, ein Bereich unter der Kontaktstelle und den Anschlussstiften und außerhalb des Chips und der elektrisch leitfähigen Säulen verkapselt sind, wobei eine Oberseite der Formmasse bündig mit Oberseiten der elektrisch leitfähigen Säulen ist; und eine oxidationshemmende Metallschicht oder ein Antioxidationsmittel, mit der bzw. dem Oberflächen des Metallsubstratrahmens, der Anschlussstifte und der elektrisch leitfähigen Säulen, die nicht mit der Formmasse bedeckt sind, beschichtet sind.
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Ein zunächst geätzter und später eingehauster dreidimensionaler metallischer Flip-Chip- und System-in-Package-Leiterplattenaufbau umfasst: einen Metallsubstratrahmen und einen Chip; Anschlussstifte, die in dem Metallsubstratrahmen angeordnet sind; wobei der Chip auf Vorderseiten oder Rückseiten der Anschlussstifte mit Unterfüllung in gewendeter Weise montiert ist; elektrisch leitfähige Säulen, die auf den Vorderseiten oder den Rückseiten der Anschlussstifte angeordnet sind; Formmasse, mit der ein Bereich zwischen den Anschlussstiften, ein Bereich über den Anschlussstiften, ein Bereich unter den Anschlussstiften und außerhalb des Chips und der elektrisch leitfähigen Säulen verkapselt sind, wobei eine Oberseite der Formmasse bündig mit Oberseiten der elektrisch leitfähigen Säulen ist; und eine oxidationshemmende Metallschicht oder ein Antioxidationsmittel (OSP), mit der bzw. dem Oberflächen des Metallsubstratrahmens, der Anschlussstifte und der elektrisch leitfähigen Säulen, die nicht mit der Formmasse bedeckt sind, beschichtet sind.
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Ein passives Bauteil ist zwischen den Anschlussstiften über elektrisch leitfähiges Haftmittel angeschlossen und das passive Bauteil kann zwischen Vorderseiten der Anschlussstifte angeschlossen sein oder kann zwischen Vorderseiten der Anschlussstifte und einer Vorderseite eines elektrostatische Ladung ableitenden Rings angeschlossen sein oder kann zwischen der Vorderseite des elektrostatische Ladung ableitenden Rings und einer Vorderseite der Kontaktstelle angeschlossen sein, wobei der elektrostatische Ladung ableitende Ring zwischen der Kontaktstelle und den Anschlussstiften angeordnet ist und die Vorderseite des Chips mit der Vorderseite des elektrostatische Ladung ableitenden Rings durch einen Metalldraht verbunden ist.
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Die elektrisch leitfähigen Säulen sind in mehreren Ringen angeordnet.
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Ein zweiter Chip ist auf einer Vorderseite des Chips über elektrisch leitfähiges Haftmittel oder nicht elektrisch leitfähiges Haftmittel angeordnet und eine Vorderseite des zweiten Chips ist mit den Anschlussstiften durch Metalldrähte verbunden.
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Zweite elektrisch leitfähige Säulen sind auf den Vorderseiten oder den Rückseiten der Anschlussstifte angeordnet und ein zweiter Chip ist auf den zweiten elektrisch leitfähigen Säulen über elektrisch leitfähiges Mittel in gewendeter Weise montiert, wobei sich die zweiten elektrisch leitfähigen Säulen und der zweite Chip innerhalb der Formmasse befinden.
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Zweite elektrisch leitfähige Säulen sind auf den Vorderseiten oder den Rückseiten der Anschlussstifte angeordnet und ein passives Bauteil ist auf den zweiten elektrisch leitfähigen Säulen montiert, wobei die sich die zweiten elektrisch leitfähigen Säulen und das passive Bauteil innerhalb der Formmasse befinden.
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Es wird ein Verfahren zum Herstellen einer zunächst geätzten und später eingehausten dreidimensionalen metallischen Flip-Chip- und System-in-Package-Leiterplatte bereitgestellt, das folgendes umfasst:
- Schritt 1, Herstellen eines Metallsubstrats;
- Schritt 2, Vorbeschichten von Oberflächen des Metallsubstrats mit einer dünnen Kupferschicht;
- Schritt 3, Aufbringen von Fotolackschichten,
wobei die Fotolackschichten zum Belichten und Entwickeln auf eine Vorderseite und eine Rückseite des Metallsubstrats, die jeweils mit der dünnen Kupferschicht vorbeschichtet wurden, aufgebracht werden;
- Schritt 4, teilweises Entfernen der Fotolackschicht auf der Vorderseite des Metallsubstrats,
wobei Belichten und Entwickeln zur Strukturierung unter Verwendung einer Belichtungs- und Entwicklungsvorrichtung auf der Vorderseite des Metallsubstrats, auf welche die Fotolackschicht in Schritt 3 aufgebracht wurde, durchgeführt werden, um die Fotolackschicht teilweise zu entfernen und zu strukturieren, sodass eine Struktur aus Bereichen auf der Vorderseite des Metallsubstrats, die anschließend zu beschichten sind, freigelegt wird;
- Schritt 5, Beschichten mit einer ersten Metallverdrahtungsschicht,
wobei die Bereiche auf der Vorderseite des Metallsubstrats mit der ersten Metallverdrahtungsschicht beschichtet werden, welche durch teilweises Entfernen der Fotolackschicht in Schritt 4 freigelegt wurden;
- Schritt 6, Aufbringen einer Fotolackschicht,
wobei die Fotolackschicht zum Belichten und Entwickeln auf die in Schritt 5 bearbeitete Vorderseite des Metallsubstrats aufgebracht wird;
- Schritt 7, teilweises Entfernen der Fotolackschicht auf der Vorderseite des Metallsubstrats,
wobei Belichten und Entwickeln zur Strukturierung unter Verwendung der Belichtungs- und Entwicklungsvorrichtung auf der Vorderseite des Metallsubstrats, auf welche die Fotolackschicht in Schritt 6 aufgebracht wurde, durchgeführt werden, um die Fotolackschicht teilweise zu entfernen und zu strukturieren, sodass eine Struktur aus Bereichen auf der Vorderseite des Metallsubstrats, die anschließend zu beschichten sind, freigelegt wird;
- Schritt 8, Beschichten mit einer zweiten Metallverdrahtungsschicht,
wobei mit der zweiten Metallverdrahtungsschicht, die als elektrisch leitfähige Säulen zum Verbinden der ersten Metallverdrahtungsschicht und einer dritten Metallverdrahtungsschicht dient, die Bereiche auf der Vorderseite des Metallsubstrats beschichtet werden, die durch teilweises Entfernern der Fotolackschicht in Schritt 7 freigelegt wurden;
- Schritt 9, Entfernen der Fotolackschichten,
wobei die Fotolackschichten auf den Oberflächen des Metallsubstrats entfernt werden;
- Schritt 10, Aufbringen eines nicht elektrisch leitfähigen Haftfilms,
wobei eine Schicht aus nicht elektrisch leitfähigem Haftfilm auf die Vorderseite des Metallsubstrats aufgebracht wird;
- Schritt 11, Durchführen von Schleifen auf einer Oberfläche des nicht elektrisch leitfähigen Haftfilms,
wobei das Schleifen auf der Oberfläche des aufgebrachten nicht elektrisch leitfähigen Haftfilms durchgeführt wird;
- Schritt 12, Durchführen einer Metallisierungsbearbeitung auf der Oberfläche des nicht elektrisch leitfähigen Haftfilms,
wobei die Metallisierungsbearbeitung auf der Oberfläche des nicht elektrisch leitfähigen Haftfilms durchgeführt wird;
- Schritt 13, Aufbringen von Fotolackschichten,
wobei die Fotolackschichten zum Belichten und Entwickeln auf die in Schritt 12 bearbeitete Vorderseite und Rückseite des Metallsubstrats aufgebracht werden;
- Schritt 14, teilweises Entfernen der Fotolackschicht auf der Vorderseite des Metallsubstrats,
wobei Belichten und Entwickeln zur Strukturierung unter Verwendung der Belichtungs- und Entwicklungsvorrichtung auf der Vorderseite des Metallsubstrats, auf welche die Fotolackschicht in Schritt 13 aufgebracht wurde, durchgeführt werden, um die Fotolackschicht teilweise zu entfernen und zu strukturieren, sodass eine Struktur aus Bereichen auf der Vorderseite des Metallsubstrats, bei denen anschließend Ätzen durchzuführen ist, freigelegt wird;
- Schritt 15, Durchführen von Ätzen,
wobei das Ätzen auf den Bereichen durchgeführt wird, bei denen in Schritt 14 Fenster in der Fotolackschicht angelegt wurden;
- Schritt 16, Entfernen der Fotolackschicht auf der Vorderseite des Metallsubstrats,
wobei die Fotolackschicht auf der Vorderseite des Metallsubstrats entfernt wird, um eine Struktur von anschließend zu beschichtenden Metallbereichen freizulegen;
- Schritt 17, Beschichten mit der dritten Metallverdrahtungsschicht,
wobei die in Schritt 16 bearbeitete Vorderseite des Metallsubstrats mit der dritten Metallverdrahtungsschicht beschichtet wird;
- Schritt 18, Aufbringen einer Fotolackschicht,
wobei die Fotolackschicht zum Belichten und Entwickeln auf die in Schritt 17 bearbeitete Vorderseite des Metallsubstrats aufgebracht wird;
- Schritt 19, teilweises Entfernen der Fotolackschicht auf der Vorderseite des Metallsubstrats,
wobei Belichten und Entwickeln zur Strukturierung unter Verwendung der Belichtungs- und Entwicklungsvorrichtung auf der Vorderseite des Metallsubstrats, auf welche die Fotolackschicht in Schritt 18 aufgebracht wurde, durchgeführt werden, um die Fotolackschicht teilweise zu entfernen und zu strukturieren, sodass eine Struktur aus Bereichen auf der Vorderseite des Metallsubstrats, die anschließend zu beschichten sind, freigelegt wird;
- Schritt 20, Beschichten mit einer vierten Metallverdrahtungsschicht,
wobei mit der vierten Metallverdrahtungsschicht, die als elektrisch leitfähige Säulen zum Verbinden der dritten Metallverdrahtungsschicht und einer fünften Metallverdrahtungsschicht dient, die Bereiche auf der Vorderseite des Metallsubstrats beschichtet werden, die durch teilweises Entfernern der Fotolackschicht in Schritt 19 freigelegt wurden;
- Schritt 21, Entfernen der Fotolackschichten,
wobei die Fotolackschichten auf den Oberflächen des Metallsubstrats entfernt werden;
- Schritt 22, Aufbringen eines nicht elektrisch leitfähigen Haftfilms,
wobei eine Schicht aus nicht elektrisch leitfähigem Haftfilm auf die Vorderseite des Metallsubstrats aufgebracht wird;
- Schritt 23, Durchführen von Schleifen auf der Oberfläche des nicht elektrisch leitfähigen Haftfilms,
wobei das Schleifen auf der Oberfläche des aufgebrachten nicht elektrisch leitfähigen Haftfilms durchgeführt wird;
- Schritt 24, Durchführen einer Metallisierungsbearbeitung auf der Oberfläche des nicht elektrisch leitfähigen Haftfilms,
wobei die Metallisierungsbearbeitung auf der Oberfläche des nicht elektrisch leitfähigen Haftfilms durchgeführt wird;
- Schritt 25, Aufbringen von Fotolackschichten,
wobei die Fotolackschichten zum Belichten und Entwickeln auf die in Schritt 24 bearbeitete Vorderseite und Rückseite des Metallsubstrats aufgebracht wird;
- Schritt 26, teilweises Entfernen der Fotolackschicht auf der Vorderseite des Metallsubstrats,
wobei Belichten und Entwickeln zur Strukturierung unter Verwendung der Belichtungs- und Entwicklungsvorrichtung auf der Vorderseite des Metallsubstrats, auf welche die Fotolackschicht in Schritt 25 aufgebracht wurde, durchgeführt werden, um die Fotolackschicht teilweise zu entfernen und zu strukturieren, sodass eine Struktur aus Bereichen auf der Vorderseite des Metallsubstrats, bei denen anschließend Ätzen durchzuführen ist, freigelegt wird;
- Schritt 27, Durchführen von Ätzen,
wobei das Ätzen auf den Bereichen durchgeführt wird, bei denen in Schritt 26 Fenster in der Fotolackschicht angelegt wurden;
- Schritt 28, Entfernen der Fotolackschicht auf der Vorderseite des Metallsubstrats,
wobei die Fotolackschicht auf der Vorderseite des Metallsubstrats entfernt wird;
- Schritt 29, Beschichten mit der fünften Metallverdrahtungsschicht,
wobei die in Schritt 28 bearbeitete Vorderseite des Metallsubstrats mit der fünften Metallverdrahtungsschicht beschichtet wird, um eine Kontaktstelle und Anschlussstifte auf dem Metallsubstrat auszubilden;
- Schritt 30, Aufbringen einer Fotolackschicht,
wobei die Fotolackschicht zum Belichten und Entwickeln auf die in Schritt 29 bearbeitete Vorderseite des Metallsubstrats aufgebracht wird;
- Schritt 31, teilweises Entfernen der Fotolackschicht auf der Vorderseite des Metallsubstrats,
wobei Belichten und Entwickeln zur Strukturierung unter Verwendung der Belichtungs- und Entwicklungsvorrichtung auf der Rückseite des Metallsubstrats, auf welche die Fotolackschicht in Schritt 30 aufgebracht wurde, durchgeführt werden, um die Fotolackschicht teilweise zu entfernen und zu strukturieren, sodass eine Struktur aus einem Bereich auf der Rückseite des Metallsubstrats, bei dem anschließend Ätzen durchzuführen ist, freigelegt wird;
- Schritt 32, Durchführen von chemischem Ätzen,
wobei das chemische Ätzen auf dem Bereich auf der Rückseite des Metallsubstrats, bei dem das Belichten und Entwickeln in Schritt 31 durchgeführt wurden, bis zur Metallverdrahtungsschicht erfolgt;
- Schritt 33, Aufbringen einer Fotolackschicht,
wobei die Fotolackschicht zum Belichten und Entwickeln auf die Rückseite des Metallsubstrats, auf der das chemische Ätzen in Schritt 32 durchgeführt wurde, aufgebracht wird;
- Schritt 34, teilweises Entfernen der Fotolackschicht auf der Rückseite des Metallsubstrats,
wobei Belichten und Entwickeln zur Strukturierung unter Verwendung der Belichtungs- und Entwicklungsvorrichtung auf der Rückseite des Metallsubstrats, auf welche die Fotolackschicht in Schritt 33 aufgebracht wurde, durchgeführt werden, um die Fotolackschicht teilweise zu entfernen und zu strukturieren, sodass eine Struktur aus Bereichen auf der Rückseite des Metallsubstrats, die anschließend zu beschichten sind, freigelegt wird;
- Schritt 35, Beschichten mit Metallsäulen,
wobei die Bereiche auf der Rückseite des Metallsubstrats mit den Metallsäulen beschichtet werden, die in Schritt 34 durch teilweises Entfernen der Fotolackschicht freigelegt wurden;
- Schritt 36, Entfernen der Fotolackschichten,
wobei die Fotolackschichten auf den Oberflächen des Metallsubstrats entfernt werden;
- Schritt 37, Montieren eines Chips,
wobei der Chip auf der Kontaktstelle und den Anschlussstiften, bei denen Schritt 36 durchgeführt wurde, mit einer Unterfüllung in gewendeter Weise montiert wird;
- Schritt 38, Durchführen von Verkapseln,
wobei die in Schritt 37 bearbeitete Rückseite des Metallsubstrats mit Epoxidharz (auch als Formmasse bezeichnet) ausgeformt wird;
- Schritt 39, Durchführen von Schleifen auf der Oberfläche des Epoxidharzes,
wobei das Schleifen auf der Oberfläche des Epoxidharzes durchgeführt wird, nachdem das Epoxidharzformen in Schritt 38 durchgeführt wurde; und
- Schritt 40, Beschichten mit einer oxidationshemmenden Metallschicht oder einem Antioxidationsmittel (OSP),
wobei freigelegte Metallflächen des Metallsubstrats, an denen Schritt 39 durchgeführt wurde, mit der oxidationshemmenden Metallschicht beschichtet werden oder die freigelegten Metallflächen mit dem Antioxidationsmittel (OSP) beschichtet werden.
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Die Schritte 6 bis 17 können wiederholt durchgeführt werden, um zusätzliche Metallverdrahtungsschichten auszubilden.
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Im Vergleich zur herkömmlichen Technik weist die vorliegende Offenbarung die folgenden Vorteile auf.
- 1) Ein Metallleitungsrahmen wird herkömmlicherweise durch mechanisches Stanzen oder chemisches Ätzen hergestellt, sodass keine mehreren Metallverdrahtungsschichten verfügbar sind. Indessen kann kein Objekt in eine Zwischenschicht des durch Stanzen hergestellten Metallleitungsrahmens eingebettet werden. Es ist jedoch möglich, ein Objekt in die Zwischenschicht der dreidimensionalen Verbundmetall-Leiterplatte gemäß der vorliegenden Offenbarung einzubetten;
- 2) Ein Objekt zum Leiten oder Ableiten von Wärme kann an einer Position oder innerhalb eines Bereichs in der Zwischenschicht der dreidimensionalen Verbundmetall-Leiterplatte eingebettet werden, an der bzw. in dem Wärmeleitung oder Wärmeableitung erforderlich ist, wodurch ein wärmebeständiger Leitungsrahmen auf Systemebene umgesetzt wird (mit Bezug auf 81);
- 3) Ein aktives Bauelement oder Bauteil oder ein passives Bauteil kann an einer Position oder innerhalb eines Bereichs in der Zwischenschicht der dreidimensionalen Verbundmetall-Leiterplatte je nach Systemanforderung und Funktionsanforderung eingebettet werden, wodurch ein Metallleitungsrahmen auf Systemeben umgesetzt wird;
- 4) Am Erscheinungsbild der fertigen dreidimensionalen Verbundmetall-Leiterplatte ist nicht erkennbar, dass das Objekt in die Zwischenschicht je nach Systemanforderung und Funktionsanforderung eingebettet wurde, insbesondere ein aus Siliziummaterial hergestellter Chip, der nicht mittels Röntgenstrahlung erkannt werden kann, wodurch Geheimhaltung und Schutz des Systems und der Funktion erzielt werden;
- 5) Verschiedene Bauelemente sind in der fertigen dreidimensionalen Verbundmetall-Leiterplatte in einem Fall, in dem anschließend kein sekundäres Einhausen durchgeführt wird, enthalten, solange die dreidimensionale Verbundmetall-Leiterplatte in Einzelabschnitte unterteilt ist, von denen jeder ein ultradünnes Gehäuse ist;
- 6) Neben der Funktion des Einbettens von Objekten kann an der dreidimensionalen Verbundmetall-Leiterplatte zudem ein sekundäres Einhausen durchgeführt werden, wodurch eine ausreichende Integration für Funktionen des Systems erzielt wird;
- 7) Neben der Funktion des Einbettens von Objekten kann Einzelgehäuse- oder System-in-Package-Integration am Rand des Gehäuses der dreidimensionalen Verbundmetall-Leiterplatte durchgeführt werden, wodurch eine ausreichende Doppelsystem- oder Mehrfachsystemgehäusetechnik umgesetzt wird; und
- 8) Die dreidimensionale metallische Leiterplatte kann auf ein Multi-Chip-Modul- (MCM-) Gehäuse aufgebracht werden (mit Bezug auf 82 und 83) und ein Trägermaterial der dreidimensionalen metallischen Leiterplatte weist geringere Kosten und höhere Zähigkeit auf als ein Trägermaterial des herkömmlichen MCM-Substrats.
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Figurenliste
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Es ist davon auszugehen, dass die Merkmale, Vorteile und Aufgaben der oben beschriebenen vorliegenden Offenbarung anhand der Ausführungsformen der im Folgenden beschriebenen vorliegenden Offenbarung in Verbindung mit den Zeichnungen besser verständlich werden.
- 1 bis 22 sind schematische Darstellungen jedes Schritts eines Verfahrens zum Herstellen eines zunächst geätzten und später eingehausten dreidimensionalen metallischen Flip-Chip- und System-in-Package-Leiterplattenaufbaus gemäß der vorliegenden Offenbarung.
- 23 ist eine schematische Darstellung eines zunächst geätzten und später eingehausten dreidimensionalen metallischen Flip-Chip- und System-in-Package-Leiterplattenaufbaus gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- 24 ist eine schematische Darstellung eines zunächst geätzten und später eingehausten dreidimensionalen metallischen Flip-Chip- und System-in-Package-Leiterplattenaufbaus gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- 25 ist eine schematische Darstellung eines zunächst geätzten und später eingehausten dreidimensionalen metallischen Flip-Chip- und System-in-Package-Leiterplattenaufbaus gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- 26 ist eine schematische Darstellung eines zunächst geätzten und später eingehausten dreidimensionalen metallischen Flip-Chip- und System-in-Package-Leiterplattenaufbaus gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- 27 ist eine schematische Darstellung eines zunächst geätzten und später eingehausten dreidimensionalen metallischen Flip-Chip- und System-in-Package-Leiterplattenaufbaus gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- 28 ist eine schematische Darstellung eines zunächst geätzten und später eingehausten dreidimensionalen metallischen Flip-Chip- und System-in-Package-Leiterplattenaufbaus gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- 29 bis 68 sind Ablaufdiagramme eines Verfahrens zum Herstellen eines zunächst geätzten und später eingehausten dreidimensionalen metallischen Flip-Chip- und System-in-Package-Leiterplattenaufbaus gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung
- 69 ist eine schematische Darstellung eines zunächst geätzten und später eingehausten dreidimensionalen metallischen Flip-Chip- und System-in-Package-Leiterplattenaufbaus gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- 70 ist eine schematische Darstellung, welche den Stanzvorgang bei einem typischen Verfahren zum Herstellen eines herkömmlichen Metallleitungsrahmens veranschaulicht.
- 71 ist eine schematische Darstellung eines streifenförmigen Blechs, das bei einem typischen Verfahren zum Herstellen eines herkömmlichen Metallleitungsrahmens verwendet wird.
- 72 ist eine schematische Darstellung einer Vorderseite eines Leitungsrahmens, der in einem typischen Verfahren zum Herstellen eines herkömmlichen Metallleitungsrahmens hergestellt wurde.
- 73 ist eine schematische Darstellung eines Querschnitts eines herkömmlichen Metallleitungsrahmens, nachdem typische Prozesse, wie z. B. Belichten, Entwickeln, Ausbilden von Fenstern und Ätzen, durchgeführt worden sind.
- 74 ist eine schematische Darstellung einer Vorderseite eines Leitungsrahmens, der in einem typischen Verfahren zum Herstellen eines herkömmlichen Metallleitungsrahmens hergestellt wurde.
- 75 ist eine schematische Darstellung eines Querschnitts eines QFN, das in einem typischen Verfahren zum Herstellen eines herkömmlichen Metallleitungsrahmens hergestellt wurde.
- 76 ist eine schematische Darstellung eines vorgefüllten Leitungsrahmens der in einem typischen Verfahren zum Herstellen eines herkömmlichen Metallleitungsrahmens hergestellt wurde.
- 77 ist eine schematische Darstellung, welche einen vergrößerten Metallbereich veranschaulicht, der durch Pressen mit dem oberen und unteren Werkzeug in einem typischen Verfahren zum Herstellen eines herkömmlichen Metallleitungsrahmens ausgebildet wurde.
- 78 ist eine schematische Darstellung, die Risse, Wölbungen und Brüche in dem vergrößerten Metallbereich veranschaulicht, der durch Pressen mit dem oberen und unteren Werkzeug in einem typischen Verfahren zum Herstellen eines herkömmlichen Metallleitungsrahmens ausgebildet wurde.
- 79 ist eine schematische Darstellung eines vergrößerten Metallbereichs, der durch Pressen mit dem oberen und unteren Werkzeug in einem typischen Verfahren zum Herstellen eines herkömmlichen Metallleitungsrahmens ausgebildet wurde und eine Länge von weniger als 80 Prozent einer Dicke des Leitungsrahmens aufweist.
- 80 ist eine schematische Darstellung eines vergrößerten Metallbereichs, der durch Pressen mit dem oberen und unteren Werkzeug in einem typischen Verfahren zum Herstellen eines herkömmlichen Metallleitungsrahmens ausgebildet wurde und eine Länge von weniger als 80 Prozent einer Dicke des Leitungsrahmens aufweist, wobei das Einbetten eines Objekts erschwert ist.
- 81 ist eine schematische Darstellung, die zeigt, dass ein Objekt zum Leiten oder Ableiten von Wärme an einer Position oder innerhalb eines Bereichs in der Zwischenschicht der dreidimensionalen Verbundmetall-Leiterplatte eingebettet ist, an der bzw. in dem Wärmeleitung oder Wärmeableitung erforderlich ist.
- 82 ist eine schematische Darstellung, die zeigt, dass die dreidimensionale metallische Leiterplatte auf ein Multi-Chip-Modul- (MCM-) Gehäuse aufgebracht wird.
- 83 ist eine Draufsicht von 82.
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In den Zeichnungen: Metallsubstratrahmen 1, Kontaktstelle 2, Anschlussstift 3, Unterfüllung 4, Chip 5, Metalldraht 6, elektrisch leitfähige Säule 7, Formmasse 8, oxidationshemmende Schicht oder aufgebrachtes Antioxidationsmittel 9, passives Bauteil 10, elektrostatische Ladung ableitender Ring 11, zweiter Chip 12, zweite elektrisch leitfähige Säule 13, elektrisch leitfähiges Mittel 14, elektrisch leitfähiges Haftmittel oder nicht elektrisch leitfähiges Haftmittel 15.
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Erste Ausführungsform: eine Verdrahtungsschicht, ein Flip-Chip und ein Stiftring Mit Bezug auf 23: 23 ist eine schematische Darstellung eines zunächst geätzten und später eingehausten dreidimensionalen metallischen Flip-Chip- und System-in-Package-Leiterplattenaufbaus gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, der Folgendes umfasst: einen Metallsubstratrahmen 1; Kontaktstellen 2 und Anschlussstifte 3, die innerhalb des Metallsubstratrahmens 1 angeordnet sind; Chips 5, die auf Vorderseiten der Kontaktstellen 2 und der Anschlussstifte 3 mit Unterfüllung 4 in gewendeter Weise montiert sind; elektrisch leitfähige Säulen 7, die auf Vorderseiten der Anschlussstifte 3 angeordnet sind; Formmasse 8, mit der Randbereiche der Kontaktstellen 2, Bereiche zwischen den Kontaktstellen 2 und den Anschlussstiften 3, Bereiche zwischen den Anschlussstiften 3, der Bereich über den Kontaktstellen 2 und den Anschlussstiften 3, der Bereich unter den Kontaktstellen 2 und den Anschlussstiften 3 und außerhalb der Chips 5 und der elektrisch leitfähigen Säulen 7 verkapselt sind, wobei die Oberseite der Formmasse 8 bündig mit den Oberseiten der elektrisch leitfähigen Säulen 7 ist; und eine oxidationshemmende Metallschicht 9 oder ein Antioxidationsmittel (organischer Lötschutz, Organic Solderability Preservative, OSP) 9, mit der bzw. dem Oberflächen des Metallsubstratrahmens 1, der Kontaktstellen 2, der Anschlussstifte 3 und der elektrisch leitfähigen Säulen 7, die nicht mit der Formmasse 8 bedeckt sind, beschichtet sind.
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Das Prozessverfahren umfasst die folgenden Schritte.
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In Schritt 1 wird ein Metallsubstrat hergestellt.
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Mit Bezug auf 1 wird das Metallsubstrat in einer geeigneten Dicke als Übergangsmaterial zum Herstellen einer Verdrahtung und anschließendem Einhausen und Tragen eines Verdrahtungsschichtaufbaus hergestellt. Das Material des Substrats umfasst vorzugsweise ein metallisches Material. Zu dem metallischen Material können ein Kupfermaterial, ein Eisenmaterial, ein galvanisiertes Material, ein Edelstahlmaterial, ein Aluminiummaterial oder eine metallische Substanz oder eine nichtmetallische Substanz gehören. Insbesondere weisen die metallische Substanz und die nichtmetallische Substanz eine elektrisch leitende Funktion auf.
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In Schritt 2 werden Oberflächen des Metallsubstrats mit einer dünnen Kupferschicht vorbeschichtet.
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Mit Bezug auf 2 werden die Oberflächen des Metallsubstrats mit der dünnen Kupferschicht in einer Schichtdicke im Bereich von 2 Mikrometern bis 10 Mikrometern vorbeschichtet, die je nach den benötigten Funktionen erhöht oder verringert werden kann, sodass die Verdrahtungsschicht und das Metallsubstrat beim anschließenden Herstellen der Verdrahtung fest miteinander verbunden werden können. Das Beschichten kann chemisches Abscheiden oder elektrolytisches Galvanisieren einschließen.
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In Schritt 3 werden Fotolackschichten aufgebracht.
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Mit Bezug auf 3 werden Fotolackschichten zum Belichten und Entwickeln auf eine Vorderseite und eine Rückseite des Metallsubstrats, die jeweils mit der dünnen Kupferschicht vorbeschichtet wurden, aufgebracht, um eine Schutzfunktion im nachfolgenden Beschichtungsvorgang mit einer Metallschicht auszuüben. Die Fotolackschichten können trockene Fotolackschichten oder nasse Fotolackschichten umfassen.
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In Schritt 4 wird die Fotolackschicht auf der Rückseite des Metallsubstrats teilweise entfernt.
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Mit Bezug auf 4 werden Belichten und Entwickeln zur Strukturierung unter Verwendung einer Belichtungs- und Entwicklungsvorrichtung auf der Rückseite des Metallsubstrats durchgeführt, auf welche die Fotolackschicht in Schritt 3 aufgebracht wurde, um die Fotolackschicht teilweise zu entfernen und zu strukturieren, sodass eine Struktur aus Bereichen auf der Rückseite des Metallsubstrats, die anschließend zu beschichten sind, freigelegt wird.
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In Schritt 5 wird eine Metallverdrahtungsschicht aufgebracht.
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Mit Bezug auf 5 werden die Bereiche auf der Rückseite des Metallsubstrats mit der Metallverdrahtungsschicht beschichtet, die in Schritt 4 durch teilweises Entfernen der Fotolackschicht freigelegt wurden. Das Material der Metallverdrahtungsschicht kann Kupfer, Aluminium, Nickel, Silber, Gold, Kupfer-Silber, Nickel-Gold oder Nickel-Palladium-Gold usw. umfassen (eine Dicke der Metallverdrahtungsschicht liegt im Bereich von 5 Mikrometern bis 20 Mikrometern und kann je nach unterschiedlichen Eigenschaften verändert werden). Andere metallische Substanzen mit elektrisch leitender Funktion können ebenfalls eingesetzt werden und es liegt keine Beschränkung auf das metallische Material, wie z. B. Kupfer, Aluminium, Nickel, Silber, Gold, Kupfer-Silber, Nickel-Gold oder Nickel-Palladium-Gold, vor. Das Beschichten kann chemisches Abscheiden oder elektrolytisches Galvanisieren einschließen.
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In Schritt 6 wird eine Fotolackschicht aufgebracht.
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Mit Bezug auf 6 wird die Fotolackschicht zum Belichten und Entwickeln auf die in Schritt 5 bearbeitete Rückseite des Metallsubstrats aufgebracht und kann die Fotolackschicht eine trockene Fotolackschicht oder eine nasse Fotolackschicht einschließen.
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In Schritt 7 wird die Fotolackschicht auf der Rückseite des Metallsubstrats teilweise entfernt.
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Mit Bezug auf 7 werden Belichten und Entwickeln zur Strukturierung unter Verwendung der Belichtungs- und Entwicklungsvorrichtung auf der Rückseite des Metallsubstrats durchgeführt, auf welche die Fotolackschicht in Schritt 6 aufgebracht wurde, um die Fotolackschicht teilweise zu entfernen und zu strukturieren, sodass eine Struktur aus Bereichen auf der Rückseite des Metallsubstrats, die anschließend zu beschichten sind, freigelegt wird.
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In Schritt 8 wird eine elektrisch hochleitfähige Metallverdrahtungsschicht aufgebracht.
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Mit Bezug auf 8 werden die Bereiche auf der Rückseite des Metallsubstrats mit der elektrisch hochleitfähigen Metallverdrahtungsschicht beschichtet, die durch teilweises Entfernen der Fotolackschicht in Schritt 7 freigelegt wurden. Das Material der elektrisch hochleitfähigen Metallverdrahtungsschicht kann Kupfer, Aluminium, Nickel, Silber, Gold, Kupfer-Silber, Nickel-Gold oder Nickel-Palladium-Gold usw. umfassen. Andere metallische Substanzen mit elektrisch leitender Funktion können ebenfalls eingesetzt werden und es liegt keine Beschränkung auf das metallische Material, wie z. B. Kupfer, Aluminium, Nickel, Silber, Gold, Kupfer-Silber, Nickel-Gold oder Nickel-Palladium-Gold, vor. Das Beschichten kann chemischen Abscheiden oder elektrolytisches Galvanisieren einschließen.
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In Schritt 9 werden die Fotolackschichten entfernt.
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Mit Bezug auf 9 werden die Fotolackschichten auf den Oberflächen des Metallsubstrats entfernt, wobei ein Verfahren zum Entfernen der Fotolackschichten Folgendes umfasst: Erweichen durch chemische Lösung und Waschen mit Hochdruckwasser.
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In Schritt 10 wird Epoxidharzformen durchgeführt.
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Mit Bezug auf 10 wird das Epoxidharzformen zur Schutzfunktion auf Oberflächen der Metallverdrahtungsschicht und der elektrisch hochleitfähigen Metallverdrahtungsschicht auf der Rückseite des Metallsubstrats durchgeführt. Füllstoffhaltiges Epoxidharz oder füllstoffloses Epoxidharz kann je nach den Produkteigenschaften ausgewählt werden. Die Formmethode kann Folgendes umfassen: eine Methode mit Formgussdichtmittel, eine Sprühmethode mithilfe einer Sprüheinrichtung, eine Schichtauftragsmethode oder eine Bürstenauftragsmethode.
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In Schritt 11 wird Schleifen auf der Oberfläche des Epoxidharzes durchgeführt.
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Mit Bezug auf 11 wird das Schleifen auf der Oberfläche des Epoxidharzes durchgeführt, nachdem das Epoxidharz ausgeformt wurde, um die elektrisch hochleitfähige Metallverdrahtungsschicht freizulegen, die als Außenanschluss aus einer Oberfläche des geformten Epoxidharzes heraus verwendet wird, und die Dicke des Epoxidharzes zu steuern.
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In Schritt 12 werden Fotolackschichten aufgebracht.
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Mit Bezug auf 12 werden die Fotolackschichten zum Belichten und Entwickeln auf die Vorderseite und die Rückseite des Metallsubstrats, bei dem Schritt 11 durchgeführt wurde, aufgebracht, wobei die Fotolackschichten trockene Fotolackschichten oder nasse Fotolackschichten einschließen können.
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In Schritt 13 wird die Fotolackschicht auf der Vorderseite des Metallsubstrats teilweise entfernt.
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Mit Bezug auf 13 werden Belichten und Entwickeln zur Strukturierung unter Verwendung der Belichtungs- und Entwicklungsvorrichtung auf der Vorderseite des Metallsubstrats durchgeführt, auf welche die Fotolackschicht in Schritt 12 aufgebracht wurde, um die Fotolackschicht teilweise zu entfernen und zu strukturieren, sodass eine Struktur aus einem Bereich auf der Vorderseite des Metallsubstrats, bei dem anschließend Ätzen durchzuführen ist, freigelegt wird.
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In Schritt 14 wird chemisches Ätzen durchgeführt.
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Mit Bezug auf 14 wird chemisches Ätzen auf dem Bereich der Vorderseite des Metallsubstrats, bei dem das Belichten und Entwickeln in Schritt 13 durchgeführt wurden, bis auf die Metallverdrahtungsschicht durchgeführt und kann die Ätzlösung Kupferchlorid, Eisenchlorid oder eine andere Lösung, mit welcher das chemische Ätzen vorgenommen werden kann, enthalten.
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In Schritt 15 werden Fotolackschichten aufgebracht.
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Mit Bezug auf 15 werden die Fotolackschichten zum Belichten und Entwickeln auf die Vorderseite und die Rückseite des Metallsubstrats, auf denen Schritt 14 durchgeführt wurde, aufgebracht, wobei die Fotolackschichten trockene Fotolackschichten oder nasse Fotolackschichten umfassen können.
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In Schritt 16 wird die Fotolackschicht auf der Vorderseite des Metallsubstrats teilweise entfernt.
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Mit Bezug auf 16 werden Belichten und Entwickeln zur Strukturierung unter Verwendung der Belichtungs- und Entwicklungsvorrichtung auf der Vorderseite des Metallsubstrats, auf welche die Fotolackschicht in Schritt 15 aufgebracht wurde, durchgeführt wird, um die Fotolackschicht teilweise zu entfernen und zu strukturieren, sodass eine Struktur aus Bereichen auf der Vorderseite des Metallsubstrats, die anschließend zu beschichten sind, freigelegt wird.
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In Schritt 17 werden Metallsäulen aufgebracht.
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Mit Bezug auf 17 werden die Bereiche auf der Vorderseite des Metallsubstrats mit den Metallsäulen beschichtet, die in Schritt 16 durch teilweises Entfernen der Fotolackschicht freigelegt wurden. Das Material der Metallsäulen kann Kupfer, Aluminium, Nickel, Silber, Gold, Kupfer-Silber, Nickel-Gold oder Nickel-Palladium-Gold usw. umfassen. Andere metallische Substanzen mit elektrisch leitender Funktion können ebenfalls eingesetzt werden und es liegt keine Beschränkung auf das metallische Material, wie z. B. Kupfer, Aluminium, Nickel, Silber, Gold, Kupfer-Silber, Nickel-Gold oder Nickel-Palladium-Gold, vor. Das Beschichten kann chemischen Abscheiden oder elektrolytisches Galvanisieren einschließen. In Schritt 18 werden die Fotolackschichten entfernt.
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Mit Bezug auf 18 werden die Fotolackschichten auf den Oberflächen des Metallsubstrats entfernt, wobei ein Verfahren zum Entfernen der Fotolackschichten Folgendes umfasst: Erweichen durch chemische Lösung und Waschen mit Hochdruckwasser.
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In Schritt 19 werden Chips montiert.
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Mit Bezug auf 19 werden die Chips auf den Kontaktstellen und Anschlussstiften, bei denen Schritt 18 durchgeführt wurde, mit Unterfüllung in gewendeter Weise montiert. Das Wenden kann das Beschichten der Kontaktstellen und der Anschlussstifte mit der Unterfüllung und anschließend das Montieren der Chips in gewendeter Weise oder das Beschichten der Vorderseiten der Chips mit der Unterfüllung und anschließend das Montieren der Chips auf den Vorderseiten der Kontaktstellen und der Anschlussstifte in gewendeter Weise umfassen.
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In Schritt 20 wird ein Verkapseln durchgeführt.
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Mit Bezug auf 20 wird die in Schritt 19 bearbeitete Vorderseite des Metallsubstrats mit Formmasse durch eine Methode mit Formgussdichtmittel, eine Sprühmethode mithilfe einer Sprüheinrichtung oder eine Schichtauftragsmethode ausgeformt. Die Formmasse kann füllstoffhaltiges Epoxidharz oder füllstoffloses Epoxidharz umfassen.
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In Schritt 21 wird Schleifen auf der Oberfläche des Epoxidharzes durchgeführt.
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Mit Bezug auf 21 wird Schleifen auf der Oberfläche des Epoxidharzes durchgeführt, nachdem das Epoxidharzformen in Schritt 20 durchgeführt wurde, um die Metallsäulen aus der Oberfläche des geformten Epoxidharzes heraus freizulegen und die Dicke des Epoxidharzes zu steuern.
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In Schritt 22 wird eine oxidationshemmende Metallschicht oder ein Antioxidationsmittel (OSP) aufgebracht.
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Mit Bezug auf 22 werden die freigelegten Metallflächen des Metallsubstrats, an denen Schritt 21 durchgeführt wurde, mit der oxidationshemmenden Metallschicht, wie z. B. Gold, Nickel-Gold, Nickel-Palladium-Gold oder Zinn, beschichtet, um zu verhindern, dass das Metall oxidiert, oder werden die freigelegten Metallflächen mit Antioxidationsmittel (OSP) beschichtet.
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Zweite Ausführungsform: mehrere Ringe und ein Flip-Chip + passives Bauteil + elektrostatische Ladung ableitender Ring
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Mit Bezug auf 24: 24 ist eine schematische Darstellung eines zunächst geätzten und später eingehausten dreidimensionalen metallischen Flip-Chip- und System-in-Package-Leiterplattenaufbaus gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dahingehend, dass: die Anschlussstifte 3 in mehreren Ringen angeordnet sind, ein passives Bauteil 10 zwischen den Anschlussstiften 3 über elektrisch leitfähiges Haftmittel angeschlossen ist, ein elektrostatische Ladung ableitender Ring 11 zwischen einer Kontaktstelle 2 und den Anschlussstiften 3 angeordnet ist und das passive Bauteil 10 zwischen Vorderseiten der Anschlussstifte 3 angeschlossen sein kann.
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Dritte Ausführungsform: ein Ring, mehrere Kontaktstellen, Einlegen mehrerer Flip-Chips Mit Bezug auf 25: 25 ist eine schematische Darstellung eines zunächst geätzten und später eingehausten dreidimensionalen metallischen Flip-Chip- und System-in-Package-Leiterplattenaufbaus gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dahingehend, dass: mehrere Chips 5 auf Vorderseiten einer Kontaktstelle 2 und den Anschlussstiften 3 mit einer Unterfüllung 4 in gewendeter Weise montiert sind.
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Vierte Ausführungsform: ein Ring, Stapeln von normalem Chip und Flip-Chip
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Mit Bezug auf 26: 26 ist eine schematische Darstellung eines zunächst geätzten und später eingehausten dreidimensionalen metallischen Flip-Chip- und System-in-Package-Leiterplattenaufbaus gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dahingehend, dass: ein zweiter Chip 12 auf einer Rückseite eines Chips 5 über elektrisch leitfähiges Haftmittel oder nicht leitfähiges Haftmittel 15 angeordnet ist und eine Vorderseite des zweiten Chip 12 mit den Anschlussstiften 3 über Metalldrähte 6 verbunden ist.
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Fünfte Ausführungsform: ein Ring, Stapeln mehrerer Flip-Chips
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Mit Bezug auf 27: 27 ist eine schematische Darstellung eines zunächst geätzten und später eingehausten dreidimensionalen metallischen Flip-Chip- und System-in-Package-Leiterplattenaufbaus gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die fünfte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dahingehend, dass: zweite elektrisch leitfähige Säulen 13 auf Vorderseiten der Anschlussstifte 3 angeordnet sind, zweite Chips 12 auf den zweiten elektrisch leitfähigen Säulen 13 über ein elektrisch leitfähiges Mittel 14 in gewendeter Weise montiert sind und sich die zweiten elektrisch leitfähigen Säulen 13 und die zweiten Chips 12 innerhalb der Formmasse 8 befinden.
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Sechste Ausführungsform: keine Kontaktstelle, ein Flip-Chip
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Mit Bezug auf 28: 28 ist eine schematische Darstellung eines zunächst geätzten und später eingehausten dreidimensionalen metallischen Flip-Chip- und System-in-Package-Leiterplattenaufbaus gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die sechste Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dahingehend, dass der metallische Leiterplattenaufbau keine Kontaktstelle 2 aufweist und der Chip 5 zwischen Vorderseiten der Anschlussstifte 3 mit einer Unterfüllung 4 in gewendeter Weise montiert ist.
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Siebte Ausführungsform: mehrere Verdrahtungsschichten, ein Flip-Chip, ein Stiftring
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Mit Bezug auf 69: 69 ist eine schematische Darstellung eines zunächst geätzten und später eingehausten dreidimensionalen metallischen Flip-Chip- und System-in-Package-Leiterplattenaufbaus gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die siebte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dahingehend, dass: die Kontaktstellen 2 oder die Anschlussstifte 3 mehrere Metallverdrahtungsschichten umfassen, wobei zwei zueinander benachbarte Metallverdrahtungsschichten durch elektrisch leitfähige Säulen verbunden sind, die Chips 5 zwischen Rückseiten der Kontaktstellen 2 und der Anschlussstifte 3 mit einer Unterfüllung 4 in gewendeter Weise montiert sind und elektrisch leitfähige Säulen 7 auf Rückseiten der Anschlussstifte 3 angeordnet sind.
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Das Prozessverfahren umfasst die folgenden Schritte.
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In Schritt 1 wird ein Metallsubstrat hergestellt.
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Mit Bezug auf 29 wird das Metallsubstrat in einer geeigneten Dicke als Übergangsmaterial zum Herstellen einer Verdrahtung und anschließenden Einhausen und Tragen eines Verdrahtungsschichtaufbaus hergestellt. Das Material des Substrats umfasst vorzugsweise ein metallisches Material. Zu dem metallischen Material können ein Kupfermaterial, ein Eisenmaterial, ein galvanisiertes Material, ein Edelstahlmaterial, ein Aluminiummaterial oder eine metallische Substanz oder eine nichtmetallische Substanz gehören. Insbesondere weisen die metallische Substanz und die nichtmetallische Substanz eine elektrisch leitende Funktion auf.
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In Schritt 2 werden Oberflächen des Metallsubstrats mit einer dünnen Kupferschicht vorbeschichtet.
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Mit Bezug auf 30 wird die Oberfläche des Metallsubstrats mit der dünnen Kupferschicht in einer Schichtdicke im Bereich von 2 Mikrometern bis 10 Mikrometern vorbeschichtet, die je nach den benötigten Funktionen erhöht oder verringert werden kann, sodass die Verdrahtungsschicht und das Metallsubstrat beim anschließenden Herstellen der Verdrahtung fest miteinander verbunden werden können. Das Beschichten kann chemisches Abscheiden oder elektrolytisches Galvanisieren einschließen.
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In Schritt 3 werden Fotolackschichten aufgebracht.
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Mit Bezug auf 31 werden Fotolackschichten zum Belichten und Entwickeln auf eine Vorderseite und eine Rückseite des Metallsubstrats, die jeweils mit der dünnen Kupferschicht vorbeschichtet wurden, aufgebracht, um eine Schutzfunktion im nachfolgenden Beschichtungsvorgang mit einer Metallschicht auszuüben. Die Fotolackschichten können trockene Fotolackschichten oder nasse Fotolackschichten umfassen.
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In Schritt 4 wird die Fotolackschicht auf der Vorderseite des Metallsubstrats teilweise entfernt.
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Mit Bezug auf 32 werden Belichten und Entwickeln zur Strukturierung unter Verwendung einer Belichtungs- und Entwicklungsvorrichtung auf der Vorderseite des Metallsubstrats durchgeführt, auf welche die Fotolackschicht in Schritt 3 aufgebracht wurde, um die Fotolackschicht teilweise zu entfernen und zu strukturieren, sodass eine Struktur aus Bereichen auf der Vorderseite des Metallsubstrats, die anschließend zu beschichten sind, freigelegt wird.
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In Schritt 5 wird eine erste Metallverdrahtungsschicht aufgebracht.
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Mit Bezug auf 33 werden die Bereiche auf der Vorderseite des Metallsubstrats mit der ersten Metallverdrahtungsschicht beschichtet, die in Schritt 4 durch teilweises Entfernen der Fotolackschicht freigelegt wurden. Das Material der ersten Metallverdrahtungsschicht kann Kupfer, Aluminium, Nickel, Silber, Gold, Kupfer-Silber, Nickel-Gold oder Nickel-Palladium-Gold usw. umfassen (eine Dicke der Metallverdrahtungsschicht liegt im Bereich von 5 Mikrometern bis 20 Mikrometern und kann je nach unterschiedlichen Eigenschaften verändert werden). Andere metallische Substanzen mit elektrisch leitender Funktion können ebenfalls eingesetzt werden und es liegt keine Beschränkung auf das metallische Material, wie z. B. Kupfer, Aluminium, Nickel, Silber, Gold, Kupfer-Silber, Nickel-Gold oder Nickel-Palladium-Gold, vor. Das Beschichten kann chemischen Abscheiden oder elektrolytisches Galvanisieren einschließen.
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In Schritt 6 wird eine Fotolackschicht aufgebracht.
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Mit Bezug auf 34 wird die Fotolackschicht zum Belichten und Entwickeln auf die in Schritt 5 bearbeitete Vorderseite des Metallsubstrats aufgebracht. Bei der Fotolackschicht kann es sich um eine trockene Fotolackschicht oder eine nasse Fotolackschicht handeln.
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In Schritt 7 wird die Fotolackschicht auf der Vorderseite des Metallsubstrats teilweise entfernt.
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Mit Bezug auf 35 werden Belichten und Entwickeln zur Strukturierung unter Verwendung der Belichtungs- und Entwicklungsvorrichtung auf der Vorderseite des Metallsubstrats durchgeführt, auf welche die Fotolackschicht in Schritt 6 aufgebracht wurde, um die Fotolackschicht teilweise zu entfernen und zu strukturieren, sodass eine Struktur aus Bereichen auf der Vorderseite des Metallsubstrats, die anschließend zu beschichten sind, freigelegt wird.
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In Schritt 8 wird eine zweite Metallverdrahtungsschicht aufgebracht.
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Mit Bezug auf 36 werden mit der zweiten Metallverdrahtungsschicht, die als elektrisch leitfähige Säulen zum Verbinden der ersten Metallverdrahtungsschicht und einer dritten Metallverdrahtungsschicht dient, die Bereiche auf der Vorderseite des Metallsubstrats beschichtet, die durch teilweises Entfernern der Fotolackschicht in Schritt 7 freigelegt wurden. Das Material der zweiten Metallverdrahtungsschicht kann Kupfer-, Nickel-Gold-, Nickel-Palladium-Gold-, Silber-, Gold- oder Zinnmetall umfassen und das Beschichten kann chemisches Abscheiden oder elektrolytisches Galvanisieren einschließen.
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In Schritt 9 werden die Fotolackschichten entfernt.
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Mit Bezug auf 37 werden die Fotolackschichten auf den Oberflächen des Metallsubstrats zur anschließenden Bearbeitung eines nicht elektrisch leitfähigen Haftfilms entfernt, wobei ein Verfahren zum Entfernen der Fotolackschichten Folgendes umfasst: Erweichen durch chemische Lösung und Waschen mit Hochdruckwasser.
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In Schritt 10 wird der nicht elektrisch leitfähige Haftfilm aufgebracht.
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Mit Bezug auf 38 wird eine Schicht aus nicht elektrisch leitfähigem Haftfilm auf die Vorderseite (auf welcher die Verdrahtungsschicht bereitgestellt wird) des Metallsubstrats aufgebracht, um die erste Metallverdrahtungsschicht von der dritten Metallverdrahtungsschicht zu isolieren. Der nicht elektrisch leitfähige Haftfilm kann unter Verwendung einer herkömmlichen Walzmaschine aufgebracht werden oder kann in einer Vakuumumgebung aufgebracht werden, um Lufteinschlüsse beim Beschichtungsvorgang zu verhindern. Der nicht elektrisch leitfähige Haftfilm umfasst vorzugsweise wärmehärtendes Epoxidharz. Das Epoxidharz kann je nach Produkteigenschaften einen füllstoffhaltigen nicht elektrisch leitfähigen Haftfilm oder einen füllstofflosen nicht elektrisch leitfähigen Haftfilm bilden und es kann je nach Produkteigenschaften eine Färbebearbeitung an dem Epoxidharz durchgeführt werden.
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In Schritt 11 wird Schleifen auf einer Oberfläche des nicht elektrisch leitfähigen Haftfilms durchgeführt.
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Mit Bezug auf 39 wird Schleifen auf der Oberfläche des aufgebrachten nicht elektrisch leitfähigen Haftfilms durchgeführt, um die zweite Metallverdrahtungsschicht freizulegen, die Flachheit des nicht elektrisch leitfähigen Haftfilms und der zweiten Metallverdrahtungsschicht aufrechtzuerhalten und die Dicke des nicht elektrisch leitfähigen Haftfilms zu steuern.
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In Schritt 12 wird eine Metallisierungsbearbeitung auf der Oberfläche des nicht elektrisch leitfähigen Haftfilms durchgeführt.
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Mit Bezug auf 40 wird die Metallisierungsbearbeitung auf der Oberfläche des nicht elektrisch leitfähigen Haftfilms durchgeführt, um eine Schicht aus Metallisierungspolymermaterial auf dessen Oberfläche aufzubringen, das als Übergangskontaktmittel dient, das anschließend mit einem metallischen Material beschichtet wird. Das Metallisierungspolymermaterial kann mittels Sprühen, Plasmaoszillation oder Oberflächenaufrauung mit anschließendem Trocknen aufgebracht werden.
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In Schritt 13 werden Fotolackschichten aufgebracht.
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Mit Bezug auf 41 werden die Fotolackschichten zum Belichten und Entwickeln auf die Vorderseite und die Rückseite des Metallsubstrats, bei denen Schritt 12 durchgeführt wurde, aufgebracht, um eine Schutzfunktion während des anschließenden Beschichtens mit der dritten Metallverdrahtungsschicht auszuüben. Die Fotolackschichten können trockene Fotolackschichten oder nasse Fotolackschichten umfassen.
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In Schritt 14 wird die Fotolackschicht auf der Vorderseite des Metallsubstrats teilweise entfernt.
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Mit Bezug auf 42 werden Belichten und Entwickeln zur Strukturierung unter Verwendung der Belichtungs- und Entwicklungsvorrichtung auf der Vorderseite des Metallsubstrats durchgeführt, auf welche die Fotolackschicht in Schritt 13 aufgebracht wurde, um die Fotolackschicht teilweise zu entfernen und zu strukturieren, sodass eine Struktur aus Bereichen auf der Vorderseite des Metallsubstrats, bei denen anschließend Ätzen durchzuführen ist, freigelegt wird.
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In Schritt 15 wird Ätzen durchgeführt.
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Mit Bezug auf 43 wird Ätzen auf den Bereichen durchgeführt, bei denen in Schritt 14 Fenster in der Fotolackschicht angelegt wurden, um andere Metallbereiche außer der beizubehaltenden Metallverdrahtung abzutragen, wobei das Ätzverfahren einen Vorgang unter Verwendung von Kupferchlorid, Eisenchlorid oder einer beliebigen Lösung, die zum chemischen Ätzen verwendet werden kann, umfassen kann.
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In Schritt 16 wird die Fotolackschicht auf der Vorderseite des Metallsubstrats entfernt.
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Mit Bezug auf 44 wird die Fotolackschicht auf der Vorderseite des Metallsubstrats entfernt, um eine Struktur von anschließend zu beschichtenden Metallbereichen freizulegen.
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In Schritt 17 wird die dritte Metallverdrahtungsschicht aufgebracht.
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Mit Bezug auf 45 wird die dritte Metallverdrahtungsschicht auf die in Schritt 16 bearbeitete Vorderseite des Metallsubstrats aufgebracht. Das Material der dritten Metallverdrahtungsschicht kann Kupfer-, Nickel-Gold-, Nickel-Palladium-Gold-, Silber-, Gold- oder Zinnmetall umfassen. Und die Beschichtungsmethode kann chemisches Abscheiden und elektrolytisches Galvanisieren umfassen oder kann lediglich das chemische Abscheiden bis auf eine erforderliche Dicke umfassen.
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In Schritt 18 wird eine Fotolackschicht aufgebracht.
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Mit Bezug auf 46 wird die Fotolackschicht zum Belichten und Entwickeln auf die in Schritt 17 bearbeitete Vorderseite des Metallsubstrats aufgebracht, um anschließend eine Metallverdrahtungsschicht herzustellen, und kann es sich bei der Fotolackschicht um eine trockene Fotolackschicht oder eine nasse Fotolackschicht handeln.
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In Schritt 19 wird die Fotolackschicht auf der Vorderseite des Metallsubstrats teilweise entfernt.
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Mit Bezug auf 47 werden Belichten und Entwickeln zur Strukturierung unter Verwendung der Belichtungs- und Entwicklungsvorrichtung auf der Vorderseite des Metallsubstrats durchgeführt, auf welche die Fotolackschicht in Schritt 18 aufgebracht wurde, um die Fotolackschicht teilweise zu entfernen und zu strukturieren, sodass eine Struktur aus Bereichen auf der Vorderseite des Metallsubstrats, die anschließend zu beschichten sind, freigelegt wird.
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In Schritt 20 wird eine vierte Metallverdrahtungsschicht aufgebracht.
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Mit Bezug auf 48 werden mit der vierten Metallverdrahtungsschicht, die als elektrisch leitfähige Säulen zum Verbinden der dritten Metallverdrahtungsschicht und einer fünften Metallverdrahtungsschicht dient, die Bereiche auf der Vorderseite des Metallsubstrats beschichtet, die durch teilweises Entfernern der Fotolackschicht in Schritt 19 freigelegt wurden. Das Material der Metallverdrahtungsschicht kann Kupfer-, Nickel-Gold, Nickel-Palladium-Gold-, Silber-, Gold- oder Zinnmetall umfassen und das Beschichten kann chemisches Abscheiden oder elektrolytisches Galvanisieren einschließen.
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In Schritt 21 werden die Fotolackschichten entfernt.
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Mit Bezug auf 49 werden die Fotolackschichten auf den Oberflächen des Metallsubstrats zur anschließenden Bearbeitung eines nicht elektrisch leitfähigen Haftfilms entfernt, wobei ein Verfahren zum Entfernen der Fotolackschichten Folgendes umfasst: Erweichen durch chemische Lösung und Waschen mit Hochdruckwasser.
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In Schritt 22 wird der nicht elektrisch leitfähige Haftfilm aufgebracht.
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Mit Bezug auf 50 wird eine Schicht aus nicht elektrisch leitfähigem Haftfilm auf die Vorderseite (auf welcher die Verdrahtungsschicht bereitgestellt wird) des Metallsubstrats aufgebracht, um die dritte Metallverdrahtungsschicht von der fünften Metallverdrahtungsschicht zu isolieren. Der nicht elektrisch leitfähige Haftfilm kann unter Verwendung einer herkömmlichen Walzmaschine aufgebracht werden oder kann in einer Vakuumumgebung aufgebracht werden, um Lufteinschlüsse beim Beschichtungsvorgang zu verhindern. Der nicht elektrisch leitfähige Haftfilm umfasst vorzugsweise wärmehärtendes Epoxidharz. Das Epoxidharz kann je nach Produkteigenschaften einen füllstoffhaltigen nicht elektrisch leitfähigen Haftfilm oder einen füllstofflosen nicht elektrisch leitfähigen Haftfilm bilden und es kann je nach Produkteigenschaften eine Färbebearbeitung an dem Epoxidharz durchgeführt werden.
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In Schritt 23 wird Schleifen auf der Oberfläche des nicht elektrisch leitfähigen Haftfilms durchgeführt.
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Mit Bezug auf 51 wird Schleifen auf der Oberfläche des aufgebrachten nicht elektrisch leitfähigen Haftfilms durchgeführt, um die vierte Metallverdrahtungsschicht freizulegen, die Flachheit des nicht elektrisch leitfähigen Haftfilms und der vierten Metallverdrahtungsschicht aufrechtzuerhalten und die Dicke des nicht elektrisch leitfähigen Haftfilms zu steuern.
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In Schritt 24 wird eine Metallisierungsbearbeitung auf der Oberfläche des nicht elektrisch leitfähigen Haftfilms durchgeführt.
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Mit Bezug auf 52 wird die Metallisierungsbearbeitung auf der Oberfläche des nicht elektrisch leitfähigen Haftfilms durchgeführt, um eine Schicht aus Metallisierungspolymermaterial auf dessen Oberfläche aufzubringen, das als Übergangskontaktmittel dient, das anschließend mit einem metallischen Material beschichtet wird. Das Metallisierungspolymermaterial kann mittels Sprühen, Plasmaoszillation oder Oberflächenaufrauung mit anschließendem Trocknen aufgebracht werden.
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In Schritt 25 werden Fotolackschichten aufgebracht.
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Mit Bezug auf 53 werden Fotolackschichten zum Belichten und Entwickeln auf die Vorderseite und die Rückseite des Metallsubstrats, bei denen Schritt 24 durchgeführt wurde, aufgebracht, um eine Schutzfunktion während des anschließenden Beschichtens mit der fünften Metallverdrahtungsschicht auszuüben. Die Fotolackschichten können trockene Fotolackschichten oder nasse Fotolackschichten umfassen.
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In Schritt 26 wird die Fotolackschicht auf der Vorderseite des Metallsubstrats teilweise entfernt.
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Mit Bezug auf 54 werden Belichten und Entwickeln zur Strukturierung unter Verwendung der Belichtungs- und Entwicklungsvorrichtung auf der Vorderseite des Metallsubstrats durchgeführt, auf welche die Fotolackschicht in Schritt 25 aufgebracht wurde, um die Fotolackschicht teilweise zu entfernen und zu strukturieren, sodass eine Struktur aus Bereichen auf der Vorderseite des Metallsubstrats, bei denen anschließend Ätzen durchzuführen ist, freigelegt wird.
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In Schritt 27 wird Ätzen durchgeführt.
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Mit Bezug auf 55 wird Ätzen auf den Bereichen durchgeführt, bei denen in Schritt 26 Fenster in der Fotolackschicht angelegt wurden, um andere Metallbereiche außer der beizubehaltenden Metallverdrahtung abzutragen, wobei das Ätzverfahren einen Vorgang unter Verwendung von Kupferchlorid, Eisenchlorid oder einer beliebigen Lösung, die zum chemischen Ätzen verwendet werden kann, umfassen kann.
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In Schritt 28 wird die Fotolackschicht auf der Vorderseite des Metallsubstrats entfernt.
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Mit Bezug auf 56 wird die Fotolackschicht auf der Vorderseite des Metallsubstrats entfernt, um eine Struktur von anschließend zu beschichtenden Metallbereichen freizulegen.
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In Schritt 29 wird die fünfte Metallverdrahtungsschicht aufgebracht.
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Mit Bezug auf 57 wird die fünfte Metallverdrahtungsschicht auf die in Schritt 28 bearbeitete Vorderseite des Metallsubstrats aufgebracht, um Kontaktstellen und Anschlussstifte auf dem Metallsubstrat auszubilden. Das Material der fünften Metallverdrahtungsschicht kann Kupfer-, Nickel-Gold-, Nickel-Palladium-Gold-, Silber-, Gold- oder Zinnmetall umfassen. Und die Beschichtungsmethode kann elektrolytisches Galvanisieren und chemisches Abscheiden umfassen oder kann lediglich das chemische Abscheiden bis auf eine erforderliche Dicke umfassen.
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In Schritt 30 wird eine Fotolackschicht aufgebracht.
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Mit Bezug auf 58 wird die Fotolackschicht zum Belichten und Entwickeln auf die in Schritt 29 bearbeitete Vorderseite des Metallsubstrats aufgebracht und kann es sich bei der Fotolackschicht um eine trockene Fotolackschicht oder eine nasse Fotolackschicht handeln.
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In Schritt 31 wird die Fotolackschicht auf der Rückseite des Metallsubstrats teilweise entfernt.
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Mit Bezug auf 59 werden Belichten und Entwickeln zur Strukturierung unter Verwendung einer Belichtungs- und Entwicklungsvorrichtung auf der Rückseite des Metallsubstrats durchgeführt, auf welche die Fotolackschicht in Schritt 30 aufgebracht wurde, um die Fotolackschicht teilweise zu entfernen und zu strukturieren, sodass eine Struktur aus einem Bereich auf der Rückseite des Metallsubstrats, bei dem anschließend Ätzen durchzuführen ist, freigelegt wird.
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In Schritt 32 wird chemisches Ätzen durchgeführt.
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Mit Bezug auf 60 wird chemisches Ätzen auf dem Bereich auf der Rückseite des Metallsubstrats, bei dem das Belichten und Entwickeln in Schritt 31 durchgeführt wurde, bis auf die Metallverdrahtungsschicht durchgeführt und kann die Ätzlösung Kupferchlorid, Eisenchlorid oder eine beliebige Lösung, die zum chemischen Ätzen verwendet werden kann, enthalten.
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In Schritt 33 wird eine Fotolackschicht aufgebracht.
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Mit Bezug auf 61 wird die Fotolackschicht zum Belichten und Entwickeln auf die Rückseite des Metallsubstrats, auf der das chemische Ätzen in Schritt 32 durchgeführt wurde, aufgebracht, wobei die Fotolackschicht eine trockene Fotolackschicht oder eine nasse Fotolackschicht umfassen kann.
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In Schritt 34 wird die Fotolackschicht auf der Rückseite des Metallsubstrats teilweise entfernt.
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Mit Bezug auf 62 werden das Belichten und Entwickeln zur Strukturierung unter Verwendung der Belichtungs- und Entwicklungsvorrichtung auf der Rückseite des Metallsubstrats, auf welche die Fotolackschicht in Schritt 33 aufgebracht wurde, durchgeführt wird, um die Fotolackschicht teilweise zu entfernen und zu strukturieren, sodass eine Struktur aus Bereichen auf der Rückseite des Metallsubstrats, die anschließend zu beschichten sind, freigelegt wird.
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In Schritt 35 werden Metallsäulen aufgebracht.
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Mit Bezug auf 63 werden die Bereiche auf der Rückseite des Metallsubstrats mit den Metallsäulen beschichtet, die in Schritt 34 durch teilweises Entfernen der Fotolackschicht freigelegt wurden. Ein Material der Metallsäulen kann Kupfer, Aluminium, Nickel, Silber, Gold, Kupfer-Silber, Nickel-Gold oder Nickel-Palladium-Gold usw. umfassen. Eine andere elektrisch leitfähige metallische Substanz kann ebenfalls eingesetzt werden und es liegt keine Beschränkung auf das metallische Material, wie z. B. Kupfer, Aluminium, Nickel, Silber, Gold, Kupfer-Silber, Nickel-Gold oder Nickel-Palladium-Gold, vor. Das Beschichten kann chemischen Abscheiden oder elektrolytisches Galvanisieren einschließen.
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In Schritt 36 werden die Fotolackschichten entfernt.
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Mit Bezug auf 64 werden die Fotolackschichten auf den Oberflächen des Metallsubstrats entfernt, wobei ein Verfahren zum Entfernen der Fotolackschichten Folgendes umfasst: Erweichen durch chemische Lösung und Waschen mit Hochdruckwasser.
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In Schritt 37 werden Chips montiert.
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Mit Bezug auf 65 werden die Chips auf den Rückseiten der Kontaktstelle und der Anschlussstifte, bei denen Schritt 36 durchgeführt wurde, mit einer Unterfüllung in gewendeter Weise montiert.
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In Schritt 38 wird Verkapseln durchgeführt.
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Mit Bezug auf 66 wird die in Schritt 37 bearbeitete Rückseite des Metallsubstrats mit Formmasse durch eine Methode mit Formgussdichtmittel, eine Sprühmethode mithilfe einer Sprüheinrichtung, eine Schichtauftragsmethode oder eine Bürstenauftragsmethode ausgeformt. Die Formmasse kann füllstoffhaltiges Epoxidharz oder füllstoffloses Epoxidharz umfassen.
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In Schritt 39 wird Schleifen auf der Oberfläche des Epoxidharzes durchgeführt.
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Mit Bezug auf 67 wird Schleifen auf der Oberfläche des Epoxidharzes durchgeführt, nachdem das Epoxidharzformen in Schritt 40 durchgeführt wurde, um die Metallsäulen aus der Oberfläche des geformten Epoxidharzes heraus freizulegen und die Dicke des Epoxidharzes zu steuern.
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In Schritt 40 wird eine oxidationshemmende Metallschicht oder ein Antioxidationsmittel (OSP) aufgebracht.
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Mit Bezug auf 68 werden die freigelegten Metallflächen des Metallsubstrats, an denen Schritt 41 durchgeführt wurde, mit der oxidationshemmenden Metallschicht, wie z. B. Gold, Nickel-Gold, Nickel-Palladium-Gold oder Zinn, beschichtet, um zu verhindern, dass das Metall oxidiert, oder werden die freigelegten Metallflächen mit Antioxidationsmittel (OSP) beschichtet.