JP5339908B2 - 半導体チップ用の基板の製造のための方法 - Google Patents

Description

本発明は、パターン形成された金属シート及びプラスチックシートから成る、半導体チップ用の基板の製造のための方法並びに、基板の素材としての帯状の積層体に関する。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９５２１０２２号明細書に記載の手段では、金属シートとプラスチックシートとをそれぞれ個別に打ち抜き、次いで１つのエンドレスストリップ(endless strip)として互いに接合するようになっており、この場合に案内ピンは、互いに接着接合すべき両方のシートの上下に位置する位置決めマーク内に係合するようになっている。

クリーンルーム設備において、積層体から基板（サブストレート）を切り出す際に発生する摩耗粒子若しくは切削粒子は、不都合な汚染物質である。さらに、益々小さくなる敏感な電子式の部品に対する機械的な負荷も問題である。

本発明の課題は、電子部品を機械的な負荷から保護し、積層体から基板を切り出す、つまり積層体を複数の基板に個別化する際に発生する摩耗粒子の汚染物質を減少させ、基板の加工を簡単にし、かつ基板の多様な使用を可能にできるようにすることである。

前記課題を解決するために本発明は、半導体チップ用の基板の製造のための方法であって、種々の輪郭のパターンが反復して形成される金属シート及びプラスチックシートを帯状の１つの積層体（ラミネート）に積層し、つまり前記金属シート及びプラスチックシートを互いに積層して１つの積層体を形成し、該積層体の形成の後に穴若しくは刻み目成形部（切欠き部）を形成する形式のものにおいて、本発明に基づく方法は、次の少なくとも１つの手段（工程若しくはステップ）を含んでおり、つまり、Ａ）シートは、シートの全幅にわたってオーバーラップしていない領域を設ける、すなわちシートの全幅にわたって露出している領域を設けるようにパターン形成され、Ｂ）シートは、反復される所定の部分領域では積層体の全幅にわたって積層されず、すなわち一方若しくは１つのシートは、反復される所定の部分領域では積層体の全幅にわたって他方若しくは別のシートによって覆われず、露出され、Ｃ）積層体の反復する所定の輪郭によって画定された刻み目成形部は、積層体の平面から曲げ出される。本発明の明細書では、刻み目成形部は、幅の広い刻み目によって形成される切欠き部（切除部）、並びに幅の狭い刻み目によって画定（成形）される成形部若しくは舌状部（切り出し部）を意味している。

本発明の実施態様では、基板の製造方法は、前記工程Ａ、Ｂ及びＣのうちの少なくとも２つの工程を含み、若しくは前記３つの工程Ａ、Ｂ及びＣを含んでおり、有利には前記工程Ａ、Ｂ、Ｃを該の工程Ａ、Ｂ、Ｃの順序で行うようになっている。

シートは、前記工程Ａ若しくはＢで、所定の領域で積層体の全幅にわたって１つ若しくは複数のシートを除去することによって、積層若しくはオーバーラップされず、つまり露出される。

本発明の実施態様により、シートは、一方のシートが該シートの全幅にわたって他方のシートによって覆われていない領域で、つまり露出した領域で、互いに分離した個別のモジュールに分割され、つまり個別化される。有利な実施態様では、帯状の積層体を、個別のモジュールに個別化するために、１つのシートが中断している領域で、つまり別のシートが該シートの全幅にわたって露出している領域で切断するようになっている。

反復して形成された、つまり反復構造の所定の刻み目によって成形された舌状部は、前記工程Ｃで積層体の帯材平面から曲げ出される。曲げ出された舌状部は、積層体（帯材）の巻き取りの際に損傷されやすく、繰り出しに際して引っ掛かり傾向にある。このような問題は、スペーサーによって解決されている。このために本発明の実施態様により、所定の刻み目成形部を曲げ出してスペーサーを形成するようになっている。有利な実施態様により、複数の舌状部を保持部の側壁若しくはフレームとして設けてある。保持部として形成された舌状部は、正確な実装を可能にしている。

種々の輪郭のパターンが反復して形成される、つまり反復パターン構造の金属シート及びプラスチックシートから成る積層構造の基板、つまり複数のシートを積層して成る基板において、正確な実装に対する要求を満たすために、本発明の実施態様により、シート、殊に金属シートの露出している領域に穴抜きによって成形するようになっている。本発明の有利な実施態様により、穴抜き成形される穴は、金属シートにおける基準穴（若しくは位置決め穴）として適しており、それというのは、基準穴の±０．０１ｍｍの製作誤差は、位置決めマーク（ガイド穴）の±０．０３ｍｍの製作誤差よりはるかに小さいからであり、電子部品の正確な位置決め（整合）を可能にしている。積層の後に基準穴を形成することも可能である。

第１（一方）の少なくとも１つのシート、例えばプラスチックシートを、個別のモジュールの個別化のために分割するのに対して、第２（他方）の少なくとも１つのシート、例えば金属シートを帯状に保つようになっている。

本発明の実施態様では、所定の刻み目成形部によって形成された舌状部をシートの平面から曲げ出すようになっている。

前述の手段によって形成されるすべての積層体は、半導体チップ用の積層構造の基板を準備するために適していて、基板の製造方法の実施のための中間製品（素材）として用いられるものである。

本発明の実施態様により、金属シートとプラスチックシートとを積層する前に、金属シートのパターンの所定の輪郭によって画定された舌状部の形成を行うようになっている。有利な実施態様により、金属シートとプラスチックシートとを積層する前に、プラスチックシートのパターン形成のために所定の刻み目成形部を形成するようになっている。

本発明の有利な実施態様では、
基板は半導体チップのための支持（キャリア）であり、
パターン成形された金属シートは打ち抜き形成され、若しくはエッチングによって成形され、
プラスチックシートは打ち抜き形成され、
プラスチックシートは繊維強化され、特にガラスファイバー強化され、
パターン形成は、自動化された打ち抜き装置を用いて行われ、
金属シートに刻み目を形成して、舌状部を成形し、
金属シートのスペーサーのためのパターンは、切欠き部としての刻み目成形部を設けることなしに打ち抜き形成され、
ガイド穴は同一の穴抜き工具を用いて金属シート及びプラスチックシートに同時に形成され、
プラスチックシートに、後の舌状部を取り囲む領域に刻み目成形部を形成し、
プラスチックシートに、後のスペーサーを取り囲む領域に刻み目成形部を形成し、
プラスチックシートに、後の基準穴を取り囲む領域に刻み目成形部を形成し、
プラスチックシートの縁部に切欠き部を穴抜きし、
互いに異なるパターンを自動化された１つの打ち抜き装置によって形成し、
シートを付着剤を用いて積層し、
切欠き部によって画定された舌状部を曲げ出し、
互いに異なる輪郭でパターン形成された２つの金属シートは、異なるパターンの１つのプラスチックシートによって互いに分離されており、
積層体は２つのプラスチックシートとこの間に配置された１つの金属シートから成っており、
パターン形成された１つの金属シートは、同一輪郭でパターン形成された２つのプラスチックシート間に配置されており、
舌状部は積層体の平面（ベース面）に対して直角に、若しくは８０°と１００°との間の角度で曲げられており、
金属製の舌状部はプラスチックシートの刻み目成形部を通して曲げられており、
スペーサーのための刻み目成形部は、積層体から断面で見てＺ字形のスペーサーに曲げられており、
スペーサーは、積層体の表面から舌状部よりも高く突出しており、
帯状の積層体は、パターン形成された２つの金属シート、該金属シート間に配置されていてパターン形成された１つのプラスチックシートから成っており、この場合に各シートは互いに異なるパターンを有している。

本発明に基づく方法は、モジュールの残滓の生じない分割を可能にしており、それというのはプラスチックに付着する結合部の切り取りに基づき汚れ粒子を発生させないからである。有利な実施態様では、複数の舌状部は例えば該舌状部間に電子部品を受容するための保持部を形成するように配置されている。この場合に舌状部は保持部の壁である。有利な実施態様では、保持部は舌状部によって電子部品を挟むフレームとして形成されていてよい。

本発明を図示の実施例に基づき詳細に説明する。

図１に示す金属シート２０の製造のために、打ち抜き装置によって反復性の打ち抜きパターンを形成してあり、打ち抜きパターンはそれぞれ所定の輪郭２１，２２，２３，２４を有している。図１に示すメタルシートはエッチングによってパターンを形成されていてよい。図２に示すプラスチックシート１９は同様に、別の打ち抜き装置で打ち抜かれて異なる輪郭２５，２６，２７，２８の打ち抜きパターンを有している。図１及び図２のシートは、該両方のシートの送り穴２２を互いに合致させた状態で、図３及び図４ｃに示す１つの金属・プラスチック製シート複合材６に積層されている。金属シート２０及びプラスチックシート１９の各輪郭２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８は互いに正確に重ねられて、後のモジュール１８のパターンを形成するものである。図３に示す積層体６において舌状部２４の領域にプラスチック結合部１０を切り出してある。次いで舌状部２４をシート平面に対して垂直に曲げ出してある。曲げ出された舌状部１は図４ａ、図４ｂ、図４ｃ及び図４ｄに見えている。図４ａ、図４ｂ、図４ｃ及び図４ｄに示す積層板は、電子部品の実装のために適していて、図５に示してあるように、分離箇所１５，１６における金属の結合部５の切断によって個別のモジュール１８に個別化（分割）され、つまり切り分けられる。

図１には輪郭２３によって切り出し部２３を示してあり、該切り出し部は後に曲げ出された舌状部１を成すものである。切り出し部２３を画定する輪郭２３間に結合部５を設けてあり、該結合部は、切り出し部２３によって形成されていて後にモジュール１８を成すアイランド(island)を、金属シート２０の外側の領域に結合して保持している。輪郭２１は、スペーサー２のための刻み目成形部（刻み目成形片）である。輪郭２２は、穴抜き形成されたガイド穴２２を画定している。金属シート２０は図１ではスペーサー２の領域で切れ目だけを付けられている。このためにスペーサー２は、切れ目２１を正確に形成した後に金属シートの平面内へ押し戻されている。輪郭２４は、後に曲げ出し成形される舌状部１を規定している。

図２にはプラスチックシート１９の輪郭２５，２６，２７，２８を示してあり、該輪郭は後の舌状部２４、スペーサー２、基準穴４、及びガイド穴２２の領域の刻み目成形部２５，２６，２７，２８を規定している。つまり、刻み目成形部は舌状部２４、スペーサー２、基準穴４を画定している。さらに縁部に切欠き（レセス[recesses]）２８を穴抜きによって形成（穴抜き形成）してある。輪郭２５は、金属シート２０内の基準穴４の後の穴抜き形成のための、プラスチックシート１９内の刻み目成形部（切欠き部）を画成している。輪郭２６は、プラスチックシート１９内の刻み目成形部（切欠き部）を画成しており、該刻み目成形部は、打ち抜き成形部２４からの舌片部１の後の曲げ出しを可能にするものである。輪郭２６によって画定された刻み目成形部２６間に結合部１０，１１を設けてあり、結合部は、刻み目成形部２６によって形成されていて後にモジュール１８を成すアイランド（島）を、プラスチックシート１９の外側の領域に結合して保持している。輪郭２７は刻み目成形部２６に類似した刻み目成形部を画定しており、該刻み目成形部は、スペーサーが後に該刻み目成形部（切欠き部）の平面を通して曲げられることを可能にしている。輪郭２８は、モジュールの個別化のために後に形成される刻み目成形部１３（図４ｂ）と同様に、モジュール若しくは基板の個別化のために用いられる刻み目成形部を画成している。

図３は、金属製の結合部５を示しており、該結合部は、図示の実施例では金属シートに打ち抜き成形されていて、刻み目成形部２６に基づきプラスチックシート１９で覆われておらず、つまり露出している。金属シート及びプラスチックシートのガイド穴２２は、積層体６内ではガイド穴９として互いに上下に正確に重ねられており、つまり互いに正確に整合している。プラスチック結合部１０，１１は、刻み目成形部２３に基づき金属シートに積層（ラミネート）されていない、つまり金属シートに付着されていない。

シート１９，２０を１つの積層体６に積層した後（図３及び図４ｃ）に、まずプラスチックシート１９の結合部１０，１１を切断箇所１４で切断除去し、次いで舌状部２４及びスペーサー２１を積層体の平面から曲げ出すようになっている。平面から曲げ出された舌状部１及びスペーサー２は、図４ａ、図４ｂ、図４ｃ及び図４ｄに示してある。刻み目成形部３は刻み目成形部２６の一部分であり、これによって舌状部１とプラスチックシート１９の刻み目縁部との接触を防止してある。つまり舌状部の曲げ出しを正確に行うことができるようになっている。曲げ出しの後に、残存する積層体結合部１３は切り落とされる。これによってモジュール１８はプラスチック層から解放されていて、もっぱら金属シート２０によってのみ所定の配列で積層体内に、それも図５に示してあるように、分離箇所１５，１６，１７における金属の結合部５（図４ａ及び図４ｂ）を介して保持されている。図５に示す支持帯材（キャリアストリップ[carrier strip]）内に形成されかつ保持されているモジュールは、自動的な実装に適している。基準穴４は±０．０１ｍｍの範囲の精度で形成されている。モジュール８、つまり半導体チップ用基板内の基準穴は、モジュール上に部品を実装する際にモジュールの正確な位置決めに用いられる。曲げ出される舌状部１の位置決めは、基準穴４によって正確に規定される。本発明の構成は特に電子式の部品の実装に適している。金属シートのベース上における一般的な接触に加えて、本発明の構成では、舌状部１を介して電子部品と金属シートとを接続することも可能にしてある。

本発明は、金属シートのベース面（平面）を介した接続だけではなく、側面を介した接続も可能にし、つまり新規な実装法を提供して、新規な構造若しくはデザインの電子部品の使用を可能にするものである。さらに舌状部１は、機械的な負荷若しくは荷重に対する機械的な固定及び保護を可能にするものである。この場合に舌状部１の保持機能は電子部品に限定されるものではない。

部品の実装の後に、金属シート２０内に保持されているモジュール１８は個別化され、つまり切り離される。個別化は、分離箇所１５，１６，１７に残存する結合部の切り落としによって行われ、つまり、該切り落としに際して積層体を切断することはなく、製造工程はクリーンルーム内の所定の条件下で実施できるようになっている。

打ち抜き形成された金属シートの平面図 打ち抜き形成されたプラスチックシートの平面図 図１の金属シート及び図２のプラスチックシートから成る積層体の平面図 曲げ出された舌状部及びスペーサーを備える図３の積層体の平面図 モジュールをまだ保持している状態の図４ａの積層体の部分平面図 図３の積層体の側面図 図３の積層体の斜視図 積層体からのモジュールの個別化を示す図

符号の説明

１ 舌状部、 ２ スペーサー、 ３ 刻み目成形部、 ４ 基準穴、 ５ 結合部、 ８ 基板、 ９ ガイド穴、 １０，１１ プラスチックシートの結合部、 １９ プラスチックシート、 ２０ 金属シート、 ２２ ガイド穴、 ２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８ 輪郭

Claims (9)

1. 半導体チップ用の積層された基板（６）の製造のための方法であって、
   反復して形成された輪郭（２３）を有する金属シート（２０）を用意し、
   他の輪郭（２６）を有するプラスチックシート（１９）を用意し、
   互いに異なる反復する輪郭を備える前記金属シート（２０）及び前記プラスチックシート（１９）を重ねて、後のモジュール（１８）の構成を作り出すための積層された基板（６）に形成し、
   該積層の後に穴抜き若しくは切り加工する形式のものにおいて、
   反復する区分を、積層された基板（６）の表面から曲げ出し、
   前記穴抜き又は切り加工を、
   前記積層された基板（６）の全幅にわたって前記プラスチックシート（１９）が前記金属シート（２０）に対してオーバーラップしていない領域を設け、
   前記モジュール（１８）は、前記金属シート（２０）の金属製の結合部（５）を介して前記積層された基板（６）に保持されているだけであり、及び
   前記金属製の結合部（５）は前記オーバーラップしていない領域に配置されているような方法で行う、ことを特徴とする方法。
2. 前記反復する区分を曲げ出して舌状部（１）にする請求項１に記載の方法。
3. 前記反復する区分を曲げ出してスペーサー（２）にする請求項１又は２に記載の方法。
4. 金属シート（２０）に基準穴（４）を穴抜き形成する請求項１から３のいずれか1項に記載の方法。
5. 少なくとも1つの第1のシート（１９）を個別のモジュール（１８）に個別化する第１の分離を行うのに対して、少なくとも1つのシート（２０）を帯状に保つ請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
6. 舌状部（１）は、切欠き部（２６）の平面を通して曲げられる請求項２に記載の方法。
7. 前記プラスチックシート（１９）と積層する前に、前記金属シート（２０）を構造化することにより舌状部（１）を成す前記区分を設ける請求項２又は６に記載の方法。
8. 金属シート（２０）とプラスチックシート（１９）とを積層する前に、プラスチックシート（１９）を構造化することによりプラスチックシート（１９）に切欠き部（２６）を形成する請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
9. 少なくとも１つの金属構造シート（２０）及び少なくとも1つのプラスチック構造シート（１９）から、請求項１から８のいずれか記載の方法によって製造された帯状の積層された基板であって、前記シートは、反復して形成された互いに異なる輪郭（２３，２６）を有している形式のものにおいて、帯状の積層された基板は、該基板にもっぱら金属製の結合部（５）を介して保持されたモジュール（１８）を有していることを特徴とする、帯状の基板。

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