DE112015006970T5

DE112015006970T5 - Dünne Elemente für Elektronikgehäuse, unter Verwendung von Laserspallation

Info

Publication number: DE112015006970T5
Application number: DE112015006970.4T
Authority: DE
Inventors: Vivek Raghunathan; Yonggang Li; Aleksandar Aleksov; Adel Elsherbini; Johanna Swan
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2015-09-25
Filing date: 2015-09-25
Publication date: 2018-09-20
Also published as: WO2017052633A1; US10672701B2; US20180308792A1

Abstract

Hierin werden allgemein Verfahren und Geräte für flexible Stoffe oder Verfahren und Geräte, die anderweitig dünne Spuren umfassen, erläutert. Ein Gerät kann ein flexibles Polyimidmaterial und eine erste Vielzahl von Spuren auf dem flexiblen Polyimidmaterial umfassen, wobei die erste Vielzahl von Spuren unter Verwendung von Laserspallation auf dem flexiblen Polyimidmaterial strukturiert wird.

Description

Technischer Bereich
Diese Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf Halbleiter-Packaging, das Spuren, die unter Verwendung von Laserspallation produziert werden, umfasst.
Stand der Technik
Bei der Laserspallation erzeugt ein hochenergetischer, gepulster Laser (z. B. ein Excimer-Laser) eine Kompressionskraft in einem Material, die Kompressionskraft breitet sich aus und wird als Zugwelle reflektiert. Die Kraft der Zugwelle überschreitet die lokale Zugfestigkeit des Materials und „spalliert“ das Material während sie sich ausbreitet. Das Spalling entfernt ein oder mehrere Fragment(e) des Materials.
Figurenliste

1A-1F stellen beispielhalber Querschnittsdarstellungen einer Ausführungsform eines Prozesses zum Erzeugen von Spuren unter Verwendung eines subtraktiven Prozesses dar.
2A-2F stellen beispielhalber Querschnittsdarstellungen einer Ausführungsform eines Prozesses zum Erzeugen von Spuren unter Verwendung eines semi-additiven Prozesses dar.
3A-3D stellen beispielhalber Querschnittsdarstellungen einer Ausführungsform eines Prozesses zum Erzeugen dünner Spuren unter Verwendung von Laserspallation dar.
4A-4B stellen beispielhalber Querschnittsdarstellungen einer Ausführungsform eines weiteren Prozesses zum Erzeugen dünner Spuren unter Verwendung von Laserspallation dar.
5A-5D stellen beispielhalber Querschnittsdarstellungen einer Ausführungsform eines weiteren Prozesses zum Erzeugen dünner Spuren unter Verwendung von Laserspallation dar.
6A-6C stellen beispielhalber Querschnittsdarstellungen, die einen Laserspallationsprozess beschreiben, dar.
7A-7B stellen beispielhalber Querschnittsdarstellungen einer Ausführungsform eines Prozesses zum Erzeugen von Spuren, die gestapelte Leiter umfassen, unter Verwendung von Laserspallation dar.
8A, 8B und 8C stellen beispielhalber explodierte Querschnittsdarstellungen von Geräten dar, die Spuren umfassen, die jeweils unter Verwendung eines Laserspallationsprozesses, eines subtraktiven Prozesses und eines semi-additiven Prozesses erzeugt wurden.
9 zeigt ein Beispiel einer Blockdarstellung eines elektronischen Geräts, das ein Multi-Chip-Gehäuse wie hierin offenbart umfassen kann.

Beschreibung der Ausführungsformen
Die nachfolgende Beschreibung und die Zeichnungen stellen spezifische Ausführungsformen ausreichend dar, um es Fachleuten zu ermöglichen, sie auszuführen. Andere Ausführungsformen können strukturelle, logische, elektrische, prozessbedingte oder andere Änderungen integrieren. Teile und Merkmale einiger Ausführungsformen können in diese oder andere Ausführungsformen miteingeschlossen werden oder durch diese ersetzt werden. Ausführungsformen, die in den Ansprüchen dargelegt werden, beinhalten alle verfügbaren Entsprechungen dieser Ansprüche.
Diese Offenbarung empfiehlt eine Gehäusekonstruktion, die dünne Cu-Spuren (1-2 um dick) nutzt, die auf Low-Power-Produkte wie IdD-Wearables zugeschnitten sind. In der Beschreibung wird gezeigt, dass das dicke Cu, das üblicherweise in der Gehäusetechnologie (15-25 um) oder Board-Technologie (18-36 um) verwendet wird, aufgrund des niedrigen erwarteten Energieverbrauchs im Bereich unter 100 mW nicht benötigt wird und dass Produkte mit diesem Energieumfang gut mit einer Cu-Spur-Dicke von oder unter 2 um funktionieren können.
Die Verwendung dünner Metallspuren erschließt Strukturierungsmethoden, die feine Leitungen und Bereiche ermöglichen können (um die Komponentendichte zu erhöhen) und somit die Systemfläche/das Systemvolumen verringern - ein wichtiger Parameter für Wearables und das IdD. Eine neue Strukturierungsmethode, die Prozesskosten und Komplexität erheblich verringern kann, ist Laserspallation. Diese Offenbarung konzentriert sich auf die Verwendung von Laserspallation als Mittel, um Produkte mit dünnen Metallspuren kosteneffizient herzustellen, allerdings kann das konstruktionstechnische Konzept, dünnes leitfähiges Material zu verwenden, auch durch standardmäßiges subtraktives Verarbeiten (Lithographie und Ätzen) zu höheren Kosten und bei Bedarf auch durch semi-additives Verarbeiten zu noch höheren Kosten erreicht werden. Prozessabläufe, die verwendet werden können, um mehrschichtige Substrat-Gehäuse herzustellen, werden gezeigt. Die Prozesse werden im Hinblick auf dünne Spuren beschrieben, können jedoch zusätzlich oder alternativ verwendet werden, um Plättchen zu strukturieren, die eine Dicke, die etwa der Dicke der Spuren entspricht, umfassen. Laserbohren von Durchkontaktierungen auf oder über dünnen Plättchen erfordert eine gute Tiefenkontrolle, um zu vermeiden, dass das darunterliegende Plättchen beschädigt oder entfernt wird. Ein Excimer-Laserspallationsprozess kann bei Konstruktionen, bei denen Excimer-Laser über eine gute Tiefenkontrolle verfügen, zu einem Laserbohrprozess von Durchkontaktierungen erweitert werden.
Das Strukturieren durch Laserspallation erreicht seine niedrigen Kosten durch die Einfachheit des Prozesses - das Erzeugen von Metallspuren/leitfähigen Spuren unter Verwendung dieser Verfahrensweise wird in nur zwei Schritten vollendet: Metallauftragung und das eigentliche Strukturieren, nämlich Laserspallation die alle anderen Strukturierungsschritte ersetzt (nur ein Schritt), werden bei derzeit verwendeten Prozessen (subtraktiven und SAP) benötigt. Ein einfacher Prozess verwendet weniger Werkzeuge und Bereiche und weist einen hohen Durchsatz und hohe Materialeinsparungen auf, d. h. er benötigt keinen Fotolack, keinen Entwickler und kein Abbeizmittel, was alles zu den niedrigen Kosten des Strukturierens durch Laserspallation beiträgt.
Gebräuchliche Gehäuse und Boards verwenden Metallspuren, die 15 um dick oder dicker (bei manchen Flex Boards üblicherweise bis zu 36 um) sind. Bei Wearables, insbesondere bei denen, die Flexibilität (Verformbarkeit, Biegsamkeit) benötigen, sind dicke Spuren nachteilig, da sie das Gehäuse erheblich versteifen können, da Cu mit Abstand das Material mit dem höchsten Modul in der Gehäusestruktur ist. Im Vergleich zum Strukturieren durch Laserspallation benötigen gebräuchliches semi-additives Verarbeiten („SAP“-„semi-additive processing“) und subtraktive Ätzvorgänge für Substrate mehrere Schritte, um Metallstrukturierungen zu definieren.
Die folgenden Herstellungs-Prozessabläufe konzentrieren sich auf das Strukturieren durch Laserspallation. Falls subtraktives Strukturieren verwendet wird, um dünne Spuren zu erzeugen, können ähnliche Prozessabläufe wie beim Erzeugen einer dicken Spur verwendet werden, wobei ein Unterschied darin besteht, dass ein Strukturierungsschritt für leitfähiges Material aus Auftragen von Resistmaterial (normalerweise durch Laminieren), Belichten, Entwickeln, Ätzen des leitfähigen Materials und anschließendem Entfernen des Resists bestehen wird. Bei SAP werden im Allgemeinen keine Veränderungen an gebräuchlichen SAP-Prozessabläufen benötigt, außer bei kürzeren Galvanisierungszeiten.
1A-1F stellen beispielhalber Querschnittsdarstellungen einer Ausführungsform eines Prozesses zum Erzeugen von Spuren unter Verwendung eines subtraktiven Prozesses dar. Das Gerät 100A in 1A umfasst eine Aufbauschicht 102, die ein sich dort hindurch erstreckendes Durchkontaktierungsloch oder mehrere sich dort hindurch erstreckende Durchkontaktierungslöcher 104 umfasst. Die Aufbauschicht 102 befindet sich auf einer Schaltkreisschicht, die Spuren 106 auf einer anderen Aufbauschicht 110 umfasst. Die Aufbauschicht 102, 110 kann ein flexibles Substratmaterial umfassen, das unter anderem beispielsweise Polyimid, ein mit Silica und/oder Aluminiumoxid gefülltes Epoxid-Dielektrikum oder ein Polymer auf Acrylatbasis umfassen kann. Das Gerät 100B in 1B umfasst das Gerät 100A mit einem leitfähigen, auf der Aufbauschicht 102 platzierten Material 112. Das leitfähige Material 112 kann unter anderem Kupfer, Tantal, Titan, Nickel, Aluminium, Gold, Silber oder eine Kombination daraus umfassen. Das leitfähige Material 112 kann unter Verwendung eines stromlosen Galvanisierungsprozesses, gefolgt von einem Durchkontaktierungs-Füllprozess, als eine Saatschicht aufgetragen werden.
Das Gerät 100C in 1C umfasst das Gerät 100B mit einem auf das leitfähige Material 112 laminierten Trockenfilmresist („DFR“ - „dry film resist“) 114. Der Trockenfilmresist 114 kann ein ultraviolettsensitives (UVsensitives) Photomaterial umfassen, beispielsweise ein Dielektrikum auf Acrylat- oder Epoxidbasis. Ein Polyimid kann zum Beispiel photosensitiv gemacht werden, indem eine photoaktive Chemikalie zu dem Polyimid hinzugefügt wird. Eine vernetzende Aushärtung kann UV-aktiviert werden und ein organischer Film kann weniger photosensitiv werden. 1D zeigt ein Gerät 100D, das das Gerät 100C umfasst, wobei der DFR 114 strukturiert wurde, beispielsweise durch Belichten und Entwickeln des DFR 114. Das Gerät 100E in 1E umfasst das Gerät 100D mit leitfähigem Material 112, das durch den DFR 114, der davon nassgeätzt wurde, freigelegt wird. Die Nassätzung legt die Aufbauschicht 102 unter Teilen des leitfähigen Materials 112, die durch den DFR 114 freigelegt und entwickelt wurden, frei. Das Gerät 100F in 1F umfasst das Gerät 100E, von dem der DFR 114 entfernt wurde. Der DFR 114 kann unter Verwendung eines Nassprozesses entfernt werden, beispielsweise durch Waschen mit einer Lösung die einen hohen pH-Wert aufweist, unter Verwendung eines Trockenplasmaprozesses, oder anderweitig das zu entfernende Material selektiv angreift. Die Lösung mit hohem pH-Wert kann Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH), Methylethylamin (MEA) oder Methyl-2-pyrrolidon (MNP) oder eine Kombination daraus umfassen. Azeton kann verwendet werden, um einige der DFR-Materialien zu entfernen. Der Prozess kann bei Bedarf durch das Bilden einer weiteren Aufbauschicht auf der Aufbauschicht 102 und dem leitfähigen Material 112 und anschließendem Ausführen der in Bezug auf 1A-1F beschriebenen Vorgänge wiederholt werden.
2A-2F stellen beispielhalber Querschnittsdarstellungen einer Ausführungsform eines Prozesses zum Erzeugen von Spuren unter Verwendung eines semi-additiven Prozesses (SAP) dar. Das Gerät 200A in 2A umfasst das Gerät 100A in 1A mit einer leitfähigen Saatschicht 216, die auf die Aufbauschicht 102 und die freigelegten Teile der Spuren 106 gesputtert oder stromlos galvanisiert wurde. Die leitfähige Saatschicht 216 kann ein leitfähiges Material, das das gleiche wie das leitfähige Material 112 oder die Spuren 106 ist, umfassen. Das Gerät 200B in 2B umfasst das Gerät 200A mit einem auf die Saatschicht 216 laminierten Resistmaterial 218. Der DFR 218 des Geräts 200B wird belichtet und entwickelt, um das Gerät 200C in 2C zu bilden. Das Belichten und Entwickeln des DFR 218 legt Teile der leitfähigen Saatschicht 216 frei.
Das Gerät 200D in 2D umfasst das Gerät 200C mit einem leitfähigen Material 220, das elektrolytisch auf die freigelegten Teile der leitfähigen Saatschicht 216 galvanisiert wurde. 2E zeigt ein Gerät 200E das das Gerät 200D umfasst, wobei der DFR 218 davon entfernt wurde, sodass Teile der leitfähigen Saatschicht 216 zwischen dem leitfähigen Material 220 freigelegt werden. Das Gerät 200F in 2F umfasst das Gerät 200E nach einer Blitzätzung (z. B. einer Nass- oder Trockenätzung), um die Teile der leitfähigen Saatschicht 216, die nach Entfernen des DFRs 218 freigelegt sind, zu entfernen.
Drei Prozessabläufe werden zum Herstellen von Gehäusen mit dünnen Spuren unter Verwendung von Strukturierung durch Laserspallation präsentiert. Die Prozesse können das Bohren von Durchkontaktierungen in eingehende Dielektrika oder in Dielektrika mit leitfähigem Material und Polyethylenterephthalat (PET) umfassen. Die Metallisierung von Durchkontaktierungen und Spurstrukturen kann in einer von vier verschiedenen Arten definiert werden, die beispielsweise vom Widerstands-/Energiebedarf des Geräts abhängig sein können: 1) Ein stromloser Prozess kann zum Füllen und zur Metallisierung von Durchkontaktierungen auf einer Strukturschicht in einem Schritt verwendet werden; 2) Ein stromloser Prozess kann zur Auftragung einer Saatschicht verwendet werden und ein elektrolytischer Prozess kann zum Füllen von Durchkontaktierungen verwendet werden; 3) Ein stromloser Prozess kann zum Füllen eines Durchkontaktierungslochs (Blind Via Hole (BVH)) verwendet werden und ein weiterer stromloser Prozess kann für eine Strukturschicht verwendet werden; und 4) Ein stromloser Prozess kann zum BVH-Füllen verwendet werden und ein PET-Entfernungsprozess kann verwendet werden, um das eingehende bedeckte Kupfer freizulegen. Ein letzter Strukturierungsschritt beinhaltet Laserspallation, um die passende Struktur zu definieren.
Option 1 ist die kostengünstigste Option, hinterlässt jedoch topographische Merkmale für dicke dielektrische Schichten. Bei dünnen dielektrische Materialien mit einer Dicke von weniger als oder von genau 5 um über der niedrigeren Metallschicht (d. h. einer maximalen Durchkontaktierungstiefe von weniger als oder von genau 5 um) wäre die Topographie unwesentlich und unterscheidet sich nicht von der Topographie, die anderweitig auf Substraten vorhanden wäre.
3A-3D stellen beispielhalber Querschnittsdarstellungen einer Ausführungsform eines Prozesses zum Erzeugen dünner Spuren unter Verwendung eines Laserspallationsprozesses dar. Das Gerät 300A in 3A umfasst das Gerät 100A bevor eine Durchkontaktierung durch die Aufbauschicht 102 zur Spur 106 gebohrt wird. Das Gerät 300B in 3B umfasst das Gerät 300A, in das das Durchkontaktierungsloch 104 gebohrt wurde. Das Gerät 300C umfasst eine Schicht leitfähiges Material 322 (z. B. eine Saatschicht), das unter Verwendung eines stromlosen Prozesses auf die Aufbauschicht 102 und freigelegte Flächen der Spuren 106 galvanisiert wurde. Das leitfähige Material 322 kann dünn genug sein, damit ein Laserspallationsprozess bis zur Aufbauschicht 102 vordringen und Teile des leitfähigen Materials 322 entfernen kann. In einer Ausführungsform, in der das leitfähige Material 322 Kupfer ist, kann das leitfähige Material bis zu etwa zwei Mikrometer dick sein. Die Energiemenge, die der Laser produzieren muss, um das leitfähige Material 322 ausreichend zu spallieren, hängt von zahlreichen Faktoren ab, einschließlich der Materialien aus denen das leitfähige Material 322 besteht, des Materials aus dem die Aufbauschicht 102 besteht und der Dicke des leitfähigen Materials 322.
4A-4B stellen beispielhalber Querschnittsdarstellungen einer Ausführungsform eines weiteren Prozesses zum Erzeugen dünner Spuren unter Verwendung eines Laserspallationsprozesses dar. Das Gerät 400A in 4A ähnelt dem Gerät 300C in FIG. 3C, wobei das Gerät 400A leitfähiges Material enthält, das unter Verwendung eines elektrolytischen Prozesses in dem Durchkontaktierungsloch platziert wurde. Alternativ ähnelt das Gerät 400A in 4A dem Gerät 300B in FIG. 3B, wobei das Gerät 400A das leitfähige Material umfasst, das unter Verwendung einer Bottom-Up-Galvanisierung eines BVHs, unter Verwendung eines stromlosen Galvanisierungsprozesses und eines weiteren stromlosen Galvanierungsprozesses zur Strukturierung aufgebaut wurde. Das Gerät 400B in 4B zeigt das Gerät 400A, wobei das leitfähige Material 112 so spalliert wurde, dass es das leitfähige 112 in Spuren 324 strukturiert.
5A-5D stellen beispielhalber Querschnittsdarstellungen einer Ausführungsform eines weiteren Prozesses zum Erzeugen dünner Spuren unter Verwendung eines Laserspallationsprozesses dar. Das Gerät 500A in 5A umfasst die Aufbauschicht 102 mit einem ersten leitfähigen Material 526 auf einer ersten Oberfläche der Aufbauschicht 102 und einem zweiten leitfähigen Material 527 auf einer zweiten Oberfläche der Aufbauschicht 102. Das Gerät 500A umfasst ferner ein Opfermaterial 528 (z. B. ein Material aus Polyethylenterephthalat (PET) oder ein Fotolackmaterial) 528 auf dem leitfähigen Material 526. Das Material 528 schützt das leitfähige Material 526 vor Galvanisierung, wenn das Gebiet der Durchkontaktierung stromlos galvanisiert wird. 5B stellt ein Gerät 500B dar, das das Gerät 500A mit einem darin geformten, wie beispielsweise durch das Material 528, und nachfolgend gefüllten Durchkontaktierungsloch 530 umfasst. Ein stromloser Bottom-Up-Galvanisierungsprozess kann verwendet werden, um leitfähiges Material 531 in dem Durchkontaktierungsloch 530 zu bilden. Das Material 528 kann von dem Gerät 500B entfernt werden, wie beispielsweise im Gerät 500C in 5C gezeigt. Ein Laserspallationsprozess kann verwendet werden, um das leitfähige Material 527 als Spuren 529 zu strukturieren, wie beispielsweise in 5C gezeigt. Ein Laserspallationsprozess kann verwendet werden, um das leitfähige Material 526 in 5C als Spuren 532 zu strukturieren, wie beispielsweise im Gerät 500D in 5D gezeigt. Es ist zu beachten, dass, obwohl das Material 528 nur auf einer Seite der Aufbauschicht 102 dargestellt wird, das Material 528 auf beiden Seiten der Schicht 102 verwendet werden kann, um dazu beizutragen, leitfähiges Material davor zu schützen, während eines Galvanisierungsprozesses für Durchkontaktierungslöcher galvanisiert zu werden.
6A-6C stellen beispielhalber Querschnittsdarstellungen, die einen Laserspallationsprozess beschreiben, dar. 6A stellt ein Gerät 600A dar, das dem Gerät 400A und 500C ähnelt, während das Gerät 600A einen Laser 640 umfasst, der auf das Gerät 600A in der Region, die durch die gestrichelte Box 642 angezeigt wird, einfällt. 6B stellt eine vergrößerte Ansicht der Region, die durch die gestrichelte Box 642 angezeigt wurde, dar. Der Laser 640 erzeugt eine Kompressionswelle, die das leitfähige Material 106 wie durch den Pfeil 646 angezeigt in die Aufbauschicht 102 drückt. Eine Zugwelle drückt wie durch den Pfeil 644 angezeigt in einer der Kompressionswelle entgegengesetzten Richtung auf das leitfähige Material 106. Die zwei Wellen scheren das leitfähige Material 106 gemeinsam in der Region, in der der Laser auf das leitfähige Material 106 einfällt. 6C stellt ein Gerät 600C dar, das das Gerät 600A umfasst, nachdem ein Teil des leitfähigen Materials 648 davon entfernt wurde, wie durch den Pfeil 650 angezeigt wird.
Der Laser regt Evaporation und Plasmagenerierung auf der Oberfläche des leitfähigen Materials (z. B. der Spur 106) an, was eine Kompressionsstoßwelle in dem leitfähigen Material generiert. Wenn die Stoßwelle von der Schnittstelle des leitfähigen Materials mit dem Dielektrikum (z. B. der Aufbauschicht 102) zurück reflektiert wird, generiert sie eine Zugbeanspruchung in dem leitfähigen Material und schert einen Teil des leitfähigen Materials von dem Dielektrikum ab. Ein Anteil der Laserenergie wird durch das leitfähige Material absorbiert und in Hitze umgewandelt, wodurch ein Erweichen des leitfähigen Materials bewirkt wird. Die Zugbeanspruchung ist stark genug, um das laserbestrahlte leitfähige Material von der dielektrischen Schnittstelle und dem angrenzenden leitfähigen Material zu ziehen, solange das leitfähige Material dünn genug ist. Somit kann eine Struktur auf einem leitfähigen Material von passender Dicke auf einem Dielektrikum, wenn es an ausgewählten Flächen Laserbestrahlung ausgesetzt wird, generiert werden. Spallation unterscheidet sich insofern von Ablation als Ablation Evaporieren und Sublimieren von Material und/oder Ausbilden eines Plasmas auf diesem Material umfasst, während Spallieren festes und/oder flüssiges Material unter Verwendung des zuvor erwähnten Prozesses ausstößt.
Ein Excimer-Laser, UV-Laser (z. B. ein 335-Nanometer- oder 355-Nanometer-Wellenlängenlaser), ein Kohlendioxid-Laser (CO2-Laser) (z. B. ein 9,44-Mikrometer- oder 10,2-Mikrometer-CO2-Laser) oder ein grüner Laser können verwendet werden, um ausreichend Pulsenergie zu generieren, die das leitfähige Material strukturieren kann, beispielsweise wenn eine Belichtungsmaske verwendet wird. Die Wellenlänge des Lasers kann eine Vielzahl von Wellenlängen sein, einschließlich 248 Nanometer, 193 Nanometer oder 305 Nanometer. Der Laser kann basierend auf dem/den zu spallierenden Material(ien) und der Dicke dieses Materials/dieser Materialien ausgewählt werden. Die benötigte Laserfluenz hängt von der Kombination aus dem leitfähigen Material und dem Dielektrikum (z. B. der Aufbauschicht oder dem Substratmaterial) ab und von der Dicke des leitfähigen Materials. In einem Beispiel benötigt eine Schnittstelle aus einer Kupfer- und einer ersten Aufbaufolie, die unter Verwendung eines stromlosen Prozesses erzeugt wurde, eine Fluenz von etwa 1000 mJ/cm², während eine Schnittstelle aus einer gesputterten Titan- und zweiten Aufbaufolie eine Fluenz von etwa 350 mJ/cm² benötigt.
Die FLS-Auflösung wird von der Kombination aus dem Metall/Dielektrikum und der Fluenz gesteuert. Ein FLS-Vermögen von 4/3 (wobei 4 Mikrometer die Spurenbreite ist und 3 Mikrometer die Bereichsbreite zwischen den Spuren ist) ist für Cu möglich, das 250 nm und 500 nm dick ist und unter Verwendung eines stromlosen Galvanisierungsprozesses auf einer Aufbaufolie aufgetragen wurde. Der bestmögliche Abstand hängt von dem verwendeten dielektrischen Material und der zugehörigen Schnittstellenunebenheit zwischen dem leitfähigen Material und dem Dielektrikum ab. Für ein 2 µm dickes Kupferelement kann eine Abstandauflösung von weniger als 10 µm erreicht werden, wenn das darunterliegende Dielektrikum eine erste Aufbaufolie ist, während ein zweites unter einem 2 um dicken Kupferelement liegendes Aufbaufolienmaterial eine Abstandauflösung von etwa 35 µm umfasst. Die Auflösung verbessert sich, wenn die Dicke des leitfähigen Materials reduziert wird. Die Kanten des leitfähigen Materials sind von ausreichender Qualität (siehe 8A-C und die entsprechende Beschreibung davon) und das leitfähige Material kann gut an dem Dielektrikum haften, wie beispielsweise bis zu der Kante des leitfähigen Materials. Die Laserspallation kann so gestaltet werden, dass sie nur 1 Puls für die Metallentfernung benötigt, was in einem hohen Durchsatz von zum Beispiel etwa 55 Platten pro Stunde resultiert, vorausgesetzt, dass eine Laserenergie von 150 W an dem spallierten Gerät verfügbar ist und eine Fluenz von 1 J/cm² oder mehr.
7A-7B stellen beispielhalber Querschnittsdarstellungen einer Ausführungsform eines Prozesses zum Erzeugen von Spuren, die gestapelte Leiter umfassen, unter Verwendung eines Laserspallationsprozesses dar. Das Verwenden von Laserspallation zum Erzeugen dieser Spuren kann Nassätzprozesse, die unterschiedliche Chemikalien für unterschiedliche leitfähige Materialien benötigen, vereinfachen. Das in 7A dargestellte Gerät 700A umfasst drei (verschiedene oder gleiche) Materialien 752A, 752B und 752C, die aufeinandergestapelt sind. Die Materialien 752A-C können durch den Laser 640 spalliert werden, sodass die Materialien als Spuren oder andere Objekte strukturiert werden, wie beispielsweise als ein Kondensator, wie in dem Gerät 700B in 7B gezeigt wird. Für alle Materialien, die durch den Laser 640 spalliert werden, muss die Dicke der Materialien 752A-C genau reguliert werden. Die Zugfestigkeiten der Materialien 752A-C sollten geringer bleiben als die durch die Zugwelle und die Kompressionswelle erzeugten Scherkräfte. Stapelmaterialien und Spallieren können ein oder mehrere Vorteile bereitstellen, sie können beispielsweise vereinfachtes Verarbeiten im Vergleich zu Nassätzverarbeiten, nützliche magnetische und/oder ferromagnetische Eigenschaften und/oder einen einfachen Prozess zum Erzeugen einer passiven Komponente, wie beispielsweise eines Kondensators, umfassen.
Die Materialien 752A-C können eines oder mehrere der folgenden Elemente umfassen: Kupfer, Tantal, Gold, Aluminium, Titan, eine Legierung daraus, ein dielektrisches Material oder eine Kombination daraus. Die Spuren könnten mehrere Funktionen erfüllen, wie beispielsweise, indem eine erste Schicht aus leitfähigem Material eine erste Funktion ausführt und ein zweites leitfähiges Material eine zweite Funktion ausführt. Die Funktion kann Interagieren mit einer bestimmten magnetischen oder elektrischen Eigenschaft eines Signals oder Bereitstellen einer Ätzstoppschicht für einen Nassätzprozess umfassen. Die Kombination kann ein magnetisches und ein nicht-magnetisches leitfähiges Material umfassen, um verschiedene Übertragungseigenschaften für elektrische Signale bereitzustellen. Mehrere Leiter können verwendet werden, um ein Betätigungs- oder Biegemoment zu erzeugen. Ein erstes leitfähiges Material in dem Stapel kann eine bessere Haftungseigenschaft umfassen, während ein zweites leitfähiges Material in dem Stapel einen geringeren Widerstand umfasst, sodass ein elektrisches Signal mit geringerem Verlust übertragen wird. In einem Stapel aus drei leitfähigen Materialien können ein oberes und ein unteres leitfähiges Material eine bessere Haftungsstärke an der Aufbauschicht umfassen, während das zentrale leitfähige Material für die Signalübertragung verwendet wird. Ein oberes leitfähiges Material eines Stapels, wie beispielsweise ein Material, das einer externen Umgebung ausgesetzt werden kann oder anderweitig mit größerer Wahrscheinlichkeit Sauerstoff ausgesetzt werden kann, kann oxidationsbeständiger sein als ein leitfähiges Material von geringer Beständigkeit für den Großteil der Leitfähigkeit. Ein oberes leitfähiges Material eines Stapels, wie beispielsweise ein Material, das einer internen Umgebung eines Menschen oder eines anderen tierischen Körpers ausgesetzt werden kann, kann ein biokompatibles Material sein. Leitfähige Materialien, die eine starke Haftungseigenschaft aufweisen, umfassen Titan, Tantal und Molybdän. Leitfähige Materialien, die eine geringe Elektronenflussbeständigkeit aufweisen, umfassen Kupfer und Gold. Leitfähige Materialien, die Schutz vor Oxidation bereitstellen, umfassen Silber, Gold und Platin. Leitfähige Materialien, die biokompatibel sind, umfassen Gold, Platin und Molybdän.
In einer oder mehreren Ausführungsform(en) kann ein Kupferelement auf ein Siliziumnitriddielektrikum (oder ein anderes Dielektrikum), das auf einer weiteren Kupferschicht gestapelt ist, gestapelt werden. Diese Schichten können nach der Spallation einen Kondensator bilden, der dünn und innerhalb eines Substrats sein kann. Die Materialien 752A-C können unter Verwendung eines elektrolytischen Prozesses, eines stromlosen Prozesses, eines Sputterprozesses, eines Plasmaaufdampfungsprozesses oder eines chemischen Aufdampfungsprozesses aufgetragen werden.
8A, 8B und 8C stellen beispielhalber explodierte Querschnittsdarstellungen von Geräten dar, die Spuren umfassen, die jeweils unter Verwendung eines Laserspallationsprozesses, eines subtraktiven Prozesses und eines semi-additiven Prozesses erzeugt wurden. Das Gerät 800A in 8A umfasst eine Spur 860 auf einem Substrat 862, wobei die Spur 860 unter Verwendung eines Laserspallationsprozesses, wie beispielsweise des in FIG. 3A-3D, 4A-B, oder 5A-D gezeigten Prozesses, erzeugt wurde. Das Gerät 800B in 8B umfasst eine Spur 864 auf dem Substrat 862, wobei die Spur 864 unter Verwendung eines subtraktiven Prozesses, wie beispielsweise des in 1A-F gezeigten Prozesses, erzeugt wurde. Das Gerät 800C in 8C umfasst eine Spur 866 auf dem Substrat 862, wobei die Spur 866 unter Verwendung eines semi-additiven Prozesses, wie beispielsweise des in 2A-F gezeigten Prozesses, erzeugt wurde.
Wie in den 8A-C gezeigt wird, sind die Seitenwände 868 der Spur 860 senkrechter zu einer oberen Oberfläche 858 des Substrats 862 ausgerichtet als die Seitenwände 870 der Spur 864 und auch die Seitenwände 872 der Spur 872. Dies ist eine natürliche Folge des Prozesses, der verwendet wurde, um die jeweilige Spur 860, 864 und 866 zu erzeugen. Die Spur 864, die unter Verwendung des subtraktiven Prozesses erzeugt wurde, umfasst Seitenwände 870, die vom Zentrum der Spur 864 aus auslaufen, während der additive Prozess Seitenwände 872 umfasst, die vom Zentrum der Spur 866 aus spitz zulaufen.
Das Verwenden von Spuren, die unter Verwendung eines Laserspallationsprozesses erzeugt wurden, kann für flexible Schaltungstechnologien vorteilhaft sein. Die normalerweise dicken Spuren (z. B. 15-36 Mikrometer im Falle von Kupfer) können durch dünne Spuren (z. B. 1-4 Mikrometer dick im Falle von Kupfer) ersetzt werden. Es ist zu beachten, dass die Dicke der Spur von der oberen Oberfläche des Materials, auf der sie platziert ist, bis zu einer oberen Oberfläche der Spur (z. B. von der oberen Oberfläche 858 bis zur oberen Oberfläche 874) gemessen wird.
Die Laserspallationsverfahrensweise kann zum Beispiel zum Herstellen von Gehäusen für Wearables/das Internet der Dinge (IdD) angewandt werden. Derartige Gehäuse ermöglichen eine reduzierte Herstellungskomplexität (z. B. weniger Herstellungsschritte, um das Gehäuse zu produzieren, wie durch Vergleichen der Anzahl der Schritte in den Prozessen in 1A-F, 2A-F, 3A-D, 4A-B und 5A-D dargestellt wird) und reduzierte Kosten. Die Methode beinhaltet das Senden eines Laserpulses auf eine leitfähige Folie (z. B. ein leitfähiges Material, gestapelte leitfähige Materialien oder gestapelte leitfähige und dielektrische Materialien) auf einem Dielektrikum (z. B. die Aufbauschicht 102, 110 oder die Substrate 754, 862 wie in Bezug auf 6A-C erklärt wird).
Das Verwenden dünner Cu-Spuren mit einer Dicke von 1-2 um kann einen oder mehrere von verschiedenen Vorteilen haben: reduzierte Gehäusesteifigkeit (d. h. erhöhte Flexibilität, die für Wearables/IdD oder eine andere Technologie die ein flexibles Gehäuse benötigt wichtig sein kann); Strukturierungsmethoden mit niedrigen Kosten wie beispielsweise Laserspallation können bei der Herstellung verwendet werden; Erreichen von feinen Leitungen und Bereichen mit Bereichen von 10 um/Leitungen von 10 um (10/10) oder darunter sowohl durch Strukturieren durch Laserspallation als auch durch subtraktives Strukturieren (im Falle von subtraktivem Strukturieren trägt das dünne leitfähige Material dazu bei, die feinen Leitungen und Bereiche („FLS“ - „fine line and space“) zu ermöglichen, da die Bereichsverbreiterung während des Ätzens minimal ist); Laserspallation kann ein FLS-Vermögen von bis zu 4/3 umfassen und kann durch Verfahrenstechnik, die präziser ist als die beste erreicht Auflösung, weiter verringert werden, indem der gebräuchliche SAP oder subtraktive Ätzprozess bei der Substrat- und PCB-Volumenherstellung verwendet wird.

Die maximale Dicke von Cu-Spuren die durch Laserspallation strukturiert werden können beträgt etwa 2-4 Mikrometer. Dieser Grenzwert der Spurendicke begrenzt den Energieumfang des Produkts, in dem diese Technologie verwendet werden kann. Bei Low-Power-Anwendungen (die die meisten Wearable-Geräte umfassen) und Systemen, die nicht die höchste Bandbreite („BW“ - „bandwidth“) benötigen, besteht kein Risiko von BW- oder Energieverlusten aufgrund der höheren Resistivität der dünnen Spuren. Tabelle 1 gibt eine Mindestleitungsbreite für eine Spur an, die nicht gegen die Regel, einen Spannungsabfall von über 50 mV aufzuweisen, verstößt (es ist zu beachten, dass ein Spannungsabfall von etwa 100 mV normalerweise bei einer Energielieferung toleriert werden kann). Die Mindestlinienbreiten vergrößern sich bei wachsender Stromhöhe und sinkender Kupferdicke (Tabelle 1). Für Vergleichszwecke wird von einer Energielieferung über eine Spurenlänge von 1 Zentimeter ausgegangen. Tabelle 1

STROM (A)	BREITE EINES 18 um DICKEN KUPFERELEMENTS (um)	BREITE EINES 0,5 um DICKEN KUPFERELEMENTS (um)
1,00E-06	1,92E-04	6,90E-03
1,00E-05	1,92E-03	6,90E-02
1,00E-04	1,92E-02	6,90E-01
1,00E-03	1,92E-01	6,90E+00
1,00E-02	1,92E+00	6,90E+01

Mit der vorliegenden Technologie können mehrere Spuren vorhanden sein, die Energie-/Masseanschlüsse aufgrund des FLS-Vermögens liefern. Außerdem können die Energielieferungsleitungen breiter sein als die in Tabelle 2 identifizierten Breiten und außerdem kürzer als 1 cm.
Signalleitungen (z. B. Datenleitungen eines Low Power Double Data Rate-Speichers (LPDDR-Speichers)) können einen hohen Widerstand in der Größenordnung mehrerer Ohm aufweisen, ohne wesentlichen Auswirkungen auf die Leistung. Die LPDDR-Spezifikation ermöglicht Treiberausgangs-Widerstandsschwankungen von bis zu 20 Ohm. Beim Strukturieren durch Laserspallation benötigt das Verwenden einer Spurendicke von etwa 2 um eine etwa 17,25 µm breite Spur für eine Stromtragfähigkeit von 10 mA, ohne dabei gegen die 50 mV-Spannungsabfallsregel zu verstoßen. Für die feinste Leitungsbreite von 10 um bei dieser Cu-Dicke (Tabelle 2) beträgt die Stromtragfähigkeit einer 2 um dicken Spur etwa 5,8 mA. In Anbetracht der Tatsache, dass die Energielieferungsspuren normalerweise deutlich unter 1 cm lang sind und wesentliche Teile der Energielieferung vertikal durch die Durchkontaktierungen getragen werden, ist dies eine konservative Schätzung. Allerding kann selbst mit dieser konservativen Schätzung ein Substrat für einen Die, bei dem die Anforderung für elektrischen Strom weniger als oder gleich 1 A beträgt (und bei unseren gebräuchlichen Betriebsspannungen) und eine Energieanforderung weniger als oder gleich 1 W, hergestellt werden, indem Laserspallation verwendet wird, um dünne Spuren mit nur 100 Energiespuren (und 100 Massespuren) zu erzeugen. Eine derartige Konfiguration befriedigt den Energieumfang für viele, wenn nicht alle, Wearables und viele mobile Anwendungen.
Während Strukturieren durch Laserspallation aufgrund seiner geringen Kosten und einfachen Ausführung vorteilhaft ist, können subtraktives Strukturieren und selbst SAP angewandt werden, um Substrate mit dünnen Cu-Spuren herzustellen, obwohl SAP sicherlich die kostenintensivste Wahl ist. Subtraktives Strukturieren des dünnen Cu bedeutet, dass Leitungen/Bereiche (L/B) von 10 um/10 um und 8/10 (L/B) erreicht werden können. Dieselben L/B können mit dickem Cu durch SAP erreicht werden, jedoch nicht durch einen subtraktiven Prozess.
Wie bereits erläutert wurde, kann Laserspallation für Spuren (z. B. Plättchen, Durchkontaktierungen, Verbindungsleitungen oder andere Metallbeschichtungen auf oder in einem Substrat) verwendet werden, um leitfähiges Material selektiv von dem Dielektrikum zu entfernen (d. h. es kann für direktes Strukturieren unter Verwendung der Energie des Laserstrahls verwendet werden).
Laserspallation kann verwendet werden, um Mikrodurchkontaktierungen und Öffnungen für Plättchen in dem Dielektrikum zu strukturieren. In der empfohlenen dünnen Metallkonstruktion kann die Verwendung konventioneller Laserquellen wie Kohlendioxid (CO2) und Ultraviolett (UV) aufgrund einer geringen Marginalität der zugrundeliegenden Plättchenentfernung allgemein nicht für das Bohren von Durchkontaktierungslöchern und das Erzeugen von Öffnungen für Plättchen verwendet werden, da dünne leitfähige Materialien durch CO2-/UV-Laser abgetragen werden können, wodurch sie einen Kurzschluss im Schaltkreis bewirken. Die empfohlene Excimer-Laserquelle kann jedoch leicht kontrolliert werden (durch Pulse und maskierte Belichtung, wie durch das Bereitstellen einer Maske auf dem Laser auf einem Weg des Laserstrahls), um die Mikrodurchkontaktierung und Öffnungen für Plättchen zu erzeugen, ohne das dünne darunterliegende Plättchen zu beschädigen. Im Falle von dünneren dielektrischen Schichten ist die empfohlene Lösung aufgrund von simultanem Strukturieren und Bilden von Durchkontaktierungen durch die Maske kostengünstig.
Für das dünne leitfähige Material können Laserspallation, SAP und subtraktive Prozesse durch die Erstellung von Querschnitten des Substrats und der Untersuchung des Querschnitts mit einem optischen Mikroskop nachgewiesen werden. Die Nachweisung kann sich auf die Kantenqualität der strukturierten Merkmale (wie beispielsweise Spuren, Plättchen und Ebenen) konzentrieren. Die Kanten sind rauer (Abweichung von einer geraden Kante mit einem Effektivwert („RMS“ - „root mean square“) im Bereich von 0,1-0,3 µm) als bei den existierenden Technologien (weniger als 0,1 µm RMS bei SAP und subtraktivem Strukturieren). Strukturieren durch Laserspallation wird außerdem dielektrisches Material an den Seitenwänden des spallierten leitfähigen Materials entfernen, während SAP und subtraktive Prozesse das Dielektrikum an diesen Stellen allgemein nicht angreifen. Somit umfasst ein Gerät, das unter Verwendung eines Laserspallationsprozesses erzeugt wurde, leitfähiges Material mit raueren Seitenwänden und das Dielektrikum ist an den Seitenwänden des leitfähigen Materials rauer. Dies liegt zumindest teilweise an der Tatsache, dass die Schnittstelle zwischen dem dielektrischen Material und dem leitfähigen Material allgemein keine absolut flache Oberfläche aufweist, auf der die Energiewelle reflektieren kann.
9 zeigt ein Beispiel einer Blockdarstellung eines elektronischen Geräts, das ein Multi-Chip-Gehäuse wie hierin offenbart umfassen kann. Ein Beispiel eines elektronischen Geräts, das ein oder mehrere Gerät(e) mit einer oder mehreren durch Laser spallierte(n) Struktur(en) (z. B. Spuren oder Kondensatoren) verwendet, ist mit inbegriffen, um ein Beispiel einer Geräteanwendung für die vorliegende Offenbarung zu zeigen. Ein elektronisches Gerät 900 ist lediglich ein Beispiel eines Geräts, in dem Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verwendet werden können. Beispiele elektronischer Geräte 900 umfassen unter anderem Personal Computer, Tabletcomputer, Supercomputer, Server, Telekommunikationsvermittlungsschalter, Router, Mobiltelefone, persönliche digitale Assistenten, MP3- oder andere digitale Musik-Player, Radios usw. In diesem Beispiel enthält das elektronische Gerät 900 ein Datenverarbeitungssystem, das einen Systembus 902 umfasst, um die verschiedenen Komponenten des Systems zu koppeln. Der Systembus 902 stellt Kommunikationsverbindungen an verschiedenen Komponenten des elektronischen Geräts 900 bereit und kann als ein einziger Bus, als eine Kombination an Bussen oder in einer beliebigen anderen geeigneten Art ausgeführt werden.
Ein elektronischer Funktionsblock 910 ist an einen Systembus 902 gekoppelt. Der elektronische Funktionsblock 910 kann einen Schaltreis oder eine Kombination aus Schaltkreisen umfassen. In einer Ausführungsform umfasst der elektronische Funktionsblock 910 einen Prozessor 912, der von jeder beliebigen Art sein kann. Wie hierin verwendet bedeutet „Prozessor“ jede beliebige Art von computersimuliertem Schaltkreis, wie beispielsweise unter anderem ein Mikroprozessor, ein Mikrocontroller, ein Complex Instruction Set Computing-Mikroprozessor (CISC-Mikroprozessor), ein Reduced Instruction Set Computing-Mikroprozessor (RISC-Mikroprozessor), ein Very Long Instruction Word-Mikroprozessor (VLIW-Mikroprozessor), ein Grafikprozessor, ein Digital Signal Prozessor (DSP), ein Mehrkernprozessor oder jede beliebige andere Art von Prozessor oder Verarbeitungsschaltkreis.
Andere Schaltkreisarten die in dem elektronischen Funktionsblock 910 mit inbegriffen sein können sind ein benutzerdefinierter Schaltkreis, ein anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis („ASIC“ - „application-specific integrated circuit“) oder dergleichen, wie zum Beispiel ein oder mehrere Schaltkreis(e) (wie beispielsweise ein Kommunikationsschaltkreis 914) zur Verwendung in drahtlosen Geräten wie Mobiltelefonen, Pagern, persönlichen digitalen Assistenten, tragbaren Computern, Funkgeräten und ähnlichen elektronischen Systemen. Der IC kann jede andere Art von Funktion ausführen.
Das elektronische Gerät 900 kann einen externen Speicher 920 umfassen, der wiederum ein oder mehrere, zu der jeweiligen Anwendung passende(n/s), Speicherelement(e) umfassen kann, wie beispielsweise ein Hauptspeicher 922 in Form einer Random Access Memory (RAM), einer oder mehrerer Festplatte(n) 924 und/oder eines oder mehrerer Laufwerk(s/e), die Wechseldatenträger 926 handhaben wie beispielsweise Compact Discs (CD), Digital Video Discs (DVD) und dergleichen.
Das elektronische Gerät 900 kann außerdem ein Display-Gerät 916, einen oder mehrere Lautsprecher 918 und eine Tastatur und/oder ein Bedienungselement 930 umfassen, die eine Maus, einen Trackball, einen Touchscreen, ein Spracherkennungsgerät oder jedes beliebige andere Gerät, das es einem Systemnutzer erlaubt, Informationen in das elektronische Gerät 900 einzugeben und Informationen daraus zu erhalten, umfassen können.
Zusätzliche Anmerkungen und Beispiele
In Beispiel 1 kann ein Gerät ein flexibles Polyimidmaterial und eine erste Vielzahl von Spuren auf dem flexiblen Polyimidmaterial umfassen, wobei die erste Vielzahl von Spuren unter Verwendung von Laserspallation auf dem flexiblen Polyimidmaterial strukturiert sind.
In Beispiel 2 umfasst das Gerät aus Beispiel 1, wobei die Spuren Kupferspuren umfassen, die etwa zwischen 0,5 Mikrometer und 2 Mikrometer dick sind.
In Beispiel 3 umfasst das Gerät von mindestens einem der Beispiele 1-2, wobei die Vielzahl von Spuren eine erste Vielzahl von Spuren auf einer ersten Oberfläche des Polyimidmaterials ist und das Gerät ferner eine zweite Vielzahl von Spuren auf einer zweiten Oberfläche des flexiblen Polyimidmaterials enthält, die zweite Oberfläche des Polyimidmaterials gegenüber der ersten des Polyimidmaterials, wobei die zweite Vielzahl von Spuren unter Verwendung von Laserspallation so auf dem flexiblen Polyimidmaterial strukturiert sind, dass die zweite Vielzahl von Spuren Seitenwände umfasst die, wenn sich das Polyimidmaterial in einer unbelasteten Position befindet, senkrechter zu der zweiten Oberfläche des Polyimidmaterials sind als Spuren, die unter Verwendung eines semi-additiven Prozesses erzeugt wurden und zweite Spuren, die unter Verwendung eines subtraktiven Prozesses erzeugt wurden.
In Beispiel 4 umfasst das Gerät von mindestens einem der Beispiel 1-2, wobei die Spuren eine Vielzahl von verschiedenen gestapelten leitfähigen Materialien umfassen, einschließlich zwei oder mehr der folgenden Elemente: Gold, Silber, Titan, Tantal, Molybdän, Kupfer, Aluminium und Platin.
In Beispiel 5 umfasst das Gerät aus Beispiel 4, wobei die Vielzahl von verschiedenen gestapelten leitfähigen Materialien zwei leitfähige Materialien umfasst, einschließlich eines aus Silber, Gold und Platin, gestapelt auf einem aus Kupfer und Gold.
In Beispiel 6 umfasst das Gerät aus Beispiel 4, wobei die Vielzahl von verschiedenen gestapelten leitfähigen Materialien zwei leitfähige Materialien umfasst, einschließlich eines aus Kupfer und Gold, gestapelt auf einem aus Titan, Tantal und Molybdän.
In Beispiel 7 umfasst das Gerät aus Beispiel 4, wobei die Vielzahl von verschiedenen gestapelten leitfähigen Materialien drei leitfähige Materialien umfasst, einschließlich eines aus Titan, Tantal und Molybdän, gestapelt auf einem aus Kupfer oder Gold, das auf einem aus Titan, Tantal und Molybdän gestapelt ist.
In Beispiel 8 umfasst das Gerät aus Beispiel 4, wobei die Vielzahl von verschiedenen gestapelten leitfähigen Materialien zwei leitfähige Materialien umfasst, einschließlich eines aus Gold, Platin und Molybdän, gestapelt auf Kupfer.
In Beispiel 9 umfasst das Gerät aus Beispiel 4, wobei die Vielzahl von verschiedenen gestapelten leitfähigen Materialien drei leitfähige Materialien umfasst, einschließlich eines aus Gold, Platin und Molybdän, gestapelt auf einem aus Kupfer oder Gold, das auf einem aus Titan, Tantal und Molybdän gestapelt ist.
In Beispiel 10 kann ein Verfahren das Bohren eines Durchkontaktierungslochs oder mehrerer Durchkontaktierungslöcher in eine Polyimid-Aufbauschicht, das Auftragen eines ersten leitfähigen Materials auf die Polyimid-Aufbauschicht und das Auskleiden des einen Durchkontaktierungslochs oder der mehreren Durchkontaktierungslöcher unter Verwendung eines stromlosen Galvanisierungsprozesses und das Laserspallieren eines Teils des ersten leitfähigen Materials auf der Polyimid-Aufbauschicht, sodass das erste leitfähige Material auf der Polyimid-Aufbauschicht als Spuren strukturiert wird, umfassen.
In Beispiel 11 umfasst das Verfahren aus Beispiel 10 das Auftragen eines zweiten leitfähigen Materials auf mindestens einen Teil des ersten leitfähigen Materials vor dem Laserspallieren eines Teils des ersten leitfähigen Materials und wobei das Laserspallieren eines Teils des ersten leitfähigen Materials das simultane Laserspallieren eines Teils von sowohl dem ersten als auch dem zweiten leitfähigen Material umfasst.
In Beispiel 12 umfasst das Verfahren aus Beispiel 11 das Auftragen eines dritten leitfähigen Materials auf mindestens einen Teil des zweiten leitfähigen Materials vor dem Laserspallieren eines Teils des ersten und zweiten leitfähigen Materials und wobei das Laserspallieren eines Teils des ersten und zweiten leitfähigen Materials das simultane Laserspallieren eines Teils von sowohl dem ersten, dem zweiten als auch dem dritten leitfähigen Material umfasst.
In Beispiel 13 umfasst das Verfahren aus Beispiel 10, wobei das erste leitfähige Material Kupfer ist und das Kupfer etwa zwischen 0,5 Mikrometer und 2 Mikrometer dick auf die Polyimid-Aufbauschicht aufgetragen wird.
In Beispiel 13 umfasst das Verfahren aus Beispiel 10 mindestens das teilweise Füllen des einen Durchkontaktierungslochs oder der mehreren Durchkontaktierungslöcher mit leitfähigem Material unter Verwendung eines elektrolytischen Galvanisierungsprozesses vor dem Laserspallieren des ersten leitfähigen Materials.
In Beispiel 14 umfasst das Verfahren aus Beispiel 10 mindestens das teilweise Füllen des einen Durchkontaktierungslochs oder der mehreren Durchkontaktierungslöcher mit leitfähigem Material unter Verwendung eines stromlosen Galvanisierungsprozesses vor dem Laserspallieren des ersten leitfähigen Materials.
In Beispiel 15 kann ein Verfahren das Auftragen eines ersten leitfähigen Materials auf eine erste Oberfläche einer Polyimidaufbauschicht, das Auftragen eines Materials aus Polyethylenterephthalat (PET) auf das erste leitfähige Material, das Auftragen eines zweiten leitfähigen Materials auf eine zweite Oberfläche der Polyimidaufbauschicht, die zweite Oberfläche gegenüber der ersten Oberfläche, das Bohren eines Durchkontaktierungslochs oder mehrerer Durchkontaktierungslöcher durch das PET-Material, das erste leitfähige Material und das Polyimidmaterial bis zum zweiten leitfähigen Material und das Laserspallieren eines Teils des ersten leitfähigen Materials und des zweiten leitfähigen Materials, sodass das erste leitfähige Material auf der Polyimidaufbauschicht als Spuren strukturiert wird, umfassen.
In Beispiel 17 umfasst das Verfahren aus Beispiel 16 das Auftragen eines dritten leitfähigen Materials, das sich von dem ersten leitfähigen Material unterscheidet, auf das erste leitfähige Material vor dem Laserspallieren des Teils des ersten leitfähigen Materials und wobei das Laserspallieren des Teils des ersten leitfähigen Materials das simultane Laserspallieren eines entsprechenden Teils des dritten leitfähigen Materials umfasst.
In Beispiel 18 umfasst das Verfahren aus Beispiel 17 das Auftragen eines vierten leitfähigen Materials, das sich von dem dritten leitfähigen Material unterscheidet, auf das dritte leitfähige Material vor dem Laserspallieren des Teils des ersten leitfähigen Materials und wobei das Laserspallieren des Teils des ersten leitfähigen Materials das simultane Laserspallieren eines entsprechenden Teils des vierten leitfähigen Materials umfasst.
In Beispiel 19 umfasst das Verfahren aus Beispiel 17 das Auftragen eines fünften leitfähigen Materials, das sich von dem zweiten leitfähigen Material unterscheidet, auf das zweite leitfähige Material vor dem Laserspallieren des Teils des zweiten leitfähigen Materials und wobei das Laserspallieren des Teils des zweiten leitfähigen Materials das simultane Laserspallieren eines entsprechenden Teils des fünften leitfähigen Materials umfasst.
In Beispiel 20 umfasst das Verfahren aus Beispiel 19 das Auftragen eines sechsten leitfähigen Materials, das sich von dem fünften leitfähigen Material unterscheidet, auf das fünfte leitfähige Material vor dem Laserspallieren des Teils des zweiten leitfähigen Materials und wobei das Laserspallieren des Teils des zweiten leitfähigen Materials das simultane Laserspallieren eines entsprechenden Teils des sechsten leitfähigen Materials umfasst.
Die obige Beschreibung von Ausführungsformen umfasst Verweise auf die dazugehörenden Zeichnungen, die einen Teil der Beschreibung der Ausführungsformen bilden. Die Zeichnungen zeigen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen, in denen die Erfindung praktiziert werden kann. Diese Ausführungsformen werden hierin auch als „Beispiele“ bezeichnet. Derartige Beispiele können abgesehen von den gezeigten oder beschriebenen Elementen zusätzliche Elemente umfassen. Die anwesenden Erfinder ziehen jedoch auch Beispiele in Erwägung, in denen nur die gezeigten oder beschriebenen Elemente bereitgestellt werden. Außerdem ziehen die anwesenden Erfinder auch Beispiele in Erwägung, die jede beliebige Kombination oder Vertauschung der gezeigten oder beschriebenen Elemente verwenden (oder eines oder mehrerer Aspekt(s/e) davon), entweder in Bezug auf ein bestimmtes Beispiel (oder eines oder mehrerer Aspekt(s/e) davon) oder mit Bezug auf andere hierin gezeigte oder beschriebene Beispiele (oder eines oder mehrerer Aspekt(s/e) davon).
In diesem Dokument werden die Begriffe „ein“ oder „eine“, wie in Patentschriften üblich, so verwendet, dass sie ein oder mehr als ein Element umfassen, unabhängig von jeglichen anderen Fällen oder Verwendungen von „mindestens ein(e)“ oder „ein(e) oder mehrere“. In dieser Schrift wird der Begriff „oder“ verwendet, um sich auf ein nicht exklusives Element zu beziehen, sodass „A oder B“ „A, jedoch nicht B“, „B, jedoch nicht A“ und „A und B“ umfasst, sofern nicht anders angegeben. In dieser Schrift werden die Bezeichnungen „umfassen“ und „in dem/der/denen“ jeweils als deutsche Synonyme der Bezeichnungen „enthalten“ und „wobei“ verwendet. Außerdem sind in den nachfolgenden Ansprüchen die Begriffe „umfassen“ und „enthalten“ offen, das heißt, dass ein System, ein Gerät, ein Gegenstand, ein Aufbau, eine Zusammensetzung oder ein Prozess, die abgesehen von den nach einem derartigen Begriff in einem Anspruch aufgelisteten Elementen noch andere Elemente umfassen, immer noch als in den Umfang des Anspruchs fallend erachtet werden. Außerdem werden in den nachfolgenden Ansprüchen die Bezeichnungen „erste(r/s)“, „zweite(r/s)“ und „dritte(r/s)“ etc. lediglich als Kennzeichnungen verwendet und sind nicht dafür vorgesehen, ihren Objekten numerische Anforderungen aufzuerlegen.
Die obige Beschreibung soll beispielhaft und nicht einschränkend sein. Zum Beispiel können die oben beschriebenen Beispiele (oder ein oder mehrere Aspekt(e) davon) in Kombination miteinander verwendet werden. Andere Ausführungsformen können von einem gewöhnlichen Fachmann nach einer Begutachtung der obigen Beschreibung verwendet werden. Die Zusammenfassung wird bereitgestellt, um es dem Leser zu ermöglichen, die Natur der technischen Offenbarung schnell zu erfassen. Sie wird unter der Voraussetzung eingereicht, dass sie nicht verwendet wird, um den Umfang oder die Bedeutung der Ansprüche zu interpretieren oder einzuschränken. Außerdem können in der obigen Beschreibung der Ausführungsformen verschiedene Merkmale gemeinsam gruppiert werden, um die Offenbarung zu vereinfachen. Dies sollte nicht so interpretiert werden, dass beabsichtigt wird, dass ein nicht in den Ansprüchen enthaltenes offenbartes Merkmal für einen Anspruch wesentlich ist. Vielmehr kann erfindungsgemäße Materie in weniger als allen Merkmalen einer bestimmten offenbarten Ausführungsform liegen. Folglich werden die nachfolgenden Ansprüche hiermit in die Beschreibung der Ausführungsformen mit aufgenommen, wobei jeder Anspruch als eine gesonderte Ausführungsform für sich steht und es in Erwägung gezogen wird, dass solche Ausführungsformen in verschiedenen Kombinationen oder Vertauschungen miteinander kombiniert werden können. Der Umfang der Erfindung sollte unter Bezugnahme auf die angehängten Ansprüche bestimmt werden, zusammen mit dem vollen Umfang der Entsprechungen, zu denen diese Ansprüche berechtigt sind.

Claims

Gerät, das Folgendes enthält: ein flexibles Polyimidmaterial; und eine erste Vielzahl von Spuren auf dem flexiblen Polyimidmaterial, wobei die erste Vielzahl von Spuren unter Verwendung von Laserspallation auf dem flexiblen Polyimidmaterial strukturiert sind.
Gerät nach Anspruch 1, wobei die Spuren Kupferspuren umfassen, die etwa zwischen 0,5 Mikrometer und 2 Mikrometer dick sind.
Gerät nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Spuren eine erste Vielzahl von Spuren auf einer ersten Oberfläche des Polyimidmaterials ist und das Gerät ferner Folgendes enthält: eine zweite Vielzahl von Spuren auf einer zweiten Oberfläche des flexiblen Polyimidmaterials, die zweite Oberfläche des Polyimidmaterials gegenüber der ersten des Polyimidmaterials, wobei die zweite Vielzahl von Spuren unter Verwendung von Laserspallation so auf dem flexiblen Polyimidmaterial strukturiert sind, dass die zweite Vielzahl von Spuren Seitenwände umfasst die, wenn sich das Polyimidmaterial in einer unbelasteten Position befindet, senkrechter zu der zweiten Oberfläche des Polyimidmaterials sind als Spuren, die unter Verwendung eines semi-additiven Prozesses erzeugt wurden und zweite Spuren, die unter Verwendung eines subtraktiven Prozesses erzeugt wurden.
Gerät nach Anspruch 1, wobei die Spuren eine Vielzahl von verschiedenen gestapelten Materialien umfassen, einschließlich zwei oder mehr der folgenden Elemente: Gold, Silber, Titan, Tantal, Molybdän, Kupfer, Aluminium, Platin und ein dielektrisches Material.
Gerät nach Anspruch 4, wobei die Vielzahl von verschiedenen gestapelten leitfähigen Materialien zwei leitfähige Materialien umfasst, einschließlich eines aus Silber, Gold und Platin, gestapelt auf einem aus Kupfer und Gold.
Gerät nach Anspruch 4, wobei die Vielzahl von verschiedenen gestapelten leitfähigen Materialien zwei leitfähige Materialien umfasst, einschließlich eines aus Kupfer und Gold, gestapelt auf einem aus Titan, Tantal und Molybdän.
Gerät nach Anspruch 4, wobei die Vielzahl von verschiedenen gestapelten leitfähigen Materialien drei leitfähige Materialien umfasst, einschließlich eines aus Titan, Tantal und Molybdän, gestapelt auf einem aus Kupfer oder Gold, das auf einem aus Titan, Tantal und Molybdän gestapelt ist.
Gerät nach Anspruch 4, wobei die Vielzahl von verschiedenen gestapelten leitfähigen Materialien zwei leitfähige Materialien umfasst, einschließlich eines aus Gold, Platin und Molybdän, gestapelt auf Kupfer.
Gerät nach Anspruch 4, wobei die Vielzahl von verschiedenen gestapelten leitfähigen Materialien drei leitfähige Materialien umfasst, einschließlich eines aus Gold, Platin und Molybdän, gestapelt auf einem aus Kupfer oder Gold, das auf einem aus Titan, Tantal und Molybdän gestapelt ist.
Verfahren, das Folgendes umfasst: Bohren eines Durchkontaktierungslochs oder mehrerer Durchkontaktierungslöcher in eine Polyimidaufbauschicht; Auftragen eines ersten leitfähigen Materials auf die Polyimidaufbauschicht und Auskleiden des einen Durchkontaktierungslochs oder der mehreren Durchkontaktierungslöcher unter Verwendung eines stromlosen Galvanisierungsprozesses; und Laserspallieren eines Teils des ersten leitfähigen Materials auf der Polyimidaufbauschicht, sodass das erste leitfähige Material auf der Polyimidaufbauschicht als Spuren strukturiert wird.
Verfahren nach Anspruch 10, das ferner das Auftragen eines zweiten Materials auf mindestens einen Teil des ersten leitfähigen Materials vor dem Laserspallieren eines Teils des ersten leitfähigen Materials umfasst und wobei das Laserspallieren eines Teils des ersten leitfähigen Materials das simultane Laserspallieren eines Teils von sowohl dem ersten leitfähigen Material als auch dem zweiten Material umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, das ferner das Auftragen eines dritten leitfähigen Materials auf mindestens einen Teil des zweiten Materials vor dem Laserspallieren eines Teils des ersten leitfähigen Materials und des zweiten Materials umfasst und wobei das Laserspallieren eines Teils des ersten leitfähigen Materials und des zweiten Materials das simultane Laserspallieren eines Teils von sowohl dem ersten leitfähigen Material, dem zweiten Material als auch dem dritten leitfähigen Material umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das erste leitfähige Material Kupfer ist und das Kupfer etwa zwischen 0,5 Mikrometer und 2 Mikrometer dick auf die Polyimidaufbauschicht aufgetragen wird.
Verfahren nach Anspruch 10, das ferner mindestens das teilweise Füllen des einen Durchkontaktierungslochs oder der mehreren Durchkontaktierungslöcher mit leitfähigem Material unter Verwendung eines elektrolytischen Galvanisierungsprozesses vor dem Laserspallieren des ersten leitfähigen Materials enthält.
Verfahren nach Anspruch 10, das ferner mindestens das teilweise Füllen des einen Durchkontaktierungslochs oder der mehreren Durchkontaktierungslöcher mit leitfähigem Material unter Verwendung eines stromlosen Galvanisierungsprozesses vor dem Laserspallieren des ersten leitfähigen Materials umfasst.
Verfahren, das Folgendes umfasst: Auftragen eines ersten leitfähigen Materials auf eine erste Oberfläche einer Polyimidaufbauschicht; Auftragen eines Opfermaterials auf das erste leitfähige Material; Auftragen eines zweiten leitfähigen Materials auf eine zweite Oberfläche der Polyimidaufbauschicht, wobei sich die zweite Oberfläche gegenüber der ersten Oberfläche befindet; Bohren eines Durchkontaktierungslochs oder mehrerer Durchkontaktierungslöcher durch das PET-Material, das erste leitfähige Material und das Polyimidmaterial bis zum zweiten leitfähigen Material; und Laserspallieren eines Teils des ersten leitfähigen Materials und des zweiten leitfähigen Materials, sodass das erste leitfähige Material auf der Polyimidaufbauschicht als Spuren strukturiert wird.
Verfahren nach Anspruch 16, das ferner Folgendes umfasst: Auftragen eines dritten Materials, das sich von dem ersten leitfähigen Material unterscheidet, auf das erste leitfähige Material vor dem Laserspallieren des Teils des ersten leitfähigen Materials; und wobei das Laserspallieren des Teils des ersten leitfähigen Materials das simultane Laserspallieren eines entsprechenden Teils des dritten Materials umfasst.
Verfahren nach Anspruch 17, das ferner Folgendes umfasst: Auftragen eines vierten leitfähigen Materials, das sich von dem dritten Material unterscheidet, auf das dritte leitfähige Material vor dem Laserspallieren des Teils des ersten leitfähigen Materials; und wobei das Laserspallieren des Teils des ersten leitfähigen Materials das simultane Laserspallieren eines entsprechenden Teils des vierten leitfähigen Materials umfasst.
Verfahren nach Anspruch 17, das ferner Folgendes umfasst: Auftragen eines fünften Materials, das sich von dem zweiten leitfähigen Material unterscheidet, auf das zweite leitfähige Material vor dem Laserspallieren des Teils des zweiten leitfähigen Materials; und wobei das Laserspallieren des Teils des zweiten leitfähigen Materials das simultane Laserspallieren eines entsprechenden Teils des fünften Materials umfasst.
Verfahren nach Anspruch 19, das ferner Folgendes umfasst: Auftragen eines sechsten leitfähigen Materials, das sich von dem fünften Material unterscheidet, auf das fünfte Material vor dem Laserspallieren des Teils des zweiten leitfähigen Materials; und wobei das Laserspallieren des Teils des zweiten leitfähigen Materials das simultane Laserspallieren eines entsprechenden Teils des sechsten leitfähigen Materials umfasst.