DE2354264A1

DE2354264A1 - Verfahren zum herstellen von stromleitern auf einer isolierenden folie

Info

Publication number: DE2354264A1
Application number: DE19732354264
Authority: DE
Inventors: Philip Johan De Graaff
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1972-11-18
Filing date: 1973-10-30
Publication date: 1974-05-30
Also published as: GB1443820A; FR2207357B1; NL7215649A; FR2207357A1; JPS4983382A

Description

PHN.6620.

JW/FF/GELI

4-9-1975

KEP-M. David 2354264

AUc- PHN- 6620

Anmeldung vom= 29 ο Okt. 1973

"Terfahren zum Herstellen von Stromleitern auf einer isolierenden Folie"

Die Erfindung "bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Musters metallischer Stromleiter, die sich auf einer isolierenden Folie befinden, zum Gebrauch bei der Herstellung von Halbleiteranordnungen ο

Es ist.bekannt j mittels eines photochemischen Aetzverfahrend auf einer mit einer Metallschicht bedeckten isolierenden Folie Stromleiter anzubringen« Dabei wird die Metallschicht mit einem photoempfindlichen Lack bedeckt, der über eine Maske belichtet wird» Diejenigen Teile des Lackes, die dem Leitermuster nicht entsprechen, können entfernt werden und mit Hilfe eines Aetzmittels wird das unbedeckte Metall weggeätzt« Als letzte Sufe muss der Lack von den gebildeten Metall leitern entfernt werden» Dieses photochemische Aetzen bildet einen ziemlich verwickelten Herstellungsprozess, der genau durchgeführt werden muss., Damit auf wirtschaftliche Weise gearbeitet werden kannj, werden auf einer gro-ssen Folie eine Yielzahl von Leitermustern gleichzeitig

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angebracht; die Folie muss dann nachher entsprechend einer Reihe von Leitermustern zu Streifen geschnitten werden^ was wieder eine sehr gr.osss Genauigkeit erfordert.

Die Erfindung bezweckt aun„ ein Verfahren zu schaffen, bei dem Nachteile des "bekannten Verfahrens vermieden werden und wobei ein schneller und in wirtschaftlicher Hinsieht günstiger Produktionsprozess erhalten wird₉ der sieh durchaus für Heikanfertigung bessert Serienfertigung eignet. Dazu wird xiaeh der Erfindung auf einer mit einer Metallschicht versehenen Folie das Muster Metallischer Leiter auf elektrochemischem Wege gebildet, wobei zwischen die Metallschicht und eine Elektrode_s in der di© Form der zu entfarnenden Metallteile angebracht ist,eine Salzlösung gedrängt wird und zuüuehen d@r Elektrode und der* Metallschicht eine elektrische Spannung angelegt wi2?d_s und zwar derart₍ dass die Stromdichte mindestens 50 A/ewf 'Boträgto

Beim elektrochemischen Entformen von lictsrial werden sehr gleiehmässige Lsiterauster erhaltaa_o D©s> Pr-osess erfolgt in einem Schritts die beim photochesisehen A©ts©& notwendigen unterschiedlichen .Bearbeitungen nacheinander werden venaigd©E_o Ausserdeia dauert derelektrochemische Prozess sehr kurz und an der Elektrode tritt kein ¥@r~ schleiss auf« Der gans.e Prozess ist dahsE- la wirtschaftlicher Hinsicht äusserst günstig.

Bei einer günstigen Aixsrulisiiagsform wsi?deii nach der Erfindung zum Ausrichten der Elektrode gegenüber der Folie in der Metallschicht und in der Folie Ausrichtoffnungen vorgesehen in die Zentrierelemente der Elektrode passen«, Eine genaue Ausrichtimg ist nicht notwendig; mit Hilfe in die Ausrichtoffnungea passender Zentriereleiaente wird die Elektrode gegenüber der Folie automatisch ausgerichtet» Die Leitermuster können naeiieinander oder gegebenenfalls

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einige Stück gleichzeitig in einem schmalen Streifen mit einer Breite des Endproduktes angebracht werden. Bei einer günstigen Ausführungsform werden jedoch auf einem mit Klebemittel versehenen Streifen eine Anzahl mit einer Metallschicht versehener Folienteile "befestigt, wobei in jedem der Folienteile und Ik Streifen Ausrichtöffnungen vorgesehen werden und nacheinander in der Metallschicht der Folienteile das Muster der metallischen Leiter gebildet, wobei das Ausrichten der Elektrode gegenüber jedem Folienteill«it Hilfe der Ausrichtöffnungen und der Zentrierelemente erfolgt.

Der Klebestreifen dient dabei als Träger, wobei zugleich die im. allgemeinen schwache Folie beim Herstellungsprozess wesentlich verstärkt wird. Der Folienteil hat dabei etwa die Grosse, die er für das Endprodukt braucht. Bie Folienteile brauchen weiter nicht äusserst genau auf dem Streifen befestigt zu werden.

Bie Erfindung bezieht sich weiter auf ein Verfahren zum Herstellen von Halbleiteranordnungen, wobei die obenstehend beschriebene Folie verwendet wird. 9aeh diesem Yerfahren, wobei auf einem mit Klebe<mittel versehenen Streifen eine Anzahl Folienteile angebracht sind, können zum Ausrichten eines Folienteils beim '.'Befestigen des Halbleiterkörpers beim Durchführen von Messungen und gegebenenfalls beim Anordnen eines Kühlkörpers die Ausrichtöffnungen verwendet werden, während am Snde des Herstellungsprozesses der Klebestreifen vom Fertigprodukt entfernt wird. Das Anbringen von Ausrichtöffnungen durch den Klebestreifen, die Folie sowie die Metallschicht, bietet den Vorteil einer sehr grossen Masshaltigkeit während des ganzen Herstellungsprozesses, so dass eine Mechanisierung der Produktion durchaus möglich ist. Eine günstige Mechanisierung kann jedoch auch erreicht werden, wenn zunächst in der Folie Ausrichtoffnungen vorgesehen werden, und danach das Leitermuster

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auf elektrochemischem Wege gebildet wird und dass danach l'olienteile auf einem ebenfalls mit Ausrichtöffnungen versehenen Streifen angebracht werden, wobei das Ausrichten der Folienteile mit Hilfe der beiden Ausrichtöffnungssätze auf einfache Weise durchführbar ist.

Sin Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen*

Tig. 1 einen Klebestreifen mit darauf angebrachten metallisierten Folienteilen,

Fig. 2 eine Darstellung der elektrochemischen Entfernung von Material,

Fig. J einen Schnitt durch eine Elektrode,

Fig. 4 die unterschiedlichen Bearbeitungsstufen zum Erhalten einer Halbleiteranordnung.

Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform zeigt Fig. 1 einen Streifen 1, der einseitig mit Klebemittel versehen ist. Dieser Streifen 1 dient als Träger für geschmeidige Folienteile 2 aus isolierendem Material, die an der vom Klebestreifen abgewandten Seite mit einer Metallschicht 3 versehen sind. Die Folienteile 2 sind vorzugsweise mit ihrer Längsrichtung quer zur Längsrichtung des Streifens ζΛ angebracht, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, wobei sie gegeneinander elektrisch isoliert sind. In jedem Folienteil 2 sind Ausrichtöffnungen 4 vorgesehen, die durch die Metallschicht 3» die Folie 2 und den Streifen 1 hindurchgehen. Mit Hilfe der Ausrichtöffnungen 4 ist eine sehr gute Ausrichtung jedes Folienteils 2 möglich, wobei der Streifen 1 dem Ganzen eine ausreichende Festigkeit gibt und eine Formänderung, wie Dehnung, der Folie vermieden wird.

Der Streifen 1 kann beispielsweise ein starker. Streifen aus Kunststoff sein, der einseitig mit Klebemittel bedeckt ist. Die Folie

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besteht vorzugsweise aus einem Polyimidstreif en mit einer Dicke von "beispielsweise 25/um. Die Folie ist an einer Oberfläche mit beispielsweise

3h:
6/um völlig bedeckt,

einer Küpferschicht mit einer Dicke von 6/um und einer Zinnschicht von

Fig. 2 zeigt einen Teil des als Träger wirksamen Streifens 1, wobei eine Elektrode 5 zum elektrochemischen Bearbeiten der Metallschicht 3 über einem Folienteil 2 angeordnet ist. In einer Anzahl Folienteile 2 ist bereits ein Muster von Stromleitern 16 vorhanden.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch die Elektrode 5» die über einem Folienteil 2 angeordnet ist. Die Elektrode 5» die vorzugsweise aus Kupfer besteht, enthält eine Anode 6, welche qLie Metallschicht 3 berührt, und eine Kathode 7 t äie sich in geringem Abstand, beispielsweise 50/van von der Metallschicht 3 befindet. Die Kathode 7 weist an der unteren Seite herausragende Teile 8 mit einem Muster des zu entfernenden Metalls auf. Die Vertiefungen im unteren Ende der Kathode 8 sind mit einer elektrisch isolierenden Lackschicht 9 bedeckt| diese Vertiefungen haben die Form des herzustellenden Leitermusters, In der Kathode 7 ist weiter eine Bohrung 11 vorhanden, durch die eine Salzlösung, wie NaNO₇. oder NaCl in Wasser zugeführt wird, die durch den Spalt 10 zwischen der Kathode 7 und der Metallschicht 3 gedrängt wird. Weiter enthält die Elektrode 5 zwei Ausrichtstifte 12, die in die Ausrichtöffnungen 4 (vgl. Fig. 2) fallen und dabei die Elektrode 5 gegenüber dem Folienteil 2 automatisch ausrichten.

Beim elektrochemischen Bearbeiten wird die Anode 6, die mit dem Pluspol einer nicht dargestellten Gleichspannungsquelle verbunden ist, mit der Metallschicht 3 in Berührung gebracht. In den Spalt 10 zwischen der mit dem Minuspol verbundenen Kathode 7 und der Metallschicht 3 wird mit grosser Geschwindigkeit die Salzlösung gedrängt, die

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durch die Bohrung 11 zugeführt wird. An der Stelle des Stromdurchganges d.h..zwischen den herausragenden Teilen θ der Kathode und der Folie 2, wird die Metallschicht 3 elektrolytisch gelöst. Die Stromdichte ist dabei gross, mindestens 50 Δ/cm² wirksame Elektrodenoberfläche und vorzugsweise zwischen 100 und 150 a/cm². Die Zeitdauer für die elektrochemische Anordnung des Leitermusters 16 ist sehr gering, beispielsweise 0,2 - 0,3 s. Die schnelle Durchströmung der Salzlösung dient zum Abführen des gelösten Metalles und des an der Kathode 7 erzeugten Wasserstoffes. Ausserdem wird vermieden, dass die Saltlösung zu stark erhitzt wird. Die Kathode 7 wird bei dieser Bearbeitung überhaupt nicht angegriff en.

Es hat sich herausgestellt, dass mit dem Befestigen einseitig metallisierter Folienteile auf dem Klebestreifen und mit dem Anbringen von AusriehtSffnungen in jedem der Folienteile und im Klebestreifen, mit dem anschliessenden Ausrichten der Elektrode mit Hilfe der oAusrichtöffnungen und der darauffolgenden elektrochemischen Bildung der Stromleiter ein Verfahren erhalten wird, das mit verhältnismässig geringem Aufwand schnell durchführbar ist und sich durchaus für Serienherstellung eignet.

Fig. 4 zeigt unterschiedliche Herstellungsstufen beim Herstellen einer Halbleiteranordnung. Das durch a, b und c dargestellte Befestigen der Folienteile 2, Stanzen der Ausrichtöffnungen 4 und das elektrochemische Anbringen des Leitermusters 16 ist bereits an Hand der Fig. 3 bis 3 beschrieben worden. Bei d wird das Verlöten eines Halbleiterkörpers 13 mit den Enden der Stromleiter 16 dargestellt. Der Halbleiterkörper 13 enthält dazu Kontaktstellen, die auf an sich bekannte Weise mit Lotkügelchen versehen sind. Die Ausrichtöffnungen 4 dientn auch hier als Ausrichtelemente beim Ausrichten und Befestigen des Halb·=

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leiterkörpers 13·

Bei e ist angegeben, dass'die noch mit einer Metallschicht 3 versehenen Snden der Folienteile 2 gewünschtenfalls entfernt w^erden können. Die Bearbeitungsphase f zeigt zum Schluss das Befestigen eines Kühlelementes 14 am Halbleiterkörper 13 uxid an der Folie 2, wobei die Ausrichtöffnungen 4 wieder als Ausrichtelemente dienen_e Nach dem Entfernen des Klebestreifens 1 sind die Fertigprodukte erhalten worden.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die beschriebene bevorzugte Ausführungsform. % ist beispielsweise auch möglich, die Folie nicht als Teile sondern als langen Streifen auf dem Klebestreifen zu befestigen. Auch können die Leiter auf der Folie angebracht sein, bevor die Folie auf den Klebestreifen geklebt wird« Wenn die Folie dick genug gewählt wird₅ kann der Klebestreifen fortgelassen werden. Diese Lösung kann durch den verhältnismässig hohen Preis der Folie jedoch ziemlich teuer werden. Auch weitere Abwandlungen sind möglich; so kann beispielsweise das Kühlelement eine andere Form haben oder gegebenenfalls völlig fortgelassen werden. Die Teile 8 der Elektrode brauchen auch nicht herauszuragen, sondern können mit der Laekschicht 9 bündig sein. Der Srfindungsgedanke ändert sich durch diese und ähnliche andere Abwandlungen jedoch nicht.

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Claims

C^-SLi.

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»BATBITANSPRUECHE»

Verfahren zum Herstellen eines Musters mit metallischer

Stromleiter, die sich auf einer isolierenden Folie befinden, zum Gebrauch bei der Herstellung von Halbleiteranordnungen, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer mit einer Metallschicht versehenen Folie das Muster metallischer Leiter auf elektrochemischem Wege gebildet wird, wobei zwischen die Metallschicht und eine Elektrode, in der die Form der zu entfernenden Metallteile angebracht ist, eine Salzlösung gedrängt wird, während zwischen der Elektrode und der Metallschicht eine elektrische Spannung angelegt wird und zwar derart, dass die Stromdichte mindestens 50 A/cm² beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum

Ausrichten der Elektrode gegenüber der Folie in der Metallschicht und in der Folie Ausrichtoffnungen vorgesehen werden, in die Zentrierelemente der Elektrode passen.
3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf

einem mit Klebemittel versehenen Streifen eine Anzahl mit einer Metallschicht versehener Folienteile befestigt wird, wobei in jedem der Folienteile und im Streifen Ausrichtoffnungen vorgesehen werden und nacheinander in der Metallschicht der Folienteile das Muster der metallischen Leiter gebildet wird, wobei das Ausrichten der Elektrode gegenüber jedem Folienteil mit Hilfe der Ausrichtoffnungen und der Zentrierelemente erfolgt.

4· Verfahren zum Herstellen von Halbleiteranordnungen mit einer isolierenden Folie mit einem Muster metallischer Stromleiter, an denen ein Halbleiterkörper befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zum Herstellen des Musters von Stromleitern das Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3> angewandt wird.

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5. Verfahren nach Anspruch 4> wobei auf einem mit Klebemittel versehenen Streifen eine Anzahl Folienteile angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ausrichten eines Folienteils beim Befestigen des Halbleiterkörpers, beim Durchführen von Messungen und gegebenenfalls beim Anordnen 'eines Kühlkörpers die Ausrichtöffnungen verwendet werden, während am Ende des Herstellungsprozesses der Klebestreifen vom Fertigprodukt entfernt wird.

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