Beschreibung
Verfahren zum strukturierten Aufbringen einer laminierbaren Folie auf ein Substrat für ein Halbleitermodul
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum strukturierten Aufbringen einer laminierbaren Folie auf ein Substrat für ein Halbleitermodul .
Bei vielen Leistungsanwendungen werden Halbleiter in Form von sogenannten Leistungshalbleitermodulen eingesetzt, die eines oder mehrere Halbleite-trbauelemente sowie ggf. zusätzliche Bauelemente enthalten. Je nach Anwendungszweck haben die einzelnen Module ein unterschiedliches Packaging. Unabhängig von der Art des Packaging ist es aber in jedem Falle erforderlich, die Halbleiterbauelemente und ggf. weitere Bauelemente untereinander elektrisch zu verbinden. Des Weiteren sollen die Bauelemente mit externen Anschlusselementen verbunden werden. Ein wesentliches Problem stellt dabei die Verbindungstechnik zwischen den einzelnen Bauelementen dar.
Eine häufig angewandte Verbindungstechnik ist dabei das sogenannte Wirebonding. Mittels Ultraschallenergie werden dabei Drähte aus Aluminium an einer Kontaktfläche aus Aluminium oder Kupfer befestigt, wobei eine intermetallische Verbindung erzeugt wird. Daneben werden mehr oder weniger stark auch noch beispielsweise die ThinPak- , MPIPPS- oder Flip-Chip- Technik eingesetzt. Alle diese Verbindungstechniken haben ihre spezifischen Vor- und Nachteile, wobei bei den meisten Anwendungsfällen die Nachteile überwiegen.
Nachteile der am häufigsten verwendeten Verbindungstechnik, dem Wirebonding, sind beispielsweise der sehr langsame, sehr aufwendige und damit kostenintensive Prozess an sich sowie die hohe Störanfälligkeit sowohl während der Herstellung als auch im Betrieb des Moduls selbst. Der wohl größte Nachteil des Wirebondings ist dabei die Tatsache, dass insbesondere
Halbleiterbauelemente während des Bondens starken mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sind, die zu einer hohen Ausschussrate führen. Darüber hinaus können Wirebonds auch während der nachfolgenden Herstell ingsschritte oder im Be- trieb des Halbleitermoduls leicht brechen, was wiederum die Ausschussrate erhöht bzw. die Zuverlässigkeit des Halbleitermoduls senkt .
Um diese Nachteile zu vermeiden, werden in letzter Zeit häu- fig sogenannte verbindungsdrahtlose Module (wire bondless mo- dules) verwendet, die hauptsächlich, auf der Anwendung von La- miniertechniken beruhen. Ein Beispiel für ein derartiges Modul sowie dessen Herstellungsverfahren ist beispielsweise in der DE 196 17 055 Cl beschrieben.
Ein derartiges Leistungshalbleiter-τnodul umfasst mindestens ein elektrisch isolierendes Substr-at, auf dem Flächen aus e- lektrisch leitendem Material strukituriert sind. Mit diesen Flächen sind Halbleiterbauelemente elektrisch verbunden, wo- bei die Flächen und/oder Halbleiterbauelemente zudem mittelbar oder unmittelbar mit nach außen führenden Anschlusselementen, verbunden sind. Die Halble terbauelemente sind dabei auf einer Seite durch Löten oder mittels Druckkontakt elektrisch mit den strukturierten Flächten verbunden und stehen auf der anderen Seite durch Löten oder- mittels Druckkontakt mit einer flexiblen Leiterplatte in Kontakt. Die Isolation der Anordnung erfolgt durch Laminieren mittels strukturierter I- solationszwischenlagen, wobei Aussparungen für die Halbleiterbauelemente zum Kontaktieren vorgesehen sind. Diese Aus- sparungen können bereits vorher eingebracht werden, wobei dann eine sehr hohe Passgenauigkeit erzielt werden muss. Eine andere Methode besteht darin, eine Isolierzwischenlage ohne Aussparungen aufzulaminieren, und an den dafür vorgesehenen Stellen die Isolation beispielsweise mittels mechanischer Be- arbeitung oder vorzugsweise durch Laser zu entfernen. Dabei wird zwar eine wesentlich höhere Genauigkeiten erzielt, jedoch besteht dann die Gefahr, dass entweder Reste am Unter-
grund verbleiben, die eine Kontaktierung e-trschweren oder sogar verhindern, oder aber dass unter der Zwischenlage liegendes Material, das heißt eine Kontaktierungsfläche oder ein Bauelement, beschädigt wird. Für ein genaues Abtragen ist demzufolge ein verhältnismäßig hoher Zeitaufwand notwendig.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Ne-t-rfahren der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem sowohl ein genaues als auch ein schnelles Abtragen an den dafür vorgesehenen Stellen erfolgen kann.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1. Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand von Unteransprüctien.
Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist dabei, dass eine Trennschicht unmittelbar oder mittelbar (d.h. zum Beispiel mittels am Substrat befestigter Bauelemente) auf das Substrat aufgebracht wird. Die Trennschicht kann dabei selbst durch- gängig oder strukturiert sein. Eine Zwischenschicht wird im
Falle einer durchgängigen Trennschicht auf die Trennschicht und im Falle einer strukturierten TrennschLcht auf die entsprechenden Teile der Trennschicht sowie die von der Trennschicht nicht abgedeckten Teile des Substrats großflächig mittels Laminieren aufgebracht. An Stellen., an denen Aussparungen der Zwischenschicht vorgesehen sind., wird dann die Zwischenschicht geöffnet und die Trennschicht oder zumindest Reste davon an diesen Stellen entfernt.
Beim Öffnen bzw. Abtragen der Zwischenschicht mittels eines
Lasers, aber auch mit allen anderen Abtragiangsverfahren, wird erfindungsgemäß verhindert, dass zum Einen das gesamte Material der Zwischenschicht abgetragen wird, so dass keinerlei Rückstände verbleiben, gleichzeitig aber eine Beschädigung der darunter liegenden Schicht vermieden wdLrd, da die Trennschicht sozusagen als Puffer wirkt. Um die Reste der Trennschicht, die beispielsweise nicht die Stabilität und Bestän-
digkeit der Zwischenschicht hat, können dann, mit "sanfteren" Verfahren abgetragen werden.
Die Trennschicht kann dabei silikonhaltig sein, organische Verbindungen aufweisen oder fotoempfindlich sein (wie auch z.B. Fotolack). Insbesondere wenn eine Strul-cturierung der Trennschicht gewünscht ist, kann diese mittels selektivem Dispensieren oder strukturiertem Dispensieren aufgesprüht, aufgedruckt (Tintenstrahldruck, Siebdruck) oder in einem Li- thographieverfahren erzeugt werden. Auf diese Weise kann ohne großen apparativen Aufwand und mit hoher Prozesssicherheit . die Trennschicht insbesondere im Zusammenhang mit einer gewünschten Struktur aufgebracht werden. Zur Erzeugung einer strukturierten Trennschicht kann aber auch eine fotoempfind- liehe Trennschicht großflächig aufgebracht werden, anschließend entsprechend dem gewünschten Muster belichtet werden. Je nach Verwendung einer fotopositiven oder fotonegativen Schicht können belichtete bzw. unbelichtete Teile der Trennschicht beispielsweise durch Entwickeln und/oder Ätzen ent- fernt werden. Entsprechende Entwicklungs- und Ätzverfahren können aber auch zur Entfernung der Trennsctiicht nach dem Öffnen der Zwischenschicht angewandt werden .
Das Öffnen der Zwischenschicht an den dafür vorgesehenen Stellen, wird bevorzugt durch Laserablation j das heißt wegbrennen der Zwischenschicht mittels Laser eurfolgen. Alternativ kann die Zwischenschicht aber auch durcti mechanische Abrasion (beispielsweise Schleifen, Fräsen, Bohren) oder gegebenenfalls in Verbindung mit einer zusätzZLichen Abdeck- schicht durch chemische Abrasion (z. B. Ätzen) erfolgen. Vorzugsweise wird aber die Zwischenschicht mittels eines Laserstrahls entlang einer geschlossenen Kurve geöffnet und dann das entsprechende, innerhalb der Kurve erzexαgte Segment der Zwischenschicht mechanisch abgehoben oder axisgespült .
Wie bereits erwähnt, können Trennschicht un«d/oder Zwischenschicht über elektrische Bauelemente, elektironische Bauele-
mente oder Kontaktelemente hinweg aufgebracht werden, so dass diese durch die jeweilige Schicht überdeckt werden. Zur Kon- taktierung des jeweiligen Bau- bzw. Kontaktelements kann dann am Ort des Bau- oder Kontaktelements die Zwischensc-hicht ge- öffnet bzw. entfernt werden, so dass durch die dabe entstehende Aussparung hindurch eine Kontaktierung vorgenommen werden kann.
Die Zwischenschicht kann sowohl als Isolationsschicht , als leitende Schicht oder als Isolationsschicht mit leitenden Bereichen ausgeführt werden. Die Isolationszwischensc-hicht weist vorzugsweise wenigstens eines der Materialien. Polyimid, Polyethylen, Polyphenol, Polyetheretherketon oder Ξpoxid auf. Die leitenden Bereiche in der Zwischenschicht können mit lei- tenden Bereichen des Substrates und/oder des jeweiligen Bauelements oder des jeweiligen Kontaktelements verlötet, verschweißt oder elektrisch leitend verklebt sein.
Das Aufbringen der Zwischenschicht erfolgt durch Auftragen derselben und anschließendem Tempern (Laminieren) , -wobei dieses auch im Vakuum oder unter erhöhtem Druck erfolg"en kann.
Dickere Schichten oder leitende Bereiche, die beidseitig isoliert sind, können durch einen Laminierverbund, das heißt durch Laminieren mehrerer Zwischenschichten übereinander, erzeugt werden. Darüber hinaus kann die Zwischenschicht foto- empfindlich ausgeführt werden, so dass die Muster fair die Aussparungen fotolithographisch erzeugt werden können. Die Zwischenschicht kann im Allgemeinen eine Folie sein und im Besonderen eine fotoempfindliche Folie. Schließlich- kann noch nach dem Öffnen und Entfernen der Zwischenschicht und dem Entfernen der Trennschicht ein Reinigungsschritt vorgesehen werden, um beispielsweise das anschließende Kontak ieren zu erleichtern.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren, der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt :
Figur 1 einen allgemeinen Aufbau eines nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Leistungshalb- leitermoduls,
Figur 2 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens, und
Figur 3 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens .
In Figur 1 ist ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Leistungshalbleitermodul in räumlicher Explosionsdarstellung des Schichtaufbaus gezeigt. Ein zumindest einseitig mit einer flächigen Metallisierung beschichtetes Substrat 1 trägt auf der oberen Metallisierungsfläche 2 zwei Haltolei- terbauelemente 3 und 4. Diese sind beispielsweise in einer bestimmten Position aufgelötet oder in einer sonstigen geeigneten Weise positionsgenau befestigt.
Das Halbleiterbauelement 3 (beispielsweise eine Diode) im- fasst einen elektrischen Kontakt 5, während das Halbleiterbauelement 4 (beispielsweise ein IGBT oder Leistungstransistor) drei Kontaktierungsflachen 6 aufweist . Darüber hinaus soll auch die Metallisierungsfläche 2 an einer Stelle 7 kontaktiert werden. Auf den vorgesehenen Kontaktstellen 5, 6, 7 ist während des Herstellungsprozesses zeitweise jeweils eine Trennschicht 8, 9, 10, die aber am fertigen Produkt nicht mehr vorhanden ist und daher in den Zeichnungen nur str±ch- punktiert angedeutet ist, auf die Kupferoberfläche 2 und damit mittelbar auf das Substrat 1 aufgebracht, z.B. aufleimi- niert. In den Randbereichen des Substrats 1 oder bei einer
Strukturierung der Metallisierungsoberfläche 2 kann die Lami- nierung jedoch auch unmittelbar auf das Substrat 1 erfolgen.
An den Stellen, an denen die Kontaktierungen 5, 6 und 7 vorgesehen sind, sind in der zum Laminieren verwendeten und zu-τn Isolieren vorgesehenen Zwischenschicht 9, die durch eine Folie gebildet wird, entsprechende Öffnungen 10 eingebracht . Mit den Öffnungen 10 und damit mit den Kontakten 5, 6, 7 korrespondiere Leiterbahnen 11, die beispielsweise auf einer Folie 12 aufgebracht sind, ergeben zusammen mit dieser eine flexible Leiterplatt. Die Folie 12 kann dabei aus dem gleichen Material bestehen wie die Folie 9, wobei die Folie 9 ei- ne isolierende Zwischenschicht bildet und die Folie 12 aufgrund der beispielsweise als strukturierte Metallisierungen. ausgeführten Leiterbahnen eine teilweise leitende Zwischenschicht bildet. Als isolierendes Material für die Folien 9 und 12 kommt dabei Polyimid, Polyethylen, Polyphenol, Poly- etheretherketon und/oder Epoxid für sich oder in Kombination miteinander infrage .
Als Material für das Substrat 1 ist im Ausführungsbeispiel AlN vorgesehen, jedoch kann jedes andere isolierende Material abhängig vom jeweiligen Anwendungszweck verwendet werden. Avis Metallisierungen kommen vorzugsweise Kupfer- oder Aluminiutra- Metallisierungen in Betracht.
In Figur 2 ist der Verfahrensablauf anhand von im Querschnitt dargestellten Zwischenprodukten dargestellt. Ausgegangen wird dabei von einer Anordnung ähnlich der in Figur 1, wobei zum Zwecke der besseren Darstellung das Halbleiterbauelement 4 aus Figur 1 in der Darstellung nach Figur 2 lediglich eine große Kontaktfläche entsprechend der des Halbleiterbauelemen- tes 3 aufweisen soll.
Figur 2a zeigt ein Substrat 1 mit einer Metallisierung 2, auf die Halbleiterbauelemente 3 und 4 aufgelötet sind. Die Halto- leiterbauelemente 3 und 4 weisen jeweils eine vorgesehene Kontaktstelle 5 bzw. 6 auf. Entsprechend weist die Metallisierung 2 eine vorgesehene Kontaktstelle 7 auf.
Auf die vorgesehenen Kontaktstellen 5, 6, 7 soll Isolationsschicht entsprechend der Isolationsschicht 9 aus Figur 1 derart aufgebracht werden, dass die gewünschten Kontaktstellen 5, 6, 7 frei liegen, wie im Ergebnis in Figur 2h in Drauf- sieht und in Figur 2i im Querschnittgezeigt.
Wie in Figur 2b dargestellt, wird auf die vorgesehenen Kontaktstellen 5, 6, 7 zunächst eine im Vergleich zur Zwischenschicht 9 vorzugsweise leichter aufzubringende und Vorzugs- weise leichter von den Kontaktstellen 5, 6, 7 wieder zu entfernende Trennschicht 8 aufgebracht. Da es sich bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 um ein strukturiertes Aufbringen der Trennschicht 8 handelt, beim dem das Aufbringen nur an den abzudeckenden Stellen vorgesehen ist, empfehlen sich vor allem Lacke und insbesondere Lacke auf organischer Basis. Diese können dann auf einfache Weise unter Umständen unter Zuhilfenahme von entsprechenden mechanischen Masken aufgesprüht oder ähnlich einem Tintenstrahldrucker mittels selek- • tivem Dispensieren oder strukturiertem Dispensieren entspre- chend aufgespritzt werden. In gleicher Weise können aber auch gängige Siebdruckverfahren Anwendung finden. Wie aus Figur 2b ersichtlich ist, erstrecken sich die auf den Halbleiterbauelementen 3, 4 befindlichen Abschnitte der Trennschicht 8 vorzugsweise nicht bis an den seitlichen Rand der Halbleiter- bauelemente 3, 4.
Über die gesamte Anordnung wird auf der Seite der Metallisierung 2 über die Halbleiterbauelemente 3 , 4 sowie über die Trennschicht 8 hinweg die als Folie ausgebildete Zwischen- schicht 9 unter Druck mittels Temperung auflaminiert , so dass die Oberfläche der Zwischenschicht 9 den Höhenverlauf der darunter liegenden Schichten und Elemente abzeichnet, wie dies in Figur 2c gezeigt ist. Indem sich die auf den Halbleiterelementen 3, 4 befindlichen Abschnitte der Trennschicht 8 nicht bis zum Rand der Halbleiterelemente 3, 4 erstrecken, entstehen zwischen diesen und den Abschnitten der Trennschicht 9 Stufen, über die sich die Zwischenschicht 9 er-
streckt, so dass die Zwischenschicht 9 über diese Stufen hinweg erstreckt, was eine gute Anhaftung der Zwischenschicht 9 in diesen Bereichen bewirkt.
Danach wird die Zwischenschicht 9 an den den Kontaktstellen 5, 6, 7 entsprechenden Stellen geöffnet. Dies kann beispielsweise mittels einer Laserablation erfolgen, bei der die oberhalb der Kontaktstellen 5, 6, 7 befindlichen Abschnitte der Zwischenschicht 9 mittels eines Laserstrahls entfernt werden. Das Einbringen von Laserlicht in die genannten Abschnitte der Zwischenschicht 9 bewirkt, dass diese dort verbrannt wird.
Die Laserenergie kann dabei in vorteilhafter Weise etwas stärker als zum Abtragen der Zwischenschicht 9 notwendig ge- wählt werden, da die Trennschicht 8 hier als Puffer wirkt und auch zum Teil mit abgetragen wird.
Jedenfalls kann die Zwischenschicht 9 auf diese Weise zu 100% entfernt werden, ohne aber beispielsweise die Halbleiterbau- elemente 3 und 4 oder die Metallisierung 2 zu beschädigen.
Anstelle der Verwendung eines Laserstrahls können natürlich auch mechanische Verfahren wie beispielsweise Abschleifen, Abfräsen, Abbohren verwendet werden, wobei das beim Laser gesagte auch hier in entsprechender Weise für die Bearbeitungs- genauigkeit gilt.
Am vorteilhaftesten ist aber das Öffnen des gewünschten Bereichs mittels eines Laserstrahls 13 am Umfang des gewünschten Bereichs. Wie ebenfalls aus Figur 2c ersichtlich ist, wird hierzu mittels des Laserstrahls 13 in der Zwischenschicht 9 eine Schnittlinie 14 erzeugt, an der die Zwischenschicht 9 durchtrennt ist. Die Schnittlinie 14 ist vorzugsweise als geschlossene Kurve ausgebildet und kann sich bis in Trennschicht 8 hinein erstrecken, ohne diese jedoch vollstän- dig zu durchtrennen, so dass die Halbleiterbauelemente 3, 4 bzw. die Metallisierung 2 nicht beschädigt werden.
Die Schnittlinien 14 können - wie dargestellt - unter Verwendung eines einzigen Laserstrahls 13 nacheinander oder - wie nicht dargestellt - unter Verwendung mehrerer Laserstrahlen 13 simultan, erzeugt werden.
Figur 2d zeigt eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Figur 2c. Hier ist zu erkennen, dass vorangehend mittels des Laserstrahls 13 bereits Segmente 15 und 16 von der Zwischenschicht 9 abgetrennt wurden. Die um die Segmente 15 und 16 verlaufen- den Schnittlinien 14 sind jeweils als geschlossene Kurve ausgebildet .
Ein weiteres von der Zwischenschicht 9 abzutrennendes Segment 17 ist vom Laserstrahl 13 bereits teilweise abgetrennt, d.h. die Schnittlinie 14 stellt noch keine geschlossene Kurve dar. Zur Vollendung einer geschlossenen Kurve muss der Laserstrahl 13 die Zwischenschicht 9 noch entlang der gestrichelt dargestellte Linie durchtrennen.
Nachdem alle zu entfernenden Segmente 15, 16, 17 vollständig von den restlichen Bereichen der Zwischenschicht 9 abgetrennt sind, liegt eine Anordnung gemäß Figur 2e vor.
Um die Kontaktstellen 5, 6 und 7 freizulegen, müssen die ab- getrennten Segmente 15, 16 und 17 der Zwischenschicht 9 sowie die unter diesen Segmenten befindlichen Abschnitte der Trennschicht 8 entfernt werden, was symbolisch durch Pfeile angedeutet ist .
Das Entfernen der Trennschicht kann beispielsweise durch Einleiten von Lösungsmittel und dann beispielsweise das Heraushebeln oder Herausspülen der mit dem Laserstrahl beim Öffnen definierten Segmente 15, 16, 17 erfolgen.
Bei dem in Figur 2f dargestellten Entfernen der Segmente 15, 16, 17 der Zwischenschicht 9 kann - wie im Fall des Segments 17 - der jeweils unter einem Segment 17 befindliche Abschnitt
der Trennschicht 8 an dem betreffenden Segment 17 haften bleiben und sich zusammen mit diesem von der betreffenden Kontaktstelle 6 ablösen.
Ebenso kann es - wie beim Entfernen der Segmente 15 und 16 - vorkommen, dass sich die Segmente 15, 16 von den darunter liegenden Abschnitten der Trennschicht 8 ganz oder teilweise lösen, so dass die betreffenden Abschnitte der Trennschicht 8 auf den jeweiligen Kontaktstellen 7, 5 zurückbleiben.
Die Trennschicht 8 bzw. die davon verbliebenen Teile können - falls noch nicht geschehen - nun auf im Vergleich zum vorherigen Arbeitsschritt schonendere Weise entfernt werden, so dass die Kontaktstellen 5,6 7 in keiner Weise beeinträchtigt werden. Das Entfernen der verbliebenen Teile der Trennschicht 8 kann beispielsweise mittels Lösungsmitteln, Ätzmitteln und im Falle einer lichtempfindlichen Trennschicht durch Entwickeln entfernt werden.
Nach dem vollständigen Entfernen der Segmente 15, 16, 17 und der darunter befindlichen Abschnitte der Trennschicht 8 liegen die Kontaktstellen 5, 6, 7 frei zugänglich, wie dies in Draufsicht in Figur 2h und in einem Vertikalschnitt in Figur 2i dargestellt ist.
An das Entfernen der Segmente 15, 16, 17 der darunter liegenden Abschnitte der Trennschicht 8 kann sich im Bedarfsfall noch ein spezieller Reinigungsschritt für die Kontaktstellen 5,6 7 (z. B. chemisches Polieren) anschließen. Danach steht die Anordnung für weitere Verfahrensschritte zur Verfügung
Ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die Anordnung gemäß Figur 2b auf andere Weise hergestellt wird, zeigt Figur 3. Ausgehend von der Anordnung gemäß Figur 3a, die der Anordnung gemäß Figur 2a entspricht, wird das Substrat 1 einschließlich der Metallisierung 2 und der Halbleiterbauelemente 3, 4 zumindest auf der Seite, auf der die Kontaktflächen 5, 6, 7 an-
geordnet sind, großflächig mit der Trennschicht 8 überzogen, was in Figur 3b dargestellt ist.
Die Trennschicht 8 besteht dabei vorzugsweise aus Fotolack. Danach erfolgt eine Belichtung nach einem Muster entsprechend den vorgesehenen Kontaktflächen 5, 6, 7 unter Berücksichtigung der speziellen fotochemischen Eigenschaften des verwendeten Fotolacks, nämlich insbesondere abhängig davon, ob es sich um einen Fotopositiv- oder einen Fotonegativlack han- delt. Danach erfolgt die Entwicklung und das Entfernen der
Trennschicht 8 an den nicht erwünschten (belichteten bzw. un- belichteten) Stellen. Dem zur Folge erhält man dann ein Zwischenprodukt, das identisch ist mit dem Zwischenprodukt gemäß Figur 2b. Alle weiteren Schritte entsprechen den Schritten, die bereits anhand der Figuren 2c bis 2i erläuterten wurden.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens neben der einfachen Handhabung ist vor allem auch die Möglichkeit, großflächige Gebiete komplett abzutragen. Beim herkömmlichen Verfahren mittels flächiger Laserablation entstehen beispielsweise hohe Prozesszeiten. Durch die Verwendung einer Trennschicht hingegen ist es jedoch auch möglich, Komponenten mit gleichem Abstraktionsvermögen zu trennen, da die Trennung auch rein mechanisch erfolgen kann. So kann die zu entfernen- de Zwischenschicht beispielsweise nur an einer Stelle geöffnet und dann abgehoben werden, so dass das Öffnen und Entfernen in einem einzigen Schritt erfolgen kann.
Die Trennschicht gemäß der vorliegenden Erfindung wird also bevorzugt entweder auf die Fläche gedruckt oder mittels selektivem Dispensieren oder strukturiertem Dispensieren auf die Fläche aufgesprüht. Vorzugsweise wird hierbei für die Trennschicht ein Mittel verwendet, das genau dosierbar ist und das ohne weitere Benetzung der Untergrundfläche aufge- bracht werden kann, das heißt, dass das Trennmittel nicht auseinander läuft. Bevorzugte Trennmittel sind Silikon und andere organische Schichten. Nach dem Aufbringen der Trenn-
Schicht erfolgt gemäß der Erfindung das Laminieren der Zwischenschicht, die vorzugsweise durch eine Folie gebildet ist. Die Folie wird bei einer bestimmten Temperatur und unter Druck auf den Untergrund laminiert. Vorteilhaft ist dabei, wenn die Folie im Betreich des Trennmittels keine Verbindung zum Untergrund erhält und es somit zu keiner Verbindung der Folie mit dem Untergrund in diesem Bereich kommt.
Danach werden die gewünschten Bereiche der Zwischenschicht geöffnet. Hierzu kann der zu öffnende Bereich mittels eines Lasers umfahren werden. Wichtig ist hierbei, dass der Laser die Trennfläche exakt umfährt und somit ein Abnehmen der Folie möglich ist, ohne dass Folienreste am Untergrund zurückbleiben. Mit dem Laserschnitt kann auch ein Eindringen einer Aktivierungsflüssigkeit oder einer Ätzlösung in die Trennschicht ermöglicht werden, so dass die Trennschicht bei noch bestehender Zwischenschicht entfernt wird. Gegebenenfalls können in einem weiteren Laserschritt dann noch am Rand hochstehende Reste der Folie beseitigt werden. Bei der Verwendung von Silikon als Trennschicht kann dieses mittels chemischer
Lösungsmittel aufgelöst werden und sich so vom Untergrund lösen. Das Abnehmen der geöffneten Bereiche kann dann einfach durch Bewegung in dem Lösungsmittel oder durch mechanisches Abziehen erfolgen. Um die nun freigelegten Bereiche noch von Resten des Trennmittels zu reinigen, kann sich eine Reinigung der Flächen beispielsweise nasschemisch oder mittels Plasmareinigung anschließen, um einen Verbleib von Resten zu verhindern. Darüber hinaus kann das Trennmittel aber auch so ausgebildet sein, dass die Laminierfolie nicht an der Trenn- schicht haftet, so dass ohne den Einsatz von Ätz- und Entwicklungsmittel die Zwischenschicht nach Schneiden des Um- fangs mit dem Laser ohne Weiteres abgenommen werden kann.
Eine andere Ausführungsform nutzt speziell die Kombination mit Halbleiterbauelementen, insbesondere Leistungshalbleiterbauelementen. Um die Kontaktflächen freizulegen, wird hier Fotolack von einer Metalloberfläche abgetragen. Belässt man
diesen Fotolack auf der Oberfläche und laminiert die Folie bereits auf den belichteten Fotolack, so bildet der belichtete Fotolack die Trennschicht. Das Laminieren der Folie erfolgt dann in der üblichen Weise. Beim Öffnen ist es nunmehr nur noch wichtig, alle Kontaktflächen zu erreichen und die zu öffnende Fläche zu umfahren. Das anschließende Abtragen der belichteten Trennschicht kann mittels Entwicklermaterial erfolgen. Das Abtragen der Folie erfolgt im gleichen Prozessschritt durch Ausspülen des abgetrennten und damit freilie- genden Foliensegments. Eine Nachreinigung kann wie oben bereits erwähnt mittels Plasmaätzung erfolgen. Die Besonderheit an dieser Ausführungsform ist die Kombination eines typischen Halbleiterprozesses mit der Folientechnik und der Ausnutzung der Möglichkeit, die belichteten Flächen auch als Trenn- schicht für Fenster bei der Folientechnik zu nutzen.
Neben den oben dargestellten besonders vorteilhaften Ausführungsformen ist es daneben auch möglich, wie in herkömmlicher Weise großflächig, beispielsweise mittels Laserablation oder mechanisch, abzutragen, wobei auch hier die Trennschicht Vorteile gegenüber der herkömmlichen Verfahrensweise hat, da die Trennschicht einen gewissen Schutz für die darunter liegenden Flächen bieten.
Bezugszeichenliste
1 Substrat
2 Metallisierung 3 , 4 Halbleiterbauelemente
5 , 6 , 7 vorgesehene Kontaktstellen
8 Trennschicht
9 Zwischenschicht
10 Trennschicht 11 Leiterbahn
12 Folie
13 Laserstrahl
14 Schnittlinie
15 Segment der Zwischenschicht 16 Segment der Zwischenschicht
17 Segment der Zwischenschicht