KR102085191B1 - 기판 배열체를 생산하는 방법, 기판 배열체, 및 기판 배열체를 전자 부품에 연결하는 방법 - Google Patents

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수잔 더치
안톤 미릭
마이클 쉐퍼
크리스티안 바흐만
홀저 율리히
프랑크 오스터발드
데이비드 베닝
야첵 러츠키
라스 폴센
프랑크 세푸스
마틴 베커
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헤레우스 도이칠란트 게엠베하 운트 코. 카게
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Abstract

본 발명은 전자 부품(30; 30')에 부착하기 위한 기판 조립체(10; 10'; 10")를 제조하는 방법에 관한 것으로서,
- 제1 측면(12) 및 제2 측면(13)을 갖는 기판(11)을 제공하는 단계,
- 접촉 재료층(15)을 기판(11)의 제1 측면(12)에 도포하는 단계,
- 적어도 기판(11)으로부터 멀어지는 방향으로 향하는 접촉 재료층(15)의 측면(16)의 부분에 예비 고정제(18)를 도포하는 단계를 포함한다.

Description

기판 배열체를 생산하는 방법, 기판 배열체, 및 기판 배열체를 전자 부품에 연결하는 방법
본 발명은 전자 부품에 부착하기 위한 기판 조립체를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 전자 부품에 부착하기 위한 기판 조립체에 관한 것이다. 본 발명은 또한 전자 부품을 기판 조립체에 부착하는 방법에 관한 것이다.
예비(pre) 건조된 소결 페이스트, 땜납, 전도성 접착제와 같은 예비 도포된 접촉제를 기판 또는 부품에 제공하는 것은 전력 전자에서 공지되어 있다. 고객 현장에서의 제조 공정 중에, 조립 위치로부터 소결 위치로의 운반 동안 부품, 특히 예비 도포된 접촉제, 특히 예비 건조된 소결 페이스트로 기판에 본딩된 전자 부품이 미끄러질 수 있다.
이러한 맥락에서, 부품, 특히 전자 부품이 열을 가하면서 동시에 건조된 소결 페이스트 상에 놓이는 것이 공지되어 있다. 많은 전자 부품에 있어서, 구부러진 부품 및/또는 오염된 표면 및/또는 다루기 어려운 표면의 기하학적 구조, 또는 운반 중의 매우 높은 가속력이 접착은 조립 위치로부터 소결 위치로의 운반을 견디기에 불충분한 접착력을 초래하기 때문에, 이러한 종류의 따뜻한 조립체는 운반을 위한 적절한 안정성을 보장하지 못한다는 것이 발견되었다. 따라서, 전자 부품을 마스크 또는 폼(form)으로 고정시키거나, 전자 부품이 조립된 후에 그러나 납땜 및 소결 또는 본딩되기 전에 제 위치에 클램핑(clampping)하기 위해 복잡한 스프링 시스템을 이용하는 것이 공지되어 있다.
공지된 선행 기술의 다른 결점은 기판 상에 분무될 접촉 재료가 종종 부품의 가장자리로부터의 거리를 보존하면서 및/또는 불균일한 경사형 구조의 형성과 함께 도포된다는 것이다. 예를 들어 소결 페이스트가 분무될 때 소결 페이스트가 특별한 요구 사항을 받게 되고 전 표면을 코팅하는 것이 종종 상당한 분무 손실과 연관되기 때문에 때문에, 공지된 방법을 사용하여 접촉 재료로 전 표면을 코팅하는 것은 불가능하거나 매우 제한된 정도로만 가능하다.
설명한 기술적 수준을 고려하면, 전자 부품이 조립 위치로부터 소결 위치로 운반될 때 적절한 운반 안정성이 보장되도록 전자 부품에 부착하기 위한 기판 조립체를 제조하는 방법을 설명하는 것이 본 발명의 목적이다. 또한, 그 방법의 추가 개발로, 접촉 재료로 효율적으로 가능한 가장 큰 표 영역을 코팅하고 생성할 수 있을 것이다. 부품은 접촉 재료가 가능한 정도의 모든 측면에서 화합물의 가장자리까지 연장되는 방식으로 이 표면 영역으로부터 분리될 것이다.
전자 부품에 부착하기 위한 기판 조립체를 설명하는 것이 본 발명의 다른 목적이며, 여기서 기판 조립체는 조립되었지만 아직 납땜 또는 소결 또는 본딩되지 않은 부품이 기판 조립체 상에 운반을 위해 충분히 안정적인 방식으로 구현된다. 또한, 기판 조립체가 큰 접촉 재료 표면 영역을 갖는 것을 보장하기 위한 목적으로 다른 개발이 제공된다.
전자 부품을 기판 조립체에 부착하는 방법을 설명하는 것이 본 발명의 다른 목적이다.
본 발명에 따르면, 전자 부품에 부착하기 위한 기판 조립체를 생산하는 방법에 관한 목적은 청구항 제1항의 요지로 해결되고, 기판 조립체는 제11항의 요지로 해결되며, 전자 부품을 기판 조립체에 부착하는 방법은 제16항의 요지로 해결된다.
본 발명은 전자 부품에 부착하기 위한 기판 조립체를 생산하는 방법을 설명하는 아이디어에 기초하며, 이는 다음의:
- 제1 측면 및 제2 측면을 갖는 기판을 제공하는 단계,
- 기판의 제1 측면에 접촉 재료층을 도포하는 단계,
- 적어도 기판으로부터 멀어지는 방향으로 향하는 접촉 재료층의 측면의 부분에 예비 고정제를 도포하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 방법을 사용하여 생산된 기판 조립체는 전자 부품에 대한 후속 부착에 사용된다.
기판은 금속 시트 또는 금속 밴드의 부분, 특히 구리 시트 또는 구리 밴드의 부분일 수 있다. 기판이 리드 프레임 또는 DCB 기판 또는 PCB 기판인 것이 또한 가능하다. 구리 시트라는 용어는 또한 구리 합금 재료로 구성되는 금속 시트와 관계가 있는 것으로 이해된다. 구리 밴드 부분은 구리 합금 재료로 구성되는 밴드 부분일 수 있다.
금속 시트 또는 금속 밴드 부분, 특히 구리 시트 또는 구리 밴드 부분은 바람직하게는 예비 구조화된다. 오직 기판의 측부 가장자리의 길이를 정하고 및/또는 구조화하기 위해서만 사용될 기판을 절단할 필요가 있을 수 있다.
제작될 기판 또는 기판 블랭크는 금(Au) 또는 니켈-금(NiAu) 또는 은(Ag) 또는 니켈-은(NiAg) 또는 니켈-팔라듐-금(NiPdAu)을 포함하는 재료로 적어도 한 측면에 코팅, 특히 아연 도금될(galvanised) 수 있다. 재료가 화학 도금에 의해 기판 또는 기판 블랭크의 적어도 한 측면에 도포되는 것이 또한 가능하다.
제작될 기판 또는 기판 블랭크는 바람직하게는 특히 적어도 나중에 접촉될 측면이 설명된 재료로 코팅될 수 있다. 제작될 기판 또는 기판 블랭크의 양 측면이 설명된 재료로 코팅될 수 있다는 것이 또한 고려 가능하다. 본 발명의 일 실시예에서, 기판이 제작되기 전에, 특히 코팅 공정 전에 기판이 기판 블랭크로부터 분리되는 것이 가능하다. 기판 블랭크는 금속 밴드 또는 금속 시트, 특히 구리 밴드 또는 구리 시트일 수 있다. 기판 블랭크가 구리 합금으로 제조된 밴드 또는 시트인 것이 또한 가능하다.
전체 표면 금속 밴드, 특히 구리 밴드가 한 측면에, 한 측면에서 끝없이, 특히 한 측면에서 끝없이 아연 도금되는 것이 가능하다. 대안적으로, 기판은 기판 블랭크로부터, 특히 금속 밴드로부터, 특히 구리 밴드로부터 분리되고, 예를 들어 갈바닉 랙에서 개별적으로 아연 도금되는 것이 가능하다.
접촉 재료층은 기판의 제1 측면에 도포되며, 제1 측면은 예를 들어 코팅된 측면 또는 코팅된 측면의 반대편의 기판의 측면일 수 있다. 접촉 재료층은 바람직하게는 기판의 제1 측면의 전체 표면에 또는 거의 전체 표면에 도포되어야 한다. 적어도 하나의 기판이 접촉 재료층의 도포를 위해 워크네스트에 위치될 수 있다. 다수의 기판이 워크네스트에 위치되는 것이 가능하다. 접촉 재료층을 형성하기 위한 접촉 재료가 분무 공정에서 기판의 제1 측면에 도포되는 것이 또한 가능하다. 닥터 블레이드 방법이 또한 가능하다.
소결 페이스트, 특히 은 함유 소결 페이스트, 또는 땜납, 또는 전도성 접착제, 또는 접착 필름인 접촉 재료가 전자 부품에 대한 기판의 실제 부착을 위해 사용된다. 예비 고정제는 기판을 전자 부품에 또는 전자 부품을 기판에 임시로 붙이기 위한 예비 고정용으로만 작용한다. 예비 고정 또는 임시 고정은 부품이 조립 위치로부터 소결 위치로 운반되는 것을 가능하게 하는 충분한 안정성을 제공한다. 예비 고정제는 임시 고정제이다. 다시 말해, 예비 고정제는 기판 조립체 또는 기판이 전자 부품에 임시적으로 붙여지는 것을 가능하게 하는 고정제이다.
예비 고정제는 적어도 기판으로부터 멀어지는 방향으로 향하는 접촉 재료층의 측면의 부분에 도포된다. 예비 고정제는 접촉 재료층에 예를 들어 스프링클링, 살수, 분사, 분배, 제팅(jetting)으로, 또는 전사 공정의 도움으로 도포될 수 있다.
예비 고정제는 접촉 재료층에 직접 도포되기 때문에, 기판은 예비 고정 수단을 추가로 구비할 필요가 없다. 다시 말해, 기판의 어떤 부분도 예비 고정제의 도포를 위해 준비되어 있지 않아야 하거나 접촉 재료층이 없는 상태여야 한다. 이는 기판 재료의 관점에서 재료 절감을 가져온다. 기판에 도포된 접촉 재료층은 10 - 150㎛, 특히 30 - 100㎛, 보다 특히 40 - 80㎛의 층 두께를 가질 수 있다.
기판에 도포된 접촉 재료층 및 접촉 재료층에 도포된 예비 고정제는 바람직하게는 도포된 후에 건조된다.
접촉 재료층이 도포된 후에, 기판은 바람직하게는 측부 가장자리를 갖지 않는다. 이 경우, 기판의 전체 표면은 접촉 재료층으로 덮힌다. 기판이 접촉 재료층이 도포되지 않은 측부 가장자리를 가질 수 있는 것이 또한 가능하며, 여기서 가장자리는 특히 기판의 전체 폭의 20% 이하, 특히 기판의 전체 폭의 10% 이하, 보다 특히 기판의 전체 폭의 5% 이하, 가장 특히 기판의 전체 폭의 1% 이하를 구성하는 폭을 갖는다.
따라서, 방법의 이 단계에서도, 기판이 접촉 재료로 코팅될 때 또는 접촉 재료층이 기판 상에 생성될 때, 기판 어댑터 또는 기판 조립체는 가능한 가장 작은 이용 가능하지 않은 가장자리를 가지며 생성된다. 다시 말해, 기판의 제1 측면에는 가능한 한 많은 접촉 재료가 제공되어, 가능한 한 가장 큰 접촉 재료층이 생성된다.
기판에 도포된 접촉 재료층 및 접촉 재료층에 도포된 예비 고정제는 바람직하게 건조된다. 다시 말해, 접촉 재료층이 도포된 기판 및 접촉 재료층의 상부에 도포된 예비 고정제는 건조 공정을 거친다. 건조는 80-150℃의 목표 온도로 2-30분 동안 수행될 수 있다. 건조 또는 예비 건조가 수행되는 경우, 도포된 예비 고정제의 두께 및 도포된 접촉 재료층의 두께는 건조 및 예비 건조의 결과로서 감소될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 접촉 재료층이 도포되고 예비 고정제가 도포된 기판은 기판의 제1 측면이 캐리어를 향하여 배열되는 방식으로 캐리어 상에 위치될 수 있으며, 여기서 예비 고정제 및 가능하게는 접촉 재료층은 적어도 캐리어와 접착 본딩된다. 따라서, 기판은 기판, 예비 고정제, 접촉 재료층, 및 임의로 캐리어를 포함하는 기판 조립체가 다른 생산 위치 또는 추가 공정을 위한 다른 디바이스로 운반될 수 있는 방식으로 캐리어 상에 배치될 수 있다. 예비 고정제 만이 캐리어에 접착 본딩되는 것이 가능하다. 작은 갭이 예를 들어 캐리어와 접촉 재료층 사이에 존재할 수 있다.
캐리어는 기판 조립체가 제1 생산 위치로부터 다른 생산 위치로 또는 제1 제조 디바이스로부터 다른 제조 디바이스로 운반될 수 있도록 보장한다. 캐리어는 예를 들어 캐리어 필름, 특히 낮은 접착 강도를 갖는 캐리어 필름일 수 있다. 웨이퍼 프레임에 걸쳐 UV 테이프를 신장시켜 캐리어를 제조하는 것이 또한 가능하다. 접촉 재료층 및 예비 고정제를 구비한 기판은 이 UV 테이프에 접착하여 부착될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 기판의 하나의 측부 가장자리의 적어도 일 부분은 바람직하게는 캐리어에 부착된 상태에서 탈착될 수 있고, 및/또는 기판은 바람직하게는 캐리어에 부착된 상태에서 구조화 및/또는 탈착될 수 있다. 최종적인 부품의 기하학적 구조, 즉 기판 어댑터 또는 기판 조립체의 최종 기하학적 구조는 결과적으로 접촉 재료층 및 예비 고정제의 도포 후에, 특히 캐리어에 부착된 상태에서 생성될 수 있다. 적어도, 기판의 하나의 측부 가장자리의 부분, 바람직하게는 모두가 기판 조립체의 나머지 또는 기판 어댑터의 나머지로부터 탈착되는 경우, 기판 어댑터가 생성되며, 여기서 기판의 제1 측면은 접촉 재료층으로 완전히 덮히거나, 제1 측면의 표면 전체는 접촉 재료층을 구비한다. 기판 조립체 또는 기판 어댑터의 사용 불가능한 가장자리는 제거된다.
복수의 기판 조립체가 분리에 의해 처음에 더 큰 기판 조립체로부터 생산될 수 있는 것이 또한 가능하다. 기판의 구조화는 예를 들어, 부착될 부품의 기하학적 구조에 기판 및 기판 조립체를 적응시키기 위해 가능하다.
측부 가장자리의 분리 및/또는 기판의 구조화 및/또는 기판의 분리는 바람직하게는 레이저로 수행된다. 극도로 작은 부품은 레이저 절단 공정으로 가공될 수 있다. 또한, 레이저 절단 공정의 도움으로 매우 날카로운 가장자리가 생성될 수 있다.
특히, 기판과 캐리어와 부착된 상태에 있을 때, 접촉 재료층 및/또는 예비 고정제의 적어도 부분은 측부 가장자리의 탈착 중에 및/또는 기판의 구조화 중에 및/또는 기판의 분리 중에 또한 탈착 및/또는 구조화 및/또는 분리될 수 있다. 접촉 재료층이 탈착 및/또는 구조화 및/또는 분리되는 경우, 예를 들어 접촉 재료층의 프레싱(pressing)에 의해 형성된 램프(ramp)가 제거될 수 있다. 또한, 접촉 재료층의 레이저 머시닝 공정은 가능한 가장 균일한 접촉 재료층이 생성되거나 생산되는 것을 가능하게 한다.
기판 조립체의 후속적인 레이저 절단 또는 레이저 머시닝은 무한한 성형 능력을 제공하므로, 본 발명에 따른 방법은 다양한 구조 및 부품 조합의 생산을 가능하게 한다. 예를 들어, 180mm x 180mm 또는 190mm x 190mm의 베이스 영역을 갖는 접촉 재료층이 200mm x 200mm의 치수를 갖는 기판에 도포될 수 있다. 따라서, 측부 가장자리의 탈착 후에, 190mm x 190mm까지의 치수를 갖는 기판 어댑터의 생산이 가능하며, 여기서 이러한 기판의 전체 표면은 접촉 재료층으로 완전히 덮힌다.
접촉 재료층의 접촉 재료는 바람직하게는 보조 소결 제 및 금속 입자, 특히 은 입자를 포함한다. 보조 소결 제는 유기 화합물로 구성되는 것으로 이해된다. 접촉 재료는 결합제 및/또는 지방산을 또한 포함할 수 있다. 결합제는 특히 셀룰로오스 유도체, 예를 들어 메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 에틸메틸 셀룰로오스, 카르복시 셀룰로오스, 및 히드록시프로필 셀룰로오스와 같은 중합체이다.
지방산은 특히 아크릴산(옥탄산), 카프르산(데칸산), 라우린산(도데카노산), 예비스틴산(테트라데칸산), 팔미트산(헥사데카노산), 마가린산(헵타데카노산), 스테아르산(옥타데칸산), 아라키딘산(에이코산산/이코산산), 베헨산(도코산산), 리그노세르산(테트라코산산)일 수 있다.
따라서, 보조 소결제라는 용어는 접촉 재료에 존재하는 지방산 및/또는 결합제 및/또는 유기 화합물을 포함한다. 접촉 재료층의 접촉 재료는 바람직하게는 소결 페이스트, 특히 은 소결 페이스트이다. 예비 고정제는 바람직하게는 동일한 보조 소결제를 포함한다. 금속 입자, 특히 은 입자는 바람직하게는 예비 고정제에 함유되지 않는다.
접촉 재료 및 예비 고정제는 바람직하게는 동일한 보조 소결 제를 포함하기 때문에, 접촉 재료층은 예비 고정 동안 또는 예비 고정제가 접촉 재료층에 도포될 때 접착제와 같은 다른 예비 고정제의 형태로 오염되지 않는다. 따라서, 접촉 재료층과 연관된 바람직하지 않은 오염이 회피된다.
본 발명은 전자 부품에 부착하기 위한 기판 조립체를 설명하는 아이디어에 또한 기초하며, 여기서 기판 조립체는 바람직하게는 본 발명에 따른 전술한 방법으로 생산된다. 본 발명에 따른 기판 조립체는, 제1 측면 및 제2 측면을 갖는 기판을 포함하며, 기판은 특히 금속 시트 또는 금속 밴드 부분, 바람직하게는 구리 시트 또는 구리 밴드 부분, 또는 리드 프레임 또는 DCB 기판 또는 PCB 기판이고, 여기서 접촉 재료층은 기판의 제1 측면의 적어도 부분에 도포되고, 여기서 예비 고정제는 적어도 기판으로부터 멀어지는 방향으로 향하는 접촉 재료층의 한 측면의 부분에 도포된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 접촉 재료층은 기판의 제1 측면 상의 전체 표면 또는 거의 전체 표면에 도포된다.
접촉 재료층의 접촉 재료는 보조 소결 제 및 금속 입자, 특히 은 입자를 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 예비 고정제는 동일한 보조 소결제를 포함한다. 보조 소결 제는 접촉 재료에 있는 지방산 및/또는 결합제 및/또는 유기 화합물로 구성되는 것으로 이해된다.
결합제는 특히 셀룰로오스 유도체, 예를 들어 메틸 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 에틸메틸 셀룰로오스, 카르복시 셀룰로오스, 및 히드록시프로필 셀룰로오스와 같은 중합체이다.
지방산은 특히 아크릴산(옥탄산), 카프르산(데칸산), 라우린산(도데카노산), 예비스틴산(테트라데칸산), 팔미트산(헥사데카노산), 마가린산(헵타데카노산), 스테아르산(옥타데칸산), 아라키딘산(에이코산산/이코산산), 베헨산(도코산산), 리그노세르산(테트라코산산)일 수 있다.
기판의 적어도 한 측면은 금(Au) 또는 니켈-금(NiAu) 또는 은(Ag) 또는 니켈-은(NiAg) 또는 니켈-팔라듐-금(NiPdAu)을 포함하는 재료로 코팅, 특히 아연 도금된다. 설명된 재료가 화학 도금에 의해 기판의 적어도 한 측면에 퇴적되는 것이 또한 가능하다.
다른 실시예에서, 기판 조립체는 특히 캐리어 필름으로서 구현되는 캐리어를 포함하며, 여기서 캐리어는 적어도 예비 고정제와 접착 본딩된다. 접촉 재료의 적어도 부분이 또한 캐리어에 접착 본딩되는 것이 가능하다. 기판은 기판의 제1 측면이 캐리어를 향하도록 배열되는 방식으로 캐리어에 대해 배열된다. 캐리어는 기판 조립체가 제1 생산 위치로부터 다른 생산 위치로 또는 제1 제조 디바이스로부터 다른 제조 디바이스로 운반되는 것을 가능하게 한다. 캐리어는 예를 들어 낮은 접착 강도를 갖는 캐리어 필름일 수 있다. 캐리어가 UV 테이프인 것이 또한 가능하다.
본 발명의 특히 바람직한 실시예에서, 기판의 제1 측면의 전체 표면은 접촉 재료층으로 덮힌다. 본 발명의 다른 실시예에서, 기판이 접촉 재료층이 도포되지 않은 측부 가장자리를 가질 수 있는 것이 또한 가능하며, 여기서 가장자리는 특히 기판의 전체 폭의 20% 이하, 특히 기판의 전체 폭의 10% 이하, 보다 특히 기판의 전체 폭의 5% 이하, 가장 특히 기판의 전체 폭의 1% 이하를 구성하는 폭을 갖는다.
기판 조립체의 구조와 관련하여, 특히 본 발명에 따른 기판 조립체의 이점과 관련하여, 본 발명에 따른 방법과 관련하여 앞선 내용 및 설명이 특히 언급된다.
본 발명은 전자 부품을 기판 조립체에 부착하는 방법을 설명하는 아이디어에 또한 기초한다. 기판 조립체는 특히 본 발명에 따른 기판 조립체 및/또는 본 발명에 따른 설명된 방법을 사용하여 생산된 기판 조립체일 수 있다. 전자 부품을 기판 조립체에 부착하는 본 발명에 따른 방법은:
- 기판의 제1 측면이 전자 부품을 향하도록 배열되는 방식으로 기판 조립체 및 적어도 하나의 전자 부품을 서로에 대해 위치시키는 단계,
- 접촉 재료층의 한 측면의 적어도 부분에 도포된 예비 고정제로 기판 조립체를 적어도 하나의 전자 부품과 예비 고정시키는 단계,
- 기판 조립체를 적어도 하나의 전자 부품에 부착하는 단계를 포함한다.
기판의 제1 측면이 전자 부품을 향하도록 배열되는 방식으로 서로에 대해 기판 조립체 및 전자 부품을 위치시키는 것은 기판 조립체가 전자 부품 상에 배치되는 방식으로 수행될 수 있다. 다른 실시예에서, 전자 부품이 기판 조립체 상에 배치되는 것이 고려될 수 있다.
기판 조립체가 캐리어를 포함하거나 캐리어 상에 배열되는 경우, 기판은 특히 기판 조립체 및 전자 부품이 서로에 대해 위치되기 전에 도포된 접촉 재료층 및 도포된 예비 고정제와 함께 캐리어로부터 탈착된다.
기판 조립체 및 전자 부품이 서로에 대해 위치된 후에, 기판 조립체는 바람직하게는 전자 부품과 예비 고정된다. 이 예비 고정은 기판의 제1 측면의 적어도 부분에 도포되는 예비 고정제의 도움으로 수행된다. 이를 위해, 바람직하게는 열에 노출된다. 바람직하게는 100 - 150℃의 온도가 적용되어, 예비 고정제가 가해진 열에 의해 활성화되고, 따라서 기판 조립체가 전자 부품과 예비 고정될 수 있다. 이러한 예비 고정으로, 컨베이어 벨트의 추력에 의해 전자 부품이 더 이상 흔들리지 않도록, 부착된 전자 부품과 예비 고정된 기판 조립체가 운반을 위해 충분히 안정한 조건을 달성하는 것이 가능하다. 대신, 전자 부품은 예비 고정된 위치에 계속 있다.
도포된 접촉 재료층 및 도포된 예비 고정제와 함께 기판은 노즐의 도움으로 캐리어로부터 탈착될 수 있다. 기판은 픽-앤-플레이스(pick-and-place) 공정의 일부로서 도포된 접촉 재료층 및 도포된 예비 고정제와 함께 전자 부품에 부착될 수 있다. 이것은 단일 단계에서 수행될 수 있다, 즉 기판은 캐리어가 탈착된 직후에 전자 부품 상에 배치될 수 있다. 캐리어로부터의 기판의 탈착 및 전자 부품 상에 접촉 재료층 및 예비 고정제와 함께 기판의 배치가 2개의 분리된 단계로 수행되는 것이 또한 가능하다.
전자 부품은 반도체 또는 DCB 기판 또는 PCB 기판일 수 있다. 전자 부품에 대한 기판 조립체의 부착은 예비 고정 후에 일시적으로 일어난다. 전자 부품에 대한 기판 조립체의 부착은 예를 들어 소결 및/또는 프레싱 및/또는 납땜 및/또는 접착 본딩에 의해 수행될 수 있다. 다시 말해, 기판 조립체는 전자 부품에 대해 소결 및/또는 프레싱 및/또는 납땜 및/또는 본딩되며, 기판 조립체는 바람직하게는 전자 부품에 소결된다. 이 목적을 위해, 기판 조립체에는 특히 은 소결 페이스트의 형태로 접촉 재료층이 구비된다.
전자 부품을 기판 조립체에 부착하는 본 발명에 따른 방법과 관련한 예비 고정제와 관련하여, 예비 고정제에 대한 이전의 설명이 참조된다. 예비 고정제 및 접촉 재료층의 서로에 대한 배열에 관한 이전의 설명이 또한 참조된다.
전자 부품에 고정된 기판 조립체는 바람직하게는 기판 조립체를 전자 부품에 부착하기 위해 공정 노(furnace)에서 운반된다. 공정 노는 예를 들어 가압 소결 노 또는 소결 프레스 또는 리플로(reflow) 노 또는 라미네이팅 노일 수 있다.
다음의 본문에서, 본 발명 및 그 추가 특징은 예시적인 실시예에 기초한 첨부된 개략적인 도면을 참조하여 보다 상세히 설명될 것이다. 도면에서:
도 1-5는 기판 조립체를 생산하는 방법의 개별 단계를 도시한다;
도 6a-8은 제1 실시예에 따라 전자 부품을 기판 조립체에 부착하기 위한 본 발명에 따른 방법의 개별 단계를 도시한다; 그리고
도 9-11은 다른 실시예에 따라 전자 부품을 기판 조립체에 부착하기 위한 본 발명에 따른 방법의 개별 단계를 도시한다.
다음의 본문에서, 동일하고 기능적으로 동등한 파트에는 동일한 참조 번호가 사용될 것이다.
도 1에는 기판(11)이 도시되어 있다. 기판(11)은 제1 측면(12) 및 제2 측면(13)을 갖는다. 기판(11)은 바람직하게는 구리 밴드 부분이다. 구리 합금 밴드 부분이 사용되는 것이 또한 가능하다.
기판(11)은 그 일 측면 또는 양 측면(12 및 13)이 코팅되는 것이 더 제공될 수 있다. 제1 측면(12) 및/또는 제2 측면(13)은 금 또는 니켈-금 또는 은 또는 니켈-은 또는 니켈-팔라듐-금으로 바람직하게는 코팅되고, 특히 아연 도금된다.
도시된 예에서, 기판(11)의 제1 측면(12)은 기판(11)의 반대편의 제2 측면(13)과 평행하게 설계된다.
도 2는 접촉 재료가 기판(10)의 측면(12)에 도포되어 접촉 재료층(15)을 형성하는 것을 도시한다. 접촉 재료층(15)의 접촉 재료는 바람직하게는 소결 페이스트, 특히 은 소결 페이스트이다. 소결 페이스트는 통상적으로 보조 소결제 및 금속 입자로 구성된다. 특히, 금속 입자는 은 입자이다. 보조 소결제는 유기 화합물 및/또는 지방산 및/또는 결합제이다.
접촉 재료층(15)은 프레싱 공정의 도움으로 기판(11)의 제1 측면(12)에 도포될 수 있다. 접촉 재료층(15)은 바람직하게는 기판(11)의 제1 측면(12)의 가능한 최대 영역에 도포된다. 그러나, 좁은 가장자리(19)가 예를 들어 프레싱 공정에서의 선택된 적용 기술로 인해 접촉 재료층(15)으로 덮히지 않은 기판(11) 또는 기판(11)의 제1 측면(12) 상에 남을 수 있다.
가장자리(19)는 바람직하게는 특히 기판(11)의 전체 폭(bS)의 5% 이하를 구성하는 폭(bR)을 갖는다.
도 3에 도시된 바와 같이, 예비 고정제(18)가 접촉 재료층(15)의 제1 측면(16)에 도포된다. 접촉 재료층(15)의 제1 측면(16)은 기판(11) 또는 기판(11)의 제1 측면(12)으로부터 멀어지는 방향으로 향하는 접촉 재료층(15)의 측면이다.
예비 고정제(18)는 액적 형상 요소 또는 타원형 요소의 형태로 접촉 재료층의 제1 측면(16)에 도포된다. 예비 고정제(18)는 접촉 재료층(15)의 접촉 재료와 동일한 보조 소결 재료를 포함한다. 이것의 효과는 기판 조립체(10)가 전자 부품과 접촉하게 될 때 다른 종류의 오염 또는 재료가 접촉 재료층(15)에 도입되지 않는다는 것이다.
도 3에 따르면, 기판 조립체(10)는 기판(11), 접촉 재료층(15), 및 예비 고정제(18)를 포함한다. 기판(11)에 도포되는 접촉 재료층(15)은 40 - 80㎛의 층 두께를 갖는다.
도 4에 도시된 바와 같이, 접촉 재료층(15)이 도포되고 예비 고정제(18)가 도포된 기판(11)은 기판(11)의 제1 측면(12)이 캐리어(20)를 향하도록 배열 된 방식으로 캐리어(20) 상에 위치되며, 여기서 예비 고정제(18)는 캐리어(20)와 적어도 접착 본딩된다. 캐리어(20)는 캐리어 필름일 수 있다. 도시된 예에서, UV 테이프가 웨이퍼 프레임 위로 신장되어, 기판(11)이 접촉 재료층(15) 및 예비 고정제(18)와 함께 이 UV 테이프에 적용된다. 따라서, 도 4에 따른 표현에서, 기판 조립체(10')는 캐리어(20), 기판(11)뿐만 아니라, 접촉 재료층(15), 및 예비 고정제(18)를 포함한다.
도 5는 기판 조립체(10')가 원하는 최종 파트의 기하학적 구조로 된 것을 도시한다. 예를 들어, 레이저의 도움으로 가장자리(19)가 제거된다. 캐리어(20)에 부착 된 상태의 기판(11)은 또한 탈착된다. 컷아웃(cutout, 25)이 기판(10')에 도입되어, 기판 조립체(10')는 3개의 개별적인 기하학적 구조 또는 3개의 더 작은 기판 조립체(10")로 나눠진다. 측부 가장자리(19)가 탈착되고 기판(11)이 분리될 때, 접촉 재료층(15) 및 예비 고정제(18)의 적어도 부분이 또한 탈착되거나 구조화되고 분리된다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 분리된 기판 조립체(10")는 노즐(40)의 도움으로 캐리어(20)로부터 탈착된다. 분리된 기판 조립체(10")는 예를 들어 도 5의 좌측 기판 조립체(10")일 수 있다. 고정제(18)와 캐리어(20) 사이의 접착 본드는 인장력을 기판 조립체(10")에 가함으로써 제거되어, 기판 조립체(10")가 노즐(40)의 도움으로 다시 전자 부품(30)에 부착될 수 있다. 기판 조립체(10") 및 전자 부품(30)은 기판(11)의 제1 측면(12)이 전자 부품(30)을 향하도록 배치되는 방식으로 서로에 대해 위치된다.
도 7에 따르면, 기판 조립체(10")는 접촉 재료층(15)의 제1 측면(16)의 적어도 부분에 도포된 예비 고정제(18)에 의해 적어도 하나의 전자 부품(30)에 예비 고정된다. 따라서, 기판 조립체(10")는 예비 고정제(18)의 도움으로 전자 부품(30)의 제1 측면(31) 상에 예비 고정된다. 예비 고정은 가벼운 압력의 적용 및/또는 열의 적용에 의해 수행될 수 있다. 다른 한편으로, 도시된 실시예에서, 전자 부품(30)의 제2 측면(32)은 추가 층 및/또는 부품이 없다.
도 8에서, 전자 부품(30)은 기판 조립체에 부착된 상태로 표현된다. 예비 고정제(18)는 기판 조립체(10")가 전자 부품(30)에 부착될 때, 특히 소결 및/또는 프레싱 및/또는 본딩할 때 용해된다. 남아있는 것은 모두 접촉 재료층(15)이다. 예비 고정제(18)가 접촉 재료층(15)의 접촉 재료와 동일한 보조 소결제를 포함하기 때문에, 접촉 재료층은 오염되지 않는다. 다시 말해, 공정 후에, 예비 고정제 또는 예비 도포된 접착제는 불활성이고 더 이상 존재하지 않는다.
적어도 하나의 전자 부품을 기판 조립체(10)에 부착하는 방법에 관한 제2 실시예가 도 9-11에 도시되어 있다. 도시된 방법 단계는 통상적으로 도 1-3에 도시된 방법 단계가 선행되며, 여기서 기판(13)은 또한 리드 프레임, DCB, 또는 PCB일 수 있다. 따라서, 도시된 예에서는 캐리어를 포함하지 않는 기판 조립체(10) 상에 2개의 전자 부품(30 및 30')을 위치시키는 것이 가능하다. 전자 부품(30 및 30')은 장착 공정에서 위치된다. 이러한 맥락에서, "픽-앤-플레이스" 공정이 고려될 수 있다.
도 9에 도시된 예에서, 열이 또한 적용될 수 있다. 전자 부품(30 및 30')은 전자 부품(30 및 30')의 제1 측면(31)이 기판(11)의 제1 측면(12) 쪽으로 향하도록 하여, 전자 부품(30 및 30')이 접촉 재료층(15)의 제1 측면(16) 상의 예비 고정제(18)에 의해 기판 조립체(10) 상에 예비 고정될 수 있도록 각각 위치된다. 도 10에 도시된 바와 같이, 전자 부품(30 및 30')은 예비 고정제(18) 또는 예비 도포된 접착제에 의해 추가 공정을 위해 고정된다.
예비 고정 다음에는 전자 부품(30 및 30')에 대한 기판 조립체(10)의 실제 부착이 뒤 따른다. 부착이라는 용어는 기판 조립체(10)를 전자 부품(30 및 30')에 결합하는 의미하는 것으로 이해된다. 부착은 납땜 또는 프레싱 또는 소결 또는 접착 본딩에 의해 수행될 수 있다. 이러한 맥락에서, 기판 조립체(10)가 공정 노, 예를 들어 가압 소결 노 또는 소결 프레스 또는 리플로 노 또는 라미네이팅 노에서 전자 부품(30 및 30')과 함께 소결되는 것으로 생각할 수 있다. 예비 고정제(18)는 거의 완전히 제거되며, 부착 중에, 바람직하게는 소결 중에 연소 및/또는 용융된다. 공정 후에, 예비 도포된 접착제는 비활성이고 더 이상 존재하지 않는다.
이 시점에서, 도 1-11에 따른 실시예와 관련하여 앞선 본문에 설명된 방법 단계 및 요소, 특히 도면에 도시된 세부 사항은 단독으로 또는 임의의 조합으로 본 발명에 필수적인 것으로 청구될 수 있음에 유의해야 한다.
10, 10', 10" 기판 조립체
11 기판
12 제1 측면
13 제2 측면
15 접촉 재료층
16 접촉 재료층의 제1 측면
18 예비 고정제
19 가장자리
20 캐리어
25 컷아웃
30, 30' 전자 부품
31 전자 부품의 제1 측면
32 전자 부품의 제2 측면
40 노즐
bS 기판의 전체 폭
bR 가장자리 폭

Claims (18)

  1. 전자 부품(30; 30')에 부착하기 위한 기판 조립체(10; 10'; 10")를 제조하는 방법으로서,
    - 제1 측면(12) 및 제2 측면(13)을 갖는 기판(11)을 제공하는 단계,
    - 접촉 재료층(15)을 상기 기판(11)의 제1 측면(12)에 도포하는 단계,
    - 적어도 상기 기판(11)으로부터 멀어지는 방향으로 향하는 상기 접촉 재료층(15)의 측면(16)의 부분에 예비 고정제(18)를 도포하는 단계를 포함하고, 접촉 재료층(15)이 도포된 후에, 상기 기판(11)은 측부 가장자리를 갖지 않거나, 상기 접촉 재료층(15)이 도포되지 않은 측부 가장자리(19)를 가지고, 상기 가장자리(19)는 상기 기판(11)의 전체 폭(bS)의 20% 이하 또는 상기 기판(11)의 전체 폭(bS)의 10% 이하 또는 상기 기판(11)의 전체 폭(bS)의 5% 이하 또는 상기 기판(11)의 전체 폭(bS)의 1% 이하의 폭(bR)을 갖는, 전자 부품(30; 30')에 부착하기 위한 기판 조립체(10; 10'; 10")를 제조하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판(11)은 금속 시트 또는 금속 밴드 부분 또는 리드 프레임 또는 DCB 기판 또는 PCB 기판인, 전자 부품(30; 30')에 부착하기 위한 기판 조립체(10; 10'; 10")를 제조하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    제공될 상기 기판(11) 또는 기판 블랭크는 아연 도금 또는 화학 도금에 의해, 금(Au) 또는 니켈-금(NiAu) 또는 은(Ag) 또는 니켈-은(NiAg) 또는 니켈-팔라듐-금(NiPdAu)을 포함하는 재료로, 적어도 일 측면(12; 13)이 코팅되는, 전자 부품(30; 30')에 부착하기 위한 기판 조립체(10; 10'; 10")를 제조하는 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 기판(11)에 도포된 상기 접촉 재료층(15)은 10 - 150㎛ 또는 30 - 100㎛ 또는 40 - 80㎛의 층 두께를 갖는, 전자 부품(30; 30')에 부착하기 위한 기판 조립체(10; 10'; 10")를 제조하는 방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판(11)의 제1 측면(12)이 캐리어(20)를 향하여 배열되는 방식으로, 도포된 접촉 재료층(15) 및 도포된 예비 고정제(18)를 갖는 상기 기판(11)을 상기 캐리어(20) 상에 위치시키고, 상기 예비 고정제(18)는 상기 캐리어(20)와 적어도 접착 본딩되는, 전자 부품(30; 30')에 부착하기 위한 기판 조립체(10; 10'; 10")를 제조하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    a) 상기 기판(11)의 측부 가장자리(19)의 적어도 부분은 상기 캐리어(20)에 부착된 상태에서 탈착되는 것, 및
    b) 상기 기판(11)은 상기 캐리어(20)에 부착된 상태에서 구조화 되는 것 또는 분리되는 것 또는 구조화 및 분리되는 것
    중 적어도 하나인, 전자 부품(30; 30')에 부착하기 위한 기판 조립체(10; 10'; 10")를 제조하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 측부 가장자리(19)의 탈착, 상기 기판(11)의 구조화 및 상기 기판(11)의 분리 중 적어도 하나는 레이저에 의해 수행되는, 전자 부품(30; 30')에 부착하기 위한 기판 조립체(10; 10'; 10")를 제조하는 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 접촉 재료층(15) 및 상기 예비 고정제(18)의 적어도 부분 중 하나 이상은, 상기 측부 가장자리(19)가 탈착될 때, 상기 기판(11)이 구조화될 때 및 상기 기판(11)이 분리될 때 중 적어도 하나일 때, 탈착되는 것, 구조화되는 것 및 분리되는 것 중 적어도 하나인, 전자 부품(30; 30')에 부착하기 위한 기판 조립체(10; 10'; 10")를 제조하는 방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 접촉 재료층(15)의 접촉 재료는 보조 소결제 및 금속 입자를 포함하고, 상기 예비 고정제(18)는 동일한 보조 소결제를 포함하는, 전자 부품(30; 30')에 부착하기 위한 기판 조립체(10; 10'; 10")를 제조하는 방법.
  11. 제1항 또는 제2항에 따라 생산된, 전자 부품(30; 30')에 부착하기 위한 기판 조립체(10; 10'; 10")로서,
    제1 측면(12) 및 제2 측면(13)을 갖는 기판(11)을 포함하며, 기판(11)은 금속 시트 또는 금속 밴드 부분 또는 리드 프레임 또는 DCB 기판 또는 PCB 기판이고, 접촉 재료층(15)이 상기 기판(11)의 제1 측면(12)의 적어도 부분에 도포되고, 예비 고정제(18)가 상기 기판(11)으로부터 멀어지는 방향으로 향하는 상기 접촉 재료층(15)의 측면(16)의 적어도 부분에 도포되고,
    상기 기판(11)의 제1 측면(12)의 표면은 접촉 재료층(15)으로 완전히 덮히거나, 상기 기판은 상기 접촉 재료층(15)이 도포되지 않은 측부 가장자리(19)를 가지고, 상기 가장자리(19)는 상기 기판(11)의 전체 폭(bS)의 20% 이하 또는 상기 기판(11)의 전체 폭(bS)의 10% 이하 또는 상기 기판(11)의 전체 폭(bS)의 5% 이하 또는 상기 기판(11)의 전체 폭(bS)의 1% 이하의 폭(bR)을 갖는, 전자 부품(30; 30')에 부착하기 위한 기판 조립체(10; 10'; 10").
  12. 제11항에 있어서,
    상기 접촉 재료층(15)의 접촉 재료는 보조 소결제 및 금속 입자를 포함하고, 상기 예비 고정제(18)는 동일한 보조 소결제를 포함하는, 전자 부품(30; 30')에 부착하기 위한 기판 조립체(10; 10'; 10").
  13. 제11항에 있어서,
    상기 기판(11)은 아연 도금 또는 화학 도금에 의해, 금(Au) 또는 니켈-금(NiAu) 또는 은(Ag) 또는 니켈-은(Ag) 또는 니켈-팔라듐-금(NiPdAu)을 포함하는 재료로, 적어도 일 측면(12; 13)이 코팅되는, 전자 부품(30; 30')에 부착하기 위한 기판 조립체(10; 10'; 10").
  14. 제11항에 있어서,
    캐리어(20)를 포함하고, 상기 캐리어(20)는 상기 예비 고정제(18)로 적어도 접착 본딩되는, 전자 부품(30; 30')에 부착하기 위한 기판 조립체(10; 10'; 10").
  15. 삭제
  16. 제11항에 따른 기판 조립체(10; 10'; 10")에 적어도 하나의 전자 부품(30; 30')을 부착하는 방법으로서,
    - 기판(11)의 제1 측면(12)이 상기 전자 부품(30; 30')을 향하도록 배열되는 방식으로 상기 기판 조립체(10; 10'; 10") 및 상기 적어도 하나의 전자 부품(30; 30')을 서로에 대해 위치시키는 단계,
    - 접촉 재료층(15)의 측면(16)의 적어도 부분에 도포된 예비 고정제(18)로 상기 기판 조립체(10; 10'; 10")를 상기 적어도 하나의 전자 부품(30; 30')과 예비 고정시키는 단계, 및
    - 상기 기판 조립체(10; 10')를 상기 적어도 하나의 전자 부품(30; 30')에 부착하는 단계를 포함하는, 기판 조립체(10; 10'; 10")에 적어도 하나의 전자 부품(30; 30')을 부착하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    도포된 상기 접촉 재료층(15) 및 도포된 상기 예비 고정제(18)와 함께 상기 기판(11)은 상기 기판 조립체(10; 10'; 10")와 상기 전자 부품(30; 30')이 서로에 대해 위치되기 전에 캐리어(20)로부터 탈착되는, 기판 조립체(10; 10'; 10")에 적어도 하나의 전자 부품(30; 30')을 부착하는 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    적어도 하나의 전자 부품(30, 30')에 부착하는 동안, 상기 기판 조립체(10; 10'; 10")는 상기 적어도 하나의 전자 부품(30, 30')과 소결되는 것, 프레싱되는 것, 납땜되는 것 및 접착 본딩되는 것 중 적어도 하나인, 기판 조립체(10; 10'; 10")에 적어도 하나의 전자 부품(30; 30')을 부착하는 방법.
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