WO2005101458A2 - Verfahren und verwendung einer vorrichtung zum aufbringen von beschichtungen auf bandförmigen strukturen in der halbleiterbauteilefertigung - Google Patents

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Ralf Otremba
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Infineon Technologies Ag
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    • H05K2203/1545—Continuous processing, i.e. involving rolls moving a band-like or solid carrier along a continuous production path

Definitions

  • the invention relates to a method for applying coatings to strip-shaped structures in semiconductor component production, these strip-shaped structures having periodically recurring component positions which are to be coated selectively.
  • a selective coating means that the component positions should only be provided with a layer at the intended locations.
  • Providing intended areas with a coating of organic material can be of particular importance in the semiconductor industry.
  • all surfaces of a structure or a component position can be provided with an adhesion-promoting layer, which is to be covered in a so-called "mold process" by a housing-forming plastic cover.
  • the other surfaces for example the surfaces of outer flat conductors, must be kept free of this coating and of the plastic material in order to enable an external electrical connection c3.
  • the semiconductor component for example the surfaces of outer flat conductors, must be kept free of this coating and of the plastic material in order to enable an external electrical connection c3.
  • the object of the invention is to provide a method for applying a layer to band-shaped structures which work reliably and inexpensively and minimize the material consumption.
  • a jet printing device is used for selectively coating a circuit carrier with a coating.
  • a band-shaped structure with several periodically recurring component positions is provided. Each component position has a circuit carrier for a semiconductor component.
  • the circuit carrier can have a flat lead frame or a rewiring substrate.
  • the jet printing device is used for the selective application of a coating to at least one upper side of the individual component positions of the band-shaped structure.
  • the periodically recurring component positions can be selectively coated with an adhesion promoter layer or a corrosion protection layer or an electrical insulation layer.
  • the layer can comprise organic or inorganic material or a metal or can consist of a mixture of these materials.
  • the device comprises at least one jet printer which has one or more electronically controllable jet heads.
  • a control unit is used to align the blasting heads to the component positions to be coated or vice versa, to align the component positions to the blasting heads to be coated.
  • the device can have one coating position or two separate coating positions.
  • a guide mechanism of the device has two separate coating positions for an upper side and a lower side of the band-shaped structures.
  • this device which works with a jet printer, has the advantage that it is applied selectively only to the surfaces of the circuit carrier which later come into contact with a plastic compound, for example in a "mold process".
  • the device has the advantage that, due to a plurality of electronically controllable beam heads, the periodically recurring component positions of the band-shaped structure can be coated with the coating material such as an adhesion promoter simultaneously in a single coating position.
  • This jet printer of the device not only saves coating material, it also shortens the time required for the selective application of coating material, especially since no protective layers have to be applied to the surfaces to be protected from the coating material.
  • the consumption of coating material is minimized by this jet printer of the device, since coating material is applied only at those locations which are to be coated with coating material selectively from the component positions.
  • the device has a dust-free area in which the coating positions are arranged. Such dust-free or low-dust areas are provided with the aid of appropriate pressure increases with filtered air, in order to increase the reliability of the device during the coating process, especially since even the smallest dust particle can cause an incorrect coating.
  • the device for the first and the second position has separately controllable jet printers with corresponding jet heads.
  • the throughput can thus advantageously be increased because the locally offset coating positions are provided for the upper side and the lower side in the device. With the two separately controllable jet printers, it is nevertheless possible to apply both a coating on the top and a coating on the bottom in one coating step.
  • the jet printers have storage containers in which the coating material can be prepared for applying a jet pressure.
  • the device has feed lines to the blasting heads, via which the blasting heads are supplied with coating material, preferably an adhesion promoter. At least one feed line is provided for each of the coating positions.
  • the control unit can have an image recognition and image evaluation unit in order to reliably and selectively monitor and optically monitor the component positions of the band-shaped structure with the coating material.
  • the coating solution suitable for jet printing can have color pigments which have a high recognition rate, in particular in the case of fluorescent color particles.
  • the guide mechanism has deflection drums which ensure that from the entrance to the first coating position for the upper side and at the transition to the second coating position for the underside, the band-shaped structures to be coated are each deflected and selectively closed coating component positions are freely accessible.
  • U-shaped guide rails can also be provided, in which the side edge regions of the band-shaped structures are guided.
  • Such U-shaped rails have the advantage that the band-shaped structures are only touched in their side edge areas, while the surfaces to be coated remain freely accessible. This can also be achieved by appropriate shaping of the deflection drums or by using disk-shaped guides in the edge regions of the drum, via which the band-shaped structures then roll in their side edge regions.
  • a method for applying a thin coating of a few nm up to several ⁇ m layer thickness, preferably 2 nanometers to 50 micrometers, on a circuit carrier has the following method steps. First a band-shaped structure is provided which has several periodically recurring component positions. Each component position has a circuit carrier for a semiconductor component.
  • the band-shaped structure is introduced into a first coating position, and then a simultaneous selective coating is carried out by means of a jet printing process on a plurality of periodically recurring component positions on at least one upper side of the band-shaped structure with a coating material.
  • the band-shaped structure to be coated can be transported to a second coating position and in this second coating position a selective coating is carried out by means of a jet printing process of a plurality of periodically recurring component positions on the underside of the band-shaped structure with a coating material, preferably an adhesion promoter , The strip-like structure selectively coated on both sides with the coating material is then moved out of the second coating position.
  • a coating material preferably an adhesion promoter
  • This method has the fundamental advantage over the previous methods that coating material is only applied where it is required, for example, for a corresponding "mold process". This means that a considerable amount of coating material, for example bonding agent, can be saved. Furthermore, the usual time required to apply protective layers to areas of the tandem-shaped structures that are not to be coated but later to be electrically contacted is completely saved. since such protective layers are no longer required. This jet coating also makes it possible to reach side areas of the structure if the jet heads are designed and aligned accordingly.
  • a drying phase can follow after the coating, after the band-shaped structure has been transported into a corresponding drying device. Cleaning steps can also be carried out in additional positions of the device if appropriate cleaning and solution baths are provided in a corresponding position. Although the absence of dust in these subsequent positions is not as critical as in the coating positions, it may be of interest for the subsequent "molding process" to maintain increased freedom from dust when drying and cleaning.
  • the periodically recurring component positions are selectively coated with the coating material in that an image recognition unit spatially records the component positions and an image evaluation unit controls the beam heads via a control unit in such a way that only those surfaces of the component positions are jet-printed with an adhesion-improving material that are then embedded in a plastic mass or are to be covered.
  • the recognizability of the selective coating can be improved by admixing organic vaccines or coloring and / or fluorescent pigments and / or organic dyes.
  • the jet printing according to the invention ensures that the coating, such as an adhesion promoter, is not applied to undesired areas, for example a flat lead frame.
  • the known inkjet printing technology for applying coating material, such as an adhesion-promoting solution is modified according to the invention, with an additional optical process control being possible by adding a dye to the coating solution.
  • the surfaces of the front side of a flat lead frame can now be printed by means of the jet printer, with a shield ensuring uncontrolled contamination of the coating position.
  • the back of the flat conductor frame for example, as a band-shaped structure, can be printed with a second jet printer and its jet heads in a second coating position.
  • the entire coating system consisting of two coating positions and several jet print heads for each of the coating positions is housed in a housing which is kept dust-free by slight overpressure.
  • the control of the Systems takes place via a control unit, which is simultaneously connected to recognition systems.
  • a drying process with heating and a washing process can be provided downstream.
  • the system can be configured for tapes with individual component positions as well as for six-fold lead frames or strips.
  • Figure 1 shows a schematic diagram of a device for the selective coating of tape-like structures with a coating material such as an adhesion promoter
  • Figure 2 shows a schematic diagram of a device for drying or curing the coating solution
  • Figure 3 shows a schematic diagram for cleaning the band-shaped structures.
  • FIG. 1 shows a basic sketch of a device 35 for the selective coating of band-shaped structures 1 with a coating material.
  • the band-shaped structure has several periodically recurring component positions. Each component position has a circuit carrier for a semiconductor component.
  • the circuit carrier can have a flat lead frame or a rewiring substrate.
  • the device 35 has two coating positions 15 and 16. In the first coating position 15, the top 17 of the band-shaped structure 1 is fen 4, 5, 6 and 7 printed with an organic coating material as selective.
  • the selectively printed layer can bring about an improved or optimized adhesion between the coated surface of the circuit carrier and a plastic housing compound. Furthermore, the layer can serve as a corrosion protection layer, as an electrical insulation layer or as a dielectric for the coated surfaces.
  • This coating material can be colored, so that the control unit 13, which has a detection unit, can be used to precisely monitor the extent to which the jet heads 4, 5, 6 and 7 show the individual periodically recurring component positions of the band-shaped structures 1 of the first coating position 15 on them Have coated top 17.
  • a deflection drum 24 at the entrance of the device 35 brings the band-shaped structure 1 with its upper side 17 into a position opposite to the jet heads 4-7.
  • the jet heads 4-7 are supplied with coating solution from the jet printer 2 via the feed line 20.
  • Protective screens 22 and 23 shield the areas of the coating positions 15 and 16.
  • the coating positions 15 and 16 are accommodated under a common cover 38, which defines a dust-free area 19. In order to keep this area 19 dust-free, filtered air is supplied so that the dust-free area 19 can be kept under a slight overpressure in relation to the surroundings.
  • the device 35 also has a second deflection drum 25, by means of which the band-shaped structure 1 is deflected, in order to enable the underside 18 of the band- shaped structure 1 can be coated.
  • the second coating position 16 has a second jet printer 3, which supplies jet heads 8, 9, 10 and 11 with coating solution via a feed line 21. The coating material is then printed from the nozzles of the jet heads 8, 9, 10 and 11 onto the periodically recurring component positions of the band-shaped structure 1.
  • a further deflection drum 26 at the outlet of the device 35 ensures that the band-shaped structure 1 can be moved to a next position in the transport direction 12.
  • the guide mechanism 14 for guiding the band-shaped structure 1 thus consists of three deflection drums 24-26. With such a device 35 for coating, it is possible to precisely print the band-shaped structures 1 with a coating at those points at which a plastic material is later to be applied and interlocked with the plastic material.
  • FIG. 2 shows a basic sketch of a device 36 for drying or curing the coating solution.
  • the device 36 likewise has three deflection rollers 27, 28 and 29, via which the band-shaped structure is guided through the position 33 for drying.
  • the drying position 33 can be heated by a heater, which is not shown, and can be kept at a curing temperature for the coating.
  • Figure 3 shows a schematic diagram of a device 37 for

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (35) und ein Verfahren zum Aufbringen von einer dünnen organischen oder anorganischen Schicht auf einzelne Bauteilpositionen von bandförmigen Strukturen (1). Diese Schicht kann eine verbesserte oder optimierte Haftung zwischen einer beschichteten Oberfläche und einer Kunststoffgehäusemasse bewirken. Ferner kann die Schicht als Korrosionsschutzschicht, als elektrische Isolationsschicht oder als Dielektrikum für die beschichten Oberflächen dienen. Zum selektiven Aufbringen der Schicht weist die Vorrichtung (35) einen Strahldrucker (2) mit mehreren elektronisch steuerbaren Strahlköpfen (4-7) auf. Der Strahldrucker (2) beschichtet in einer ersten Beschichtungsposition (15) die bandförmigen Strukturen (1) selektiv auf der Oberseite (17) und in einer zweiten Beschichtungsposition (16) selektiv auf der Unterseite (18) der bandförmigen Strukturen (1).

Description

Beschreibung
Verfahren und Verwendung einer Vorrichtung zum Aufbringen von Beschichtungen auf bandförmigen Strukturen in der Halbleiter- bauteilefertigung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen von Beschichtungen auf bandförmige Strukturen in der Halbleiterbauteilefertigung, wobei diese bandförmigen Strukturen perio- disch wiederkehrende Bauteilpositionen aufweisen, die selektiv zu beschichten sind. Ein selektives Beschichten bedeutet, dass die Bauteilpositionen nur an vorgesehenen Stellen mit einer Schicht zu versehen sind.
Das Versehen vorgesehener Stellen mit einer Beschichtung aus organischem Material kann in der Halbleiterindustrie von besonderer Bedeutung sein. Beispielsweise können alle Oberflächen einer Struktur bzw. einer Bauteilposition mit einer haftvermittelnden Schicht versehen werden, die in einem soge- nannten "Mold-Prozess " von einer gehäusebildencüen Kunststoff- asse bedeckt werden sollen. Die übrigen Oberf-lachen, beispielsweise die Oberflächen äußerer Flachleiter, sind jedoch von dieser Beschichtung und von der Kunststoffrnasse freizuhalten, um eine äußere elektrische Verbindung c3.es Halbleiter- bauteils zu ermöglichen.
Diese bekannten Verfahren sehen vor, dass zunächst die nicht zu beschichtenden bzw. freizuhaltenden Flächen beispielsweise eines Flachleiterrahmens oder eines Nutzens seHektiv mit ei- ner Schutzschicht versehen werden. Das selektive Aufbringen von Schutzschichten ist zeitaufwändig und teue-rr . Anschließend kann die haftvermittelnde Beschichtung großflächig aufgetragen werden, was ebenfalls zusätzliche Kosten verursacht, da ein erheblicher Anteil an teurem Beschichtungsmaterial aufgetragen wird, das anschließend mit der Schutzschicht wieder entfernt werden muss, so dass nur auf den nicht von der Schutzschicht bedeckten Bereichen eine haftverbessernde Schicht verbleibt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Aufbringen einer Schicht auf bandförmige Strukturen anzugeben, die zuverlässig und kostengünstig arbeiten und den Material- verbrauch minimieren.
Gelöst wird diese Aufgabe mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Erfindungsgemäß wird eine Strahldrucksvorrichtung zur selektiven Beschichtung eines Schaltungsträgers mit einer Beschichtung verwendet. Eine bandförmige Struktur mit mehreren periodisch wiederkehrenden Bauteilpositionen wird bereitge- stellt. Jede Bauteilposition weist einen Schaltungsträger für einen Halbleiterbauteil auf. Der Schaltungsträger kann einen Flachleiterrahmen oder ein UmverdrahtungsSubstrat aufweisen. Die Strahldrucksvorrichtung wird für ein selektives Aufbringen von einer Beschichtung auf mindestens eine Oberseite der einzelnen Bauteilpositionen der bandförmigen Strukturverwendet.
Die periodisch wiederkehrenden Bauteilpositionen können mit einer Haftvermittlungsschicht oder einer Korrosionsschutz- Schicht oder einer elektrischen Isolationsschicht selektiv beschichtet werden. Die Schicht kann organisches oder anorganisches Material oder ein Metall aufweisen oder kann aus einer Mischung dieser Materialien bestehen. Die Vorrichtung umfasst mindestens einen Strahldrucker, der einen oder mehrere elektronisch steuerbare Strahlköpfe aufweist. Eine Steuereinheit dient dazu, die Strahlköpfe auf die zu beschichtenden Bauteilpositionen oder umgekehrt, die Bauteilpositionen auf die zu beschichtenden Strahlköpfe auszurichten. Die Vorrichtung kann eine Beschichtungsposition oder zwei getrennte Beschichtungspositionen aufweisen. Eine Führungsmechanik der Vorrichtung weist zwei getrennte Beschich- tungspositionen für eine Oberseite und eine Unterseite der bandförmigen Strukturen auf.
Die Verwendung dieser Vorrichtung, die mit einem Strahldrucker arbeitet, hat den Vorteil, dass selektiv nur auf die Flächen des Schaltungsträgers aufgebracht wird, die später beispielsweise in einem "Mold-Prozess " mit einer Kunststoffmasse in Berührung kommen. Darüber hinaus hat die Vorrichtung den Vorteil, dass aufgrund mehrerer elektronisch steuerbarer Strahlköpfe die periodisch wiederkehrende Bauteilpositionen der bandförmigen Struktur gleichzeitig in einer einzelnen Beschichtungsposition mit dem Beschichtungsmaterial wie einem Haftvermittler beschichtet werden können. Mit diesem Strahldrucker der Vorrichtung kann nicht nur Beschichtungsmaterial eingespart werden, sondern es wird auch der Zeitaufwand für ein selektives Aufbringen von Beschichtungsmaterial verkürzt, zumal keine Schutzschichten auf die vor dem Beschichtungsmaterial zu schützenden Oberflächen aufzubringen sind. Darüber hinaus wird der Verbrauch an Beschichtungsmaterial durch diesem Strahldrucker der Vorrichtung minimiert, da nur an den Stellen Beschichtungsmaterial aufgebracht wird, die selektiv von den Bauteilpositionen mit Beschichtungsmaterial zu beschichten sind. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung einen staubfreien Bereich auf, in dem die Beschichtungspositionen angeordnet sind. Derartige staubfreie oder staubarme Bereiche werden mit Hilfe von entsprechenden Druckerhöhungen mit gefilterter Luft bereitgestellt, um die Zuverlässigkeit der Vorrichtung beim BeschichtungsVorgang zu erhöhen, zumal schon das geringste Staubpartikel eine Fehlbe- schichtung verursachen kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung für die erste und die zweite Position getrennt steuerbare Strahldrucker mit entsprechenden Strahlköpfen auf. Damit kann vorteilhafterweise der Durchsatz erhöht werden, weil die örtlich versetzten Beschichtungspositionen für die Ober- seite und die Unterseite in der Vorrichtung vorgesehen sind. Mit den beiden getrennt steuerbaren Strahldruckern ist es dennoch möglich, gleichzeitig sowohl eine Beschichtung auf der Oberseite als auch eine Beschichtung auf der Unterseite in einem Beschichtungsschritt aufzubringen.
Die Strahldrucker weisen Vorratsbehälter auf, in denen das Beschichtungsmaterial für ein Strahldruckaufbringen vorbereitet werden kann. Außerdem weist die Vorrichtung Zufuhrleitungen zu den Strahlköpfen auf, über welche die Strahlköpfe mit Beschichtungsmaterial, vorzugsweise einem Haftvermittler versorgt werden. Für jede der Beschichtungspositionen ist jeweils mindestens eine Zufuhrleitung vorgesehen.
In der Vorrichtung sind darüber hinaus Schutzblenden zwischen den Beschichtungspositionen vorgesehen, die dafür sorgen sollen, dass sich das Beschichtungsmaterial nicht unkontrolliert in den Beschichtungspositionen oder in dem staubfreien Bereich ausbreiten kann. Die Steuereinheit kann eine Bilderkennungs- und Bildauswer- tungseinlieit aufweisen, um selektiv und gezielt ein Bedrucken der Bauteilpositionen der bandförmigen Struktur mit dem Beschichtungsmaterial sicher zustellen und optisch zu überwachen. Dazu kann die für einen Strahldruck geeignete Beschich- tungslösiing Farbpigmente aufweisen, die insbesondere bei fluoreszierenden Farbpartikeln eine hohe Erkennungsrate aufweisen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Füh- rungsmecrianik Umlenktrommeln auf, die dafür sorgen, dass vom Eingang zu der ersten Beschichtungsposition für die Oberseite und beim Übergang zu der zweiten Beschichtungsposition für die Unterseite die zu beschichtenden bandförmigen Strukturen jeweils eine Umlenkung erfahren und die selektiv zu beschichtenden Bauteilpositionen frei zugänglich sind. Anstelle der Führungsmechanik auf der Basis von Umlenktrommeln, können auch U-förmige Führungsschienen vorgesehen werden, in denen die Seitenrandbereiche der bandförmigen Strukturen geführt werden. Derartige U-förmige Schienen haben den Vorteil, dass die bandförmigen Strukturen lediglich in ihren Seitenrandbe- reichen berührt werden, während die zu beschichtenden Flächen frei zugänglich bleiben. Dieses kann auch durch entsprechende Formgebung der Umlenktrommeln oder durch Einsatz von scheibenförmig-en Führungen in den Randbereichen der Trommel erreicht werden, über welche die bandförmigen Strukturen in ihren Seitenrandbereichen dann abrollen.
Ein Verfahren zum Aufbringen von einer dünnen Beschichtung von wenigen nm bis hin zu mehreren μm Schichtdicke, vorzugsweise 2 Nanometer bis 50 Mikrometer, auf einem Schaltungsträger weist die nachfolgenden Verfahrensschritte auf. Zunächst wird eine bandförmige Struktur bereitgestellt, die mehrere periodisch wiederkehrenden Bauteilpositionen aufweist. Jede Bauteilposition weist einen Schaltungsträger für einen Halbleiterbauteil auf.
Die bandförmige Struktur wird in eine erste Beschichtungsposition eingebracht, und anschließend wird ein gleichzeitiges selektives Beschichten mittels eines Strahldruckvorgangs auf mehreren periodisch wiederkehrenden Bauteilpositionen auf mindestens einer Oberseite der bandförmigen Struktur mit einem Beschichtungsmaterial durchgeführt.
Zur Beschichtung der Unterseite des Schaltungsträgers kann die zu beschichtende bandförmige Struktur in eine zweite Be- schichtungsposition transportiert werden und in dieser zweiten Beschichtungsposition wird ein selektives Beschichten mittels eines Strahldruckvorgangs mehrerer periodisch wiederkehrender Bauteilpositionen auf der Unterseite der bandförmigen Struktur mit einem Beschichtungsmaterial, vorzugsweise einem HaftVermittler durchgeführt. Anschließend wird die beiderseits mit dem Beschichtungsmaterial selektiv beschichtete bandförmige Struktur aus der zweiten Beschichtungsposition herausgefahre .
Dieses Verfahren hat den grundlegenden Vorteil gegenüber den bisherigen Verfahren, dass nur dort Beschichtungsmaterial aufgebracht wird, wo es beispielsweise für einen entsprechenden "Mold-Prozess " benötigt wird. Das bedeutet, dass ein erheblicher Anteil an Beschichtungsmaterial, beispielsweise an Haftvermittler, eingespart werden kann. Ferner wird der sonst übliche Zeitaufwand zum Aufbringen von Schutzschichten auf nicht zu beschichtende, später elektrisch zu kontaktierende, Bereiche der toandförmigen Strukturen vollständig eingespart, da derartige Schutzschichten nicht mehr erforderlich sind. Dieses Strahlbeschichten ermöglicht es auch, Seitenbereiche der Struktur zu erreichen, wenn die Strahlköpfe entsprechend ausgebildet und ausgerichtet werden.
Weiterhin kann sich nach dem Beschichten eine Trockenphase anschließen, nachdem der bandförmige Struktur in eine entsprechende Trockenvorrichtung transportiert ist. Auch Reinigungsschritte lassen sich in weiteren zusätzlichen Positionen der Vorrichtung durchführen, wenn entsprechende Reinigungsund Lösungsbäder in einer entsprechenden Position bereitgestellt werden. Zwar ist die Staubfreiheit in diesen nachfolgenden Positionen nicht so kritisch wie in den Beschichtungspositionen, jedoch kann es für den nachfolgenden "Mold- Prozess" von Interesse sein, auch hier eine erhöhte Staubfreiheit beim Trocknen und Reinigen einzuhalten.
Die periodisch wiederkehrenden Bauteilpositionen werden selektiv mit dem Beschichtungsmaterial beschichtet, indem eine Bilderkennungseinheit die Bauteilpositionen räumlich erfasst und eine Bildauswerteinheit die Strahlköpfe über eine Steuereinheit derart steuert, dass ausschließlich solche Flächen der Bauteilpositionen mit einem haftverbessernden Material strahlbedruckt werden, die anschließend in eine Kunststoff- masse einzubetten bzw. abzudecken sind. Die Erkennbarkeit der selektiven Beschichtung kann durch Zumischen von organischen Impfstoffen bzw. von Färb- und/oder Fluoreszenzpigmenten und/oder organischen Farbstoffen verbessert werden.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass ein gezieltes Aufbringen auf einen definierten Bereich beziehungsweise ein Aufbringen einer definierten Beschichtung auch nach einem Bonddraht-Prozess möglich ist. Damit kann beispielsweise die Grenzflächenhaftung aller Bauteilkomponenten einer bandförmigen Struktur zu einer umgebenden Kunststoffmasse gesichert werden. Dabei sind die Bauteilkomponenten aus den unterschiedlichsten Materialien, wie z.B. ein Flachleiterrahmen aus Metall, ein Chip mit integrierter Schaltung aus Halblei- termaterlal, und eine Vielzahl von Bonddrähten oder Flipchip- Kontakten aus unterschiedlichen Metallen in eine Kunststoffmasse einzubetten.
Im Gegensatz zu dem nicht gezielten Aufbringen einer Beschichtung mit den bekannten Verfahren mittels Sprüh- oder Tauchtechnik wird durch das erfindungsgemäße Strahldrucken erreicht, dass die Beschichtung, wie beispielsweise ein Haftvermittler, nicht auf unerwünschten Bereichen, beispielsweise eines Flachleiterrahmens, aufgebracht wird. Dazu wird erfindungsgemäß die bekannte Tintenstrahldrucktechnologie für das Aufbringen von Beschichtungsmaterial wie einer haftvermittelnden Lösung modifiziert, wobei zusätzlich eine optische Prozesskontrolle durch Versetzen der Beschichtungslösung mit einem Farbstoff möglich wird.
Mittels des Strahldruckers können nun die Flächen der Vorderseite beispielsweise eines Flachleiterrahmens bedruckt werden, wobei eine Abschirmung für eine unkontrollierte Ver- schmutzung der Beschichtungsposition sorgt. Die Rückseite des beispielsweise Flachleiterrahmens als bandförmiger Struktur kann mit einem zweiten Strahldrucker und dessen Strahlköpfen in einer zweiten Beschichtungsposition bedruckt werden.
Die ganze Beschichtungsanlage aus zwei Beschichtungspositionen und mehreren Strahldruckköpfen für jede der Beschichtungspositionen ist in einem Gehäuse untergebracht, das durch leichten Überdruck staubfrei gehalten wird. Die Steuerung des Systems erfolgt über ein Steuergerät, das gleichzeitig mit ErkennungsSystemen verbunden ist. Nachgeschaltet kann ein Trocknungsprozess mit Heizung und ein Waschprozess vorgesehen werden. Die Anlage kann sowohl für Bänder mit einzelnen Bauteilpositionen als auch für sechsfache Flachleiterrahmen oder Streifen konfiguriert werden.
Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert .
Figur 1 zeigt eine Prinzipskizze einer Vorrichtung zum selektiven Beschichten von bandförmigen Strukturen mit einem Beschichtungsmaterial, wie einem Haftvermittler;
Figur 2 zeigt eine Prinzipskizze einer Vorrichtung zum Trocknen oder Aushärten der Beschichtungslösung;
Figur 3 zeigt eine Prinzipskizze zum Reinigen der bandförmigen Strukturen.
Figur 1 zeigt eine Prinzipskizze einer Vorrichtung 35 zum selektiven Beschichten von bandförmigen Strukturen 1 mit einem Beschichtungsmaterial .
Die bandförmige Struktur weist mehrere periodisch wiederkehrenden Bauteilpositionen auf. Jede Bauteilposition weist einen Schaltungsträger für einen Halbleiterbauteil auf. Der Schaltungsträger kann einen Flachleiterrahmen oder ein Um- verdrahtungsSubstrat aufweisen.
Die Vorrichtung 35 weist zwei Beschichtungspositionen 15 und 16 auf. In der ersten Beschichtungsposition 15 wird die Oberseite 17 der bandförmigen Struktur 1 mit Hilfe von Strahlköp- fen 4, 5, 6 und 7 mit einem organischen Beschichtungsmateri- als selektiv bedruckt.
Die selektiv bedruckte Schicht kann eine verbesserte oder optimierte Haftung zwischen der beschichteten Oberfläche des Schaltungsträgers und einer Kunststoffgehäusemasse bewirken. Ferner kann die Schicht als Korrosionsschutzschicht, als e- lektrische Isolationsschicht oder als Dielektrikum für die beschichten Oberflächen dienen.
Dieses Beschichtungsmaterial kann eingefärbt sein, so dass über das Steuereinheit 13, das eine Erkennungseinheit aufweist, genau verfolgt werden kann, inwieweit die Strahlköpfe 4, 5, 6 und 7 die einzelnen periodisch wiederkehrenden Bau- teilpositionen der bandförmigen Strukturen 1 der ersten Beschichtungsposition 15 auf ihrer Oberseite 17 beschichtet haben. Eine Umlenktrommel 24 am Eingang der Vorrichtung 35 bringt die bandförmige Struktur 1 mit ihrer Oberseite 17 in eine Position gegenüberliegend zu den Strahlköpfen 4-7. Die Strahlköpfe 4-7 werden über die Zufuhrleitung 20 mit Beschichtungslösung von dem Strahldrucker 2 versorgt. Schutzblenden 22 und 23 schirmen die Bereiche der Beschichtungspositionen 15 und 16 ab.
Die Beschichtungspositionen 15 und 16 sind unter einer gemeinsamen Abdeckhaube 38 untergebracht, die einen staubfreien Bereich 19 definiert. Um diesen Bereich 19 staubfrei zu halten, wird gefilterte Luft zugeführt, damit der staubfreie Bereich 19 unter einem geringen Überdruck gegenüber der Umge- bung gehalten werden kann. Die Vorrichtung 35 weist ferner eine zweite Umlenktrommel 25 auf, über welche die bandförmige Struktur 1 umgelenkt wird, um zu ermöglichen, dass in einer zweiten Beschichtungsposition 16 die Unterseite 18 der band- förmi en Struktur 1 beschichtet werden kann. Dazu weist die zweite Beschichtungsposition 16 einen zweiten Strahldrucker 3 auf, der über eine Zufuhrleitung 21 Strahlköpfe 8, 9, 10 und 11 mit Beschichtungslösung versorgt. Das Beschichtungsmateri- al wird dann aus den Düsen der Strahlköpfe 8, 9, 10 und 11 auf die periodisch wiederkehrenden Bauteilpositionen der bandförmigen Struktur 1 gedruckt.
Eine weitere Umlenktrommel 26 am Ausgang der Vorrichtung 35 sorgt dafür, dass die bandförmige Struktur 1 in Transportrichtung 12 zu einer nächsten Position verfahren werden kann. Die Führungsmechanik 14 für das Führen der bandförmigen Struktur 1 besteht somit in dieser Ausführungsform der Erfindung, wie sie Figur 1 zeigt, aus drei Umlenktrommel 24-26. Mit einer derartigen Vorrichtung 35 zum Beschichten ist es möglich, präzise die bandförmigen Strukturen 1 mit einer Beschichtung an den Stellen zu bedrucken, an denen später eine Kunst toffmasse aufgebracht und mit der Kunststoffmasse verzahnt werden soll .
Figur 2 zeigt eine Prinzipskizze einer Vorrichtung 36 zum Trocknen oder Aushärten der Beschichtungslösung. Die Vorrichtung 36 weist in dieser Ausführungsform der Erfindung ebenfalls drei Umlenkrollen 27, 28 und 29 auf, über welche die bandförmige Struktur durch die Position 33 zum Trocknen geführt wird. Die Trockenposition 33 kann von einer Heizung, die nicht gezeigt ist, beheizt werden und auf einer Aushärtetemperatur für die Beschichtung gehalten werden.
Figur 3 zeigt eine Prinzipskizze einer Vorrichtung 37 zum
Reinigen der bandförmigen Strukturen 1 in einer Reinigungsposition 34. Auch in diesem Falle sind drei Umlenktrommel 30, 31 und 32 vorgesehen, eine Umlenktrommel 30 am Eingang, eine Umlenktrommel 31 in einem Reinigungsbad 39 und eine Umlenk- trommel 32 am Ausgang der Reinigungsvorrichtung 37, um die bandförmige Struktur 1 in Transportrichtung 12 weiter zu transportieren. Ein solches Reinigungsbad 39 kann vorteilhaft sein, wenn beispielsweise während der Trockenphase die von der Beschichtung frei gebliebenen Oberseiten der Komponenten anlaufen. Eine derart dünne Anlaufschicht kann mit Hilfe des Reinigungsbades 39 der Vorrichtung 37 entfernt werden, ohne dass die aufgebrachte Beschichtung beiderseits der bandförmi- gen Struktur angegriffen wird.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Aufbringen von einer Beschichtung auf einem Schaltungsträger wobei das Verfahren folgende Ver- fahrensschritte aufweist: Bereitstellen einer bandförmigen Struktur (1) , die mehrere periodisch wiederkehrenden Bauteilpositionen aufweist, wobei jede Bauteilposition einen Schaltungsträger für einen Halbleiterbauteil auf- weist; Einbringen der zu beschichtenden bandförmigen Struktur (1) in eine erste Beschichtungsposition (ISA- gleichzeitiges selektives Beschichten mittels eines Strahldruckvorgangs auf den wiederkehrenden Bauteilpositionen auf mindestens einer Oberseite (17) der bandförmigen Struktur (1) mit einer Beschichtung.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden weiteren Verfahrensschritte aufweist: Transportieren der zu beschichtenden bandförmigen Struktur (1) in eine zweite Beschichtungsposition (16); gleichzeitiges selektives Beschichten mittels eines Strahldruckvorgangs auf mehreren periodisch wiederkehrenden Bauteilpositionen auf einer Unterseite (18) der bandförmigen Struktur (1) mit einer Be- schichtung; Herausfahren der beiderseits mit dem Beschichtungsmaterial selektiv beschichteten bandförmigen Struktur (1) aus der zweiten Beschichtungsposition (16) .
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die periodisch wiederkehrenden Bauteilpositionen selek- tiv mit einer Schicht beschichtet werden, indem eine Bilderkennungseinheit die Anordnung der Bauteilpositionen räumlich erfasst und eine Bildauswertungseinheit die Strahlköpfe (4-7; 8-11) über eine Steuereinheit (13) derart steuert, dass ausschließlich solche Flächen der Bauteilpositionen mit der Beschichtung strahlbedruckt werden, die anschließend in eine Kunststoffmasse einzubetten bzw. zu bedecken sind.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die periodisch wiederkehrenden Bauteilpositionen selektiv mit einer Haftvermittlungsschicht oder einer Korrosionsschutzschicht oder einer elektrischen Isolationsschicht beschichtet werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beschichtete bandförmige Struktur (1) in eine zusätzliche Position transportiert und dort getrocknet wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beschichtete bandförmige Struktur (1) in eine zu- sätzliche Position (34) transportiert und dort gereinigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Beschichtungspositionen (15 , 16 ) staubfrei gehalten werden
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Positionen (33, 34) staubfrei gehalten werden.
9. Verwendung einer Strahldrucksvorrichtung zur selektiven Beschichtung eines Schaltungsträgers mit einer Beschichtung, wobei mindestens eine Oberseite (17) einer bandförmigen Struktur mit mehreren periodisch wiederkehren- den Bauteilpositionen, die jeweils einen Schaltungsträger für einen Halbleiterbauteil aufweist, selektiv beschichtet wird.
10. Verwendung einer Strahldrucksvorrichtung nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Strahldrucker (2 , 3) zur selektiven Beschichtung der periodisch wiederkehrenden Bauteilpositionen verwendet wird wobei der Strahldrucker einen oder mehrere elektronisch steuerbare Strahlköpfe (4-7; 8-11) aufweist, und eine Steuereinheit (13) zum Ausrichten der Strahlköpfe (4-7; 8-11) auf die zu beschichtenden Bauteilpositionen verwendet wird.
11. Verwendung einer Strahldruckvorrichtung nach Anspruch 9 oder Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberseite (17) und eine Unterseite (18) der periodisch wiederkehrenden Bauteilpositionen selektiv beschichtet werden.
12. Verwendung einer Strahldruckvorrichtung nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, dass eine Führungsmechanik (14) zur Führung die bandförmigen Strukturen (1) von einer erste Beschichtungsposition (15) zu einer zweiten Beschichtungsposition (16) verwen- det wird, wobei eine Oberseite (17) der periodisch wiederkehrenden Bauteilpositionen in der ersten Beschichtungsposition (15) und eine Unterseite (18) der periodisch wiederkehrenden Bauteilpositionen in der zweiten Beschichtungsposition (16) selektiv beschichtet werden.
13. Verwendung einer Strahldrucksvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahldrucker (2,3) für die erste und die zweite Po- sition (15, 16) getrennt gesteuert werden.
14. Verwendung einer Strahldrucksvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass die periodisch wiederkehrenden Bauteilpositionen mit einer Haftvermittlungsschicht oder einer Korrosionsschutzschicht oder einer elektrischen Isolationsschicht selektiv beschichtet werden.
15. Verwendung einer Strahldrucksvorrichtung nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, dass Flächen der Bauteilpositionen mit der Beschichtung strahlbedruckt werden, die anschließend in eine Kunst - Stoffmasse einzubetten bzw. zu bedecken sind.
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