WO2020114788A1 - Verpackungseinheit für ein substrat - Google Patents

Verpackungseinheit für ein substrat Download PDF

Info

Publication number
WO2020114788A1
WO2020114788A1 PCT/EP2019/082023 EP2019082023W WO2020114788A1 WO 2020114788 A1 WO2020114788 A1 WO 2020114788A1 EP 2019082023 W EP2019082023 W EP 2019082023W WO 2020114788 A1 WO2020114788 A1 WO 2020114788A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
substrate
shell
metal
packaging
packaging unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2019/082023
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Jürgen Richter
Richard Wacker
Nadja Pelshaw
Yvonne LÖWER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Heraeus Deutschland GmbH and Co KG
Original Assignee
Heraeus Deutschland GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Heraeus Deutschland GmbH and Co KG filed Critical Heraeus Deutschland GmbH and Co KG
Publication of WO2020114788A1 publication Critical patent/WO2020114788A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
    • H10P72/10—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof using carriers specially adapted therefor, e.g. front opening unified pods [FOUP]
    • H10P72/19—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof using carriers specially adapted therefor, e.g. front opening unified pods [FOUP] closed carriers
    • H10P72/1908—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof using carriers specially adapted therefor, e.g. front opening unified pods [FOUP] closed carriers specially adapted for containing substrates other than wafers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D21/00—Nestable, stackable or joinable containers; Containers of variable capacity
    • B65D21/02—Containers specially shaped, or provided with fittings or attachments, to facilitate nesting, stacking, or joining together
    • B65D21/0209—Containers specially shaped, or provided with fittings or attachments, to facilitate nesting, stacking, or joining together stackable or joined together one-upon-the-other in the upright or upside-down position
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D81/00—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents
    • B65D81/24—Adaptations for preventing deterioration or decay of contents; Applications to the container or packaging material of food preservatives, fungicides, pesticides or animal repellants
    • B65D81/26—Adaptations for preventing deterioration or decay of contents; Applications to the container or packaging material of food preservatives, fungicides, pesticides or animal repellants with provision for draining away, or absorbing, or removing by ventilation, fluids, e.g. exuded by contents; Applications of corrosion inhibitors or desiccators
    • B65D81/266—Adaptations for preventing deterioration or decay of contents; Applications to the container or packaging material of food preservatives, fungicides, pesticides or animal repellants with provision for draining away, or absorbing, or removing by ventilation, fluids, e.g. exuded by contents; Applications of corrosion inhibitors or desiccators for absorbing gases, e.g. oxygen absorbers or desiccants
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
    • H10P72/10—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof using carriers specially adapted therefor, e.g. front opening unified pods [FOUP]
    • H10P72/18—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof using carriers specially adapted therefor, e.g. front opening unified pods [FOUP] characterised by being specially adapted for supporting a single substrate or by comprising a stack of such individual supports
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof
    • H10P72/10—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof using carriers specially adapted therefor, e.g. front opening unified pods [FOUP]
    • H10P72/19—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof using carriers specially adapted therefor, e.g. front opening unified pods [FOUP] closed carriers
    • H10P72/1922—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof using carriers specially adapted therefor, e.g. front opening unified pods [FOUP] closed carriers characterised by the construction of the closed carrier

Definitions

  • the present invention relates to a packaging unit for a substrate, a
  • Packaging stack with such packaging units and a method for packaging a substrate are packaged with such packaging units and a method for packaging a substrate.
  • Ceramic circuit carriers are of particular interest in the field of high-performance electronics due to their high thermal conductivity, high dimensional stability or mechanical strength and high insulation strength.
  • DE 10 2010 018 668 B4 discloses a packaging unit consisting of a packaging for metal-ceramic substrates and a plurality of metal-ceramic substrates, each consisting of a ceramic layer and of individual metallization formed on at least one surface side of the ceramic layer and predetermined breaking lines running between them.
  • DE 10 2012 106 087 B4 discloses a packaging unit for substrates, in particular for metal-ceramic substrates, consisting of a packaging with a lower packaging part made of a flat material and one with a recess in an upper one
  • Bottom portion of the lower packaging part formed receptacle for several or at least one substrate stack or partial stack. Especially for sensitive substrates and especially substrates with sensitive ones
  • the packaging unit for a substrate comprises a tray, a substrate and a lid.
  • the substrate is placed in the bowl.
  • a metal depot is applied to one surface of the substrate and an adhesive point is arranged on the metal depot.
  • the lid is placed on the bowl and has at least one projection which touches the substrate outside the adhesive point and the substrate in a direction perpendicular to the surface of the
  • the substrate can be any carrier material which, for example, is not immediately finished and therefore must first be stored reliably.
  • the substrate can be flat and have a flat, planar structure.
  • the substrate can be a starting material for the production of
  • the substrate has a so-called metal deposit on its surface.
  • the metal depot in other words a metal supply, can comprise or consist of a metal or several different metals in certain mixing ratios, depending on the application.
  • the metal depot can be suitable, for example, for a permanent, firm connection of components, for example by bonding or alloying as a melt to the surface of components and solidifying after cooling, or by being in the form of a sintered material without melting with the surface of components connects.
  • the size and thickness of the metal deposit can be varied depending on the application.
  • the adhesive point can serve to fix, for example, an electronic component on the substrate in order to facilitate a subsequent soldering or sintering process between the electronic component and the substrate.
  • the adhesive point can evaporate and / or decompose without decomposition
  • the packaging unit has a shell.
  • the shell can be trough-shaped to receive the substrate in the interior of the shell.
  • a cover is placed on the shell, which comprises at least one projection in the direction of the interior of the shell.
  • the protrusion can be shaped, for example, in a punctiform manner or in the form of a rectangular depression.
  • the projection can be supported vertically or perpendicularly on the surface of the substrate in order to hold the substrate in the shell. It is important that the protrusion touches the substrate outside the glue point. In other words, the
  • the projection does not touch the adhesive point, neither on the side nor on the top of the
  • the projection can also be placed on the substrate in such a way that it only touches the substrate outside the metal depot.
  • the projection preferably does not touch the metal deposit either on the side or on the top of the metal deposit.
  • the head start can change Support the surface of the substrate so that the protrusion fixes the top of the substrate facing the lid vertically or in the vertical direction. Therefore, a height of the projection from a surface of the cover in the direction of the interior of the shell can vary depending on the number or height of the substrate or substrates inserted.
  • the advantage of the packaging unit according to the invention is that even sensitive substrates can be securely packaged and, in particular, can be stacked in a space-saving manner without touching the adhesive point on the metal depot.
  • the packaging unit according to the invention enables the metal depot and the adhesive point to be applied to the substrate immediately after the substrate has been produced by a manufacturer or processor of the substrate, and the substrate with the metal depot and adhesive point can be sent to a further processor or a user without any problems.
  • further processors or users of the substrate provided with a metal depot and adhesive point can apply a further component directly to the adhesive point of the substrate and, for example by means of a soldering or sintering process, attach the component directly (without any preliminary work for fixing the component).
  • the substrates have generally been manufactured and sold without pre-applied metal or solder deposits. It is therefore not necessary to separate the substrates from one another other than through continuous films.
  • an adhesive point is applied to the substrate which must not be smeared or touched during the packaging and shipping of the parts.
  • the tray according to the invention and the lid according to the invention with at least one projection enable the substrates to be stacked, stored and / or transported in a space-saving manner without touching the adhesive point.
  • at least two substrates are placed in the shell as a stack, and a spacer is placed between the substrates such that the spacer only touches the substrate outside the adhesive point.
  • At least two substrates can be stacked on top of one another in the vertical direction and inserted into the shell as a substrate stack. It is important that the adhesive point of each substrate is not touched or smeared.
  • the spacer can be positioned between two successive substrates to avoid contact between the substrates. In other words, the spacer can be placed on a first substrate and a second substrate can be placed on the
  • Spacers must be placed.
  • the spacer can be placed on the first substrate such that the spacer only touches the first substrate outside of the adhesive point.
  • the spacer preferably does not touch the metal deposit either to the side or to the top of the metal deposit.
  • the spacer can have at least one cutout, so that the spacer can be placed on the surface of the first substrate without touching the adhesive point.
  • the second substrate can be placed on the spacer, the spacer touching an underside of the second substrate.
  • the “underside” can be a surface of the substrate on which neither metal depot nor adhesive point is placed.
  • a “top” can be a surface of the substrate on which the metal depot and the adhesive point are applied.
  • the spacer can be smaller than or the same size as the substrate.
  • the outer dimensions of the spacer can be at most as large as the outer dimensions of the substrate. More precisely, an outer circumference or one
  • the outer contour of the spacer can be smaller than or the same size as a
  • the spacer or the cutout of the spacer can contribute to the substrates being able to be stacked, stored and / or transported without touching the adhesive point.
  • a spacer can therefore be applied to an uppermost layer of the substrate stack in order to avoid the adhesive point or metal deposit touching the cover.
  • the spacer can be web-shaped.
  • the spacer can have at least one cutout, preferably a plurality of cutouts and intermediate bridges or guide strips, which connect the cutouts.
  • the cutouts can have an identical shape and the shape can be rectangular, round, oval or similar. Each of the cutouts can also have different shapes.
  • the cutouts can be used to ensure that the adhesive point on the metal depot remains unaffected despite the stacking of substrates and spacers and is therefore not smeared.
  • the spacer can be made of plastic or cardboard.
  • the spacer can be made from rolled goods. In this way, the
  • Spacers can be manufactured inexpensively and easily.
  • the shell comprises a base and a peripheral wall, which has a smaller outer dimension in the direction of the base than at its free end.
  • the peripheral wall of the first shell can be conical, so that the wall widens in the direction of the free end of the shell.
  • the bottom of the bowl may have a rectangular shape to accommodate a substrate that is substantially rectangular.
  • the peripheral wall of the bowl can be perpendicular to the bottom of the bowl or gradually widen from the floor towards the free end of the bowl.
  • the bowl can provide a lateral play in which, for example, a gripping mechanism can move freely, so that the substrate or the stack of substrates can be easily inserted into or out of the bowl can be removed.
  • the bottom of the bowl can have the same outer dimension as the substrate to hold the substrate to the bottom.
  • the shell can be made of plastic or cardboard. In this way, the shells can be manufactured inexpensively, easily and simply.
  • the shell materials can be made transparent.
  • the lid has at least one centering element for attaching the lid to the shell.
  • the centering element can be, for example
  • snap connection can be understood in such a way that two elements can be detachably combined with simple form-fitting joining.
  • the shell can comprise a centering element receptacle, which can deform elastically with the centering element of the cover in order to be able to engage with one another.
  • the lid can, for example, have at least one bulge on its surface in the direction of the interior of the shell, which can be joined together with a recess provided on the top of the shell in order to secure the lid in a predetermined position on the shell.
  • the shell and the lid are shaped differently.
  • the cover can, for example, be trough-shaped in order to cover the shell in a form-fitting manner.
  • the cover can comprise a recessed bottom with a circumferential wall, the bottom having at least one projection for fixing the substrate.
  • the circumferential wall of the lid can thus bear against the circumferential wall of the shell.
  • a height of the peripheral wall of the lid can be less than a height of the shell, so that there is sufficient space in the interior of the shell for a substrate or a stack of substrates.
  • the shell and the lid are made in one piece.
  • the shell and the lid can, for example, by injection molding, extrusion, injection blow molding or similar things are made.
  • the shell and the lid can be made in one piece, ie together and together, or initially made separately and permanently connected in one piece by welding or gluing.
  • the lid can be, for example, a hinged lid with a film hinge. In this way, the shell can be closed immediately after the substrate or stack of substrates has been inserted into the shell.
  • At least two substrates or substrate stacks can be
  • the separating element can protrude from the peripheral wall of the shell in the direction of the interior of the shell in order to subdivide the interior of the shell into at least two parts.
  • the separating element can also be a separate element, which can be inserted, for example, into the shell and clamped in through the peripheral wall of the shell. In this way, several substrate stacks can be stored and / or transported in a space-saving manner.
  • the substrate is a metal-ceramic substrate and comprises a ceramic layer and at least one metallization layer, the metal depot being applied to the metallization layer. In one embodiment, this includes
  • the metal-ceramic substrate comprises a ceramic layer and two metallization layers, and both metallization layers have an external surface to which a metal deposit is applied.
  • metal ceramic substrate can be understood to mean that the substrate is made of ceramic and by various methods such as direct copper bonding (usually referred to as DCB method), direct aluminum bonding (usually referred to as DAB method) or Active metal brazing (usually as AMB Process called) can be metallized.
  • Suitable materials for the ceramic substrate are, for example, an oxide, a nitride, a carbide, or a mixture or composite of at least two of these materials, in particular, if appropriate, doped
  • Composite material obtained from ceramic substrates is also referred to as a metal-ceramic substrate or metal-ceramic composite. If it was manufactured using a DCB process, for example, the term “DCB substrate” is often used.
  • the substrate can be a direct copper bonding (DCB) or a direct aluminum bonding (DAB) substrate, which enables a good electrical and thermal connection of electronic components and chips via copper or aluminum.
  • DCB direct copper bonding
  • DAB direct aluminum bonding
  • the adhesive point is designed to fix an electronic component on the substrate, and the adhesive point is smearable at room temperature.
  • Smearable means that the adhesive point can, for example, have dried on the metal depots after application, but does not become hard or hard in the air, but remains sticky or greasy.
  • the smearable adhesive point is neither completely solid nor completely liquid. It can have a certain viscosity, so that, for example, a further component applied to the adhesive point cannot move or slide independently even when the substrate is, for example, at an angle of 90 °.
  • the metal ceramic substrate can be suitable for an electronic application in which an electronic component, for example a chip, a switch, a lighting element, a capacitor, a resistor or the like, is applied.
  • an electronic component for example a chip, a switch, a lighting element, a capacitor, a resistor or the like.
  • the substrate can also have a metal depot and an adhesive point on both sides. This means that the substrate can have a metal depot and also an adhesive point on both its top and bottom.
  • the shell and the spacer may be configured so that the vertically upward glue point does not come into contact with an inside of the lid or a substrate placed thereon and the vertically downward glue point does not come into contact with the bottom of the bowl or a underlying substrate.
  • the metal depot comprises a solderable or sinterable metal or a solderable or sinterable alloy.
  • the metal depot can also be used as a solder or
  • Sinter depot can be understood and have a certain volume or be a metal / alloy layer.
  • the metal depot can be applied to the metal ceramic substrate by soldering, for example by vacuum soldering in an active atmosphere with formic acid activation.
  • the metal depot can be applied to the metal ceramic substrate by sintering or sintering.
  • the metal depot can be applied to the metal ceramic substrate in a defined volume, at a defined position and with a defined shape. In this way, the metal-ceramic substrate can be processed further without metal paste printing and / or a cleaning process. This enables a further component, for example a chip, a switch, a lighting element, a
  • Capacitor, a resistor or the like can be applied in a simplified manner to the substrate or metal depot and can be attached there, for example, without the use of auxiliaries such as fluxes, cleaning agents and the like.
  • the substrate comprises a plurality of side by side
  • the substrate can be in the form of a single substrate.
  • the substrate can have one or more (preferably linear) predetermined breaking lines which divide the substrate into two or more areas.
  • the spacer can be cell-shaped or grid-like between the
  • the tray has a desiccant, for example, between the bottom of the tray and the substrate for storing the substrate dry.
  • the desiccant can be used to remove moisture from the shell and / or to protect the substrate from oxidation.
  • the drying agent can be, for example, silica gel, zeolites, aluminum oxide, potassium carbonate or the like.
  • the tray may include a recess in the bottom for inserting the desiccant. The depth of the depression can be set up in such a way that the desiccant inserted does not touch the underside of the substrate.
  • the present invention further comprises a packaging stack which comprises a multiplicity of stacked packaging units.
  • Configuration of the substrate and the spacer may make it possible for a large number of substrates and spacers to be stacked on one another in a space-saving manner.
  • the spacers for example in the form of a grid, can make it possible for the adhesive points on the metal deposits to be stacked despite the stacking of a plurality of substrates and spacers
  • the packaging stack can vary depending on the application and
  • Storage capacity have any number of packaging units and thus any number of substrates, spacers and trays with lids.
  • a damping element for cushioning an impact is inserted between the packaging units.
  • the damping element can be made of a material that can absorb a mechanical shock.
  • the material can be made of any material that can absorb a mechanical shock.
  • Damping element can e.g. be block-shaped or wave-shaped.
  • the stack of packaging can thus be stacked in a more compact, space-saving and safe manner.
  • the present invention further comprises a method for packaging a substrate.
  • the process includes the following steps:
  • a metal depot is applied to one surface of the substrate and an adhesive point is arranged on the metal depot.
  • the lid has at least one projection which touches the substrate outside the adhesive point and fixes the substrate in a direction perpendicular to the surface of the substrate.
  • the method further comprises the steps:
  • the spacer is inserted between the substrates in such a way that it only touches the substrate outside the adhesive point.
  • Figure 1 shows a packaging unit according to an embodiment.
  • Figure 2 shows a packaging unit according to an embodiment.
  • Figure 3 shows a shell according to one embodiment.
  • Figure 4 shows a lid according to an embodiment.
  • Figure 5 shows a packaging unit according to an embodiment.
  • Figure 6 shows a packaging unit according to an embodiment.
  • FIG. 7 shows a packaging unit according to a further embodiment.
  • Figure 8 shows a stack of packaging according to one embodiment.
  • FIG. 9 shows a metal ceramic substrate stack according to one embodiment.
  • FIG. 10 shows a metal ceramic substrate according to one embodiment.
  • FIG. 1 and FIG. 2 show a packaging unit 10 for a metal ceramic substrate 1.
  • the packaging unit 10 comprises a shell 5, a substrate 1 and a cover 6.
  • the substrate 1 can be produced by a direct copper bonding (DCB) method or direct aluminum bonding (DAB) Processes are produced and comprise a plurality of individual substrates arranged next to one another (in FIG. 2).
  • the substrate 1 is placed in the shell 5.
  • a metal depot 2 is applied to a surface of the substrate 1 and an adhesive point 3 is arranged on the metal depot 2 (in FIG. 10).
  • the cover 6 is placed on the dish 5 and has at least one projection 63 (in FIG. 6) which contacts the substrate 1 outside the adhesive point 3 and fixes the substrate 1 in a direction perpendicular to the surface of the substrate 1.
  • the metal ceramic substrate 1, 1 ' has at least one
  • Metal ceramic substrate 1, 1 ' preferably has a total of two metallization layers, namely the metallization layer 12, 12' and another one, not shown
  • a metal depot 2, 2 ' is applied to an upper side of the metallization layer 12, 12' and on the
  • Metal depot 2, 2 'an adhesive point 3, 3' is arranged.
  • the adhesive point 3, 3 ' is sticky and smearable at room temperature or in air. On the glue point 3,
  • an electronic component for example a chip, illuminant, resistor, capacitor, etc.
  • the shell 5 and the lid 6 can be made in one piece from plastic or cardboard (not shown), but they are shaped differently.
  • the shell 5 comprises a base 51 and a circumferential wall 52.
  • the circumferential wall 52 extends from the base 51 to a wall height in which at least one substrate 1, preferably a substrate stack, is enclosed.
  • the peripheral wall 52 has a smaller outer dimension in the direction of the base 51 than at its free end.
  • the substrate stack can comprise at least two substrates 1, G, a spacer 4 being inserted between the substrates 1, G such that the spacer 4 only touches the substrate 1 outside the adhesive point (in FIG. 9).
  • the substrates 1, G each comprise a metal depot 2, 2 'and an adhesive point 3, 3' is arranged on each of the two metal depots 2, 2 '.
  • the spacer 4 is web-shaped or grid-shaped and placed on the first substrate 1 such that the spacer 4 only touches the first substrate 1 outside of the adhesive point 3.
  • the spacer 4 can be made of rollable plastic or cardboard.
  • a thickness or height of the spacer 4 can be between 200 and 1000 pm, preferably between 300 and 800 pm, so that a lower limit of the thickness of the spacer 4 is a sum of the metal deposit 2, the adhesive point 3 and possibly
  • the upper limit of the thickness of the spacer 4 can also be designed such that a starting material for the spacer 4 can be rolled up. If at least one substrate 1, 1 'comprises a plurality of individual substrates arranged next to one another, the spacer 4 frames the individual substrates, so that the adhesive dots 3 are not touched (in FIG. 2).
  • the shell 5 also has a recess 53, into which a desiccant 8 is inserted between the bottom 51 of the shell 5 and the substrate 1 for the dry storage of the substrate 1.
  • a height of the depression 53 can be set up in such a way that the desiccant 8 inserted does not form an underside of the substrate 1 touched.
  • the desiccant 8 can be used to extract moisture from the shell 5 and / or to protect the substrate 1 from corrosion.
  • FIG 4 shows the lid 6, which is placed on the shell 5 in order to close the shell 5 tightly.
  • the cover 6 can be set up in the form of a trough.
  • the cover 6 can comprise a recessed bottom 61 with a circumferential wall 62.
  • the peripheral wall 62 of the lid 6 can rest against the peripheral wall 52 of the shell 5.
  • the bottom 61 has at least one projection 63 for fixing the substrate or substrate stack 1.
  • a height of the projection 63 of the cover 6 can, however, be less than the height of the shell 5, so that there is sufficient space in the interior of the shell 5 for a substrate 1, preferably for a substrate stack.
  • the lid 6 also has at least one centering element 9, which is preferably formed in the bottom 61 of the lid 6, but outside the projection 63, in order to fasten the lid 6 on the shell 5.
  • the shell 5 can comprise a corresponding centering element receptacle 91 (in FIG. 3).
  • Figure 5 shows a side view of the packaging unit 1 and Figure 6 shows an enlarged view of Figure 5, in which an arrangement of the substrate 1, the tray 5 with the desiccant 8 and the lid 6 is shown. As shown in FIG. 5, the substrate 1 is fixed by the projections 63 of the cover 6.
  • FIG. 7 shows a shell 5 which enables at least two substrates or
  • Stack of substrates can be placed side by side in the bowl.
  • the shell comprises at least one separating element 54, which is set up to space the substrates or substrate stacks.
  • the separating element 54 can protrude from the peripheral wall 52 of the shell 5 in the direction of the interior of the shell 5 in order to subdivide the interior of the shell 5 into at least two parts.
  • Figure 8 shows a stack of packaging containing a plurality of stacked one on top of the other
  • A can be between the packaging units 10
  • Damping element 7 can be inserted, which is set up to cushion a shock.
  • the damping element 7 can e.g. be block-shaped or wave-shaped and
  • Each divided area in the shell can comprise a recess 53 in its bottom 51 for inserting the desiccant 8.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Packaging Frangible Articles (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verpackungseinheit für ein Substrat, einen Verpackungsstapel mit solchen Verpackungseinheiten und ein Verfahren zur Verpackung eines Substrats. Die Verpackungseinheit für ein Substrat umfasst eine Schale, ein Substrat und einen Deckel. Das Substrat ist in die Schale eingelegt. Auf eine Oberfläche des Substrats ist ein Metalldepot aufgebracht und auf dem Metalldepot ist ein Klebepunkt angeordnet. Der Deckel ist auf die Schale aufgesetzt und weist mindestens einen Vorsprung auf, der das Substrat außerhalb des Klebepunkts berührt und das Substrat in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche des Substrats fixiert.

Description

Verpackungseinheit für ein Substrat
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verpackungseinheit für ein Substrat, einen
Verpackungsstapel mit solchen Verpackungseinheiten und ein Verfahren zur Verpackung eines Substrats.
Hintergrund der Erfindung
Keramikschaltungsträger sind aufgrund ihrer hohen Wärmeleitfähigkeit, hohen Formstabilität bzw. mechanischen Festigkeit sowie ihrer hohen Isolationsfestigkeit insbesondere im Bereich der Hochleistungselektronik von Interesse.
DE 10 2010 018 668 B4 offenbart eine Verpackungseinheit aus einer Verpackung für Metall- Keramik-Substrate und mehrere Metall-Keramik-Substrate, jeweils bestehend aus einer Keramikschicht und aus auf wenigstens einer Oberflächenseite der Keramikschicht gebildeten Einzelmetallisierung und zwischen diesen verlaufenden Sollbruchlinien.
DE 10 2012 106 087 B4 offenbart eine Verpackungseinheit für Substrate, insbesondere für Metallkeramiksubstrate, bestehend aus einer Verpackung mit einem aus einem Flachmaterial hergestellten Verpackungsunterteil und einer von einer Vertiefung in einem oberen
Bodenabschnitt des Verpackungsunterteils gebildeten Aufnahme für mehrere oder wenigstens einen Substratstapel oder Teilstapel. Besonders für empfindliche Substrate und insbesondere Substrate mit empfindlichen
Oberflächen oder Oberflächenabschnitten können diese Verpackungen aber noch verbessert werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verpackungseinheit für Substrate bereitzustehen, mit welcher auch empfindliche Substrate sicher verpackt werden können.
Diese Aufgabe wird durch eine Verpackungseinheit für ein Substrat, einen Verpackungsstapel mit einer Vielzahl solcher Verpackungseinheiten und ein Verfahren zur Verpackung eines Substrats nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.
Die Verpackungseinheit für ein Substrat umfasst eine Schale, ein Substrat und einen Deckel. Das Substrat ist in die Schale eingelegt. Auf eine Oberfläche des Substrats ist ein Metalldepot aufgebracht und auf dem Metalldepot ist ein Klebepunkt angeordnet. Der Deckel ist auf die Schale aufgesetzt und weist mindestens einen Vorsprung auf, der das Substrat außerhalb des Klebepunkts berührt und das Substrat in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche des
Substrats fixiert.
Das Substrat kann ein beliebiges Trägermaterial sein, welches zum Beispiel nicht sofort fertig verarbeitet wird und daher zunächst zuverlässig aufbewahrt werden muss. Das Substrat kann flächenförmig ausgebildet sein und eine flache ebene Struktur aufweisen. Beispielsweise kann das Substrat in der Halbleitertechnik ein Ausgangsmaterial für eine Fertigung von
Elektronikmodulen sein. Das Substrat weist auf seiner Oberfläche ein sogenanntes Metalldepot auf. Das Metalldepot, in anderen Worten ein Metallvorrat, kann je nach Einsatzzweck ein Metall oder mehrere verschiedene Metalle in bestimmten Mischungsverhältnissen umfassen oder daraus bestehen. Das Metalldepot kann beispielsweise für eine dauerhafte, feste Verbindung von Bauteilen geeignet sein, beispielsweise indem es sich als Schmelze mit der Oberfläche von Bauteilen verbindet bzw. legiert und nach Abkühlung erstarrt oder indem es sich im Sinne eines Sintermaterials ohne zu schmelzen mit der Oberfläche von Bauteilen verbindet. Größe und Dicke des Metalldepots können je nach Einsatzzweck variiert werden.
Auf dem Metalldepot ist ein Klebepunkt angeordnet. Der Klebepunkt kann dazu dienen, ein zum Beispiel elektronisches Bauteil auf dem Substrat zu fixieren, um einen darauffolgenden Löt- oder Sintervorgang zwischen dem elektronischen Bauteil und dem Substrat zu erleichtern. Der Klebepunkt kann beim Verlöten oder beim Sintern des elektronischen Bauteils mit dem Substrat unzersetzt verdampfen und/oder sich unter Zersetzung
verflüchtigen, sodass der Klebepunkt keine oder keine störenden Rückstände hinterlässt.
Die Verpackungseinheit weist eine Schale auf. Die Schale kann wannenförmig ausgebildet sein, um das Substrat im Innenraum der Schale aufzunehmen. Auf die Schale ist ein Deckel aufgesetzt, der mindestens einen Vorsprung in Richtung des Innenraums der Schale umfasst. Der Vorsprung kann beispielsweise punktförmig oder in Form einer rechteckigen Vertiefung geformt sein. Der Vorsprung kann sich vertikal bzw. senkrecht an der Oberfläche des Substrats abstützen, um das Substrat in der Schale festzuhalten. Dabei ist es wichtig, dass der Vorsprung das Substrat außerhalb des Klebepunkts berührt. In anderen Worten, der
Vorsprung berührt den Klebepunkt nicht, weder seitlich noch an der Oberseite des
Klebepunkts. Auf diese Weise wird erreicht, dass der Klebepunkt nicht verschmiert wird. Der Vorsprung kann auch so auf das Substrat aufgelegt sein, dass er das Substrat auch nur außerhalb des Metalldepots berührt. Bevorzugt berührt der Vorsprung das Metalldepot weder seitlich noch an der Oberseite des Metalldepots. Der Vorsprung kann sich jedoch an der Oberfläche des Substrats abstützen, sodass der Vorsprung die Oberseite des Substrats, die dem Deckel zugewandt ist, senkrecht bzw. in vertikaler Richtung fixiert. Daher kann eine Höhe des Vorsprungs von einer Oberfläche des Deckels in Richtung des Innenraums der Schale je nach Anzahl bzw. Höhe des oder der eingelegten Substrate variieren.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Verpackungseinheit liegt darin, dass auch empfindliche Substrate sicher verpackt und insbesondere platzsparend gestapelt werden können, ohne den Klebepunkt auf dem Metalldepot zu berühren. Die erfindungsgemäße Verpackungseinheit ermöglicht, dass das Metalldepot und der Klebepunkt unmittelbar nach dem Herstellen des Substrats durch einen Hersteller oder Weiterverarbeiter des Substrats auf das Substrat aufgebracht werden können und das Substrat mit Metalldepot und Klebepunkt problemlos an einen Weiterverarbeiter oder einen Anwender verschickt werden kann. Auf diese Weise können Weiterverarbeiter oder Anwender des mit Metalldepot und Klebepunkt versehenen Substrats ein weiteres Bauteil direkt auf den Klebepunkt des Substrates aufbringen und beispielsweise mittels eines Löt- oder Sinterverfahrens das Bauteil direkt (ohne eine Vorarbeit zum Fixieren des Bauteils) befestigen. Dieses sogenannte Vorapplizieren des Metalldepots und des Klebepunkts ermöglicht, dass ein weiteres Bauteil kostengünstig auf dem Substrat befestigt werden kann. Bislang werden die Substrate generell ohne vorapplizierte Metall- oder Lotdepots hergestellt und vertrieben. Daher ist es nicht erforderlich, die Substrate anders als durch durchgängige Folien voneinander zu separieren. Im Falle eines Substrats mit vorappliziertem Metalldepot jedoch wird ein Klebepunkt auf das Substrat aufgebracht, der während des Verpackens und Versands der Teile nicht verschmiert oder berührt werden darf. Die erfindungsgemäße Schale und der erfindungsgemäße Deckel mit mindestens einem Vorsprung ermöglichen, dass die Substrate platzsparend gestapelt, aufbewahrt und/oder transportiert werden können, ohne den Klebepunkt zu berühren. In einer Ausführungsform sind mindestens zwei Substrate als Stapel in die Schale eingelegt, und ein Abstandshalter ist so zwischen die Substrate eingelegt, dass der Abstandshalter das Substrat nur außerhalb des Klebepunkts berührt.
Mindestens zwei Substrate, vorzugsweise mehrere Substrate, können in vertikaler Richtung aufeinandergestapelt und als ein Substratstapel in die Schale eingelegt werden. Dabei ist es wichtig, dass der Klebepunkt jedes Substrats nicht berührt bzw. verschmiert wird. Der Abstandshalter kann zwischen zwei aufeinanderfolgenden Substraten positioniert werden, um einen Kontakt zwischen den Substraten zu vermeiden. In anderen Worten, der Abstandshalter kann auf ein erstes Substrat aufgelegt sein und ein zweites Substrat kann auf den
Abstandshalter aufgelegt sein. Der Abstandshalter kann so auf das erste Substrat aufgelegt sein, dass der Abstandshalter das erste Substrat nur außerhalb des Klebepunkts berührt.
Bevorzugt berührt der Abstandshalter das Metalldepot weder seitlich noch an der Oberseite des Metalldepots.
Der Abstandshalter kann zumindest einen Ausschnitt aufweisen, sodass der Abstandshalter auf die Oberfläche des ersten Substrats aufgelegt werden kann, ohne den Klebepunkt zu berühren. Auf den Abstandshalter kann das zweite Substrat aufgelegt werden, wobei der Abstandshalter eine Unterseite des zweiten Substrats berührt. Die„Unterseite“ kann eine Oberfläche des Substrats sein, auf welcher weder Metalldepot noch Klebepunkt platziert wird. Im Gegensatz dazu kann eine„Oberseite“ eine Oberfläche des Substrats sein, auf welcher das Metalldepot und der Klebepunkt appliziert sind.
Der Abstandshalter kann kleiner als oder gleich groß wie das Substrat sein. In anderen Worten, die äußeren Abmessungen des Abstandshalters können maximal so groß wie die äußeren Abmessungen des Substrats sein. Noch präziser, ein Außenumfang oder eine
Außenkontur des Abstandshalters kann kleiner als oder genauso groß sein wie ein
Außenumfang oder eine Außenkontur des Substrats. Der Abstandshalter bzw. der Ausschnitt des Abstandshalters kann dazu beitragen, dass die Substrate gestapelt, aufbewahrt und/oder transportiert werden können, ohne den Klebepunkt zu berühren. Daher kann ein Abstandshalter auf eine oberste Schicht des Substratstapels aufgebracht werden, um eine Berührung des Klebepunkts bzw. Metalldepots durch den Deckel zu vermeiden.
In einer Ausführungsform kann der Abstandshalter stegförmig sein. In anderen Worten, der Abstandshalter kann zumindest einen Ausschnitt, bevorzugt eine Vielzahl von Ausschnitten und Zwischenbrücken bzw. Führungsleisten aufweisen, die die Ausschnitte verbinden. Die Ausschnitte können eine identische Form aufweisen und die Form kann rechteckig, rund, oval oder ähnlich ausgebildet sein. Jeder der Ausschnitte kann auch unterschiedliche Formen aufweisen. Die Ausschnitte können dazu dienen, dass der Klebepunkt auf dem Metalldepot trotz des Stapelns von Substraten und Abstandshaltem unberührt bleibt und somit nicht verschmiert wird. Der Abstandshalter kann aus Kunststoff oder Karton hergestellt sein. Der Abstandshalter kann aus Rollenware hergestellt werden. Auf diese Weise kann der
Abstandshalter kostengünstig und einfach hergestellt werden.
In einer Ausführungsform umfasst die Schale einen Boden und eine umlaufende Wand, welche in Richtung des Bodens eine geringere Außenabmessung aufweist als an ihrem freien Ende. In anderen Worten die umlaufende Wand der ersten Schale kann kegelförmig ausgebildet sein, sodass sich die Wand in Richtung des freien Endes der Schale aufweitet.
Der Boden der Schale kann beispielsweise eine rechteckige Form aufweisen, um ein Substrat aufzunehmen, welches im Wesentlichen rechteckig ausgebildet ist. Die umlaufende Wand der Schale kann senkrecht zum Boden der Schale stehen oder sich allmählich vom Boden in Richtung des freien Endes der Schale aufweiten. Auf diese Weise kann die Schale einen seitlichen Spielraum bereitstellen, in dem sich z.B. ein Greifmechanismus frei bewegen kann, sodass das Substrat bzw. der Substratstapel leicht in die Schale eingelegt oder aus der Schale herausgenommen werden kann. Im Gegensatz dazu kann der Boden der Schale eine gleiche Außenabmessung wie das Substrat haben, um das Substrat am Boden festzuhalten. Die Schale kann aus Kunststoff oder Karton hergestellt sein. Auf diese Weise können die Schalen kostengünstig, leicht und einfach hergestellt werden. Die Schalenmaterialien können dabei durchsichtig ausgebildet sein.
In einer Ausführungsform weist der Deckel mindestens ein Zentrierelement zum Befestigen des Deckels auf der Schale auf. Das Zentrierelement kann beispielsweise eine
Schnapp Verbindung sein. Der Begriff Schnappverbindung kann so verstanden werden, dass zwei Elemente mit einfachem formschlüssigem Fügen lösbar kombiniert werden. In anderen Worten, kann die Schale eine Zentrierelementaufhahme umfassen, die sich elastisch mit dem Zentrierelement des Deckels verformen kann, um ineinander greifen zu können. Der Deckel kann beispielsweise auf seiner Oberfläche mindestens eine Vorwölbung in Richtung des Innenraums der Schale aufweisen, die mit einer auf der Oberseite der Schale versehenen Aussparung zusammengefügt werden kann, um den Deckel in einer vorbestimmten Position auf der Schale zu befestigen.
In einer Ausführungsform sind die Schale und der Deckel unterschiedlich geformt. Der Deckel kann beispielsweise wannenförmig eingerichtet sein, um die Schale formschlüssig zuzudecken. In anderen Worten, der Deckel kann einen vertieften Boden mit einer umlaufenden Wand umfassen, wobei der Boden zumindest einen Vorsprung zum Fixieren des Substrats aufweist. Somit kann die umlaufende Wand des Deckels an der umlaufenden Wand der Schale anliegen. Eine Höhe der umlaufenden Wand des Deckels kann jedoch geringer als eine Höhe der Schale sein, sodass im Innenraum der Schale ausreichend Platz für ein Substrat bzw. einen Substratstapel vorhanden ist.
In einer Ausführungsform sind die Schale und der Deckel einstückig ausgebildet. Die Schale und der Deckel können beispielsweise durch Spritzgießen, Extrusion, Spritzblasformen oder ähnliches hergestellt werden. Die Schale und der Deckel können einteilig, d.h. gemeinsam und zusammen hergestellt sein oder zunächst separat hergestellt und durch Schweißen oder Kleben dauerhaft einteilig miteinander verbunden sein. Der Deckel kann beispielsweise ein Klappdeckel mit einem Filmschamier sein. Auf diese Weise kann die Schale unmittelbar nach dem Einlegen des Substrats oder Substratstapels in die Schale verschlossen werden.
In einer Ausführungsform können mindestens zwei Substrate bzw. Substratstapel
nebeneinander in die Schale eingelegt sein und diese durch mindestens ein Trennelement voneinander beabstandet sein. Das Trennelement kann von der umlaufenden Wand der Schale in Richtung des Innenraums der Schale hervorstehen, um den Innenraum der Schale mindestens in zwei Teile zu unterteilen. Das Trennelement kann aber auch ein separates Element sein, das beispielsweise in die Schale eingelegt und durch die umlaufende Wand der Schale eingeklemmt werden kann. Auf diese Weise können mehrere Substratstapel platzsparend aufbewahrt und/oder transportiert werden.
In einer Ausführungsform ist das Substrat ein Metallkeramiksubstrat und umfasst eine Keramikschicht und mindestens eine Metallisierungsschicht, wobei das Metalldepot auf die Metallisierungsschicht aufgebracht ist. In einer Ausführungsform umfasst das
Metallkeramiksubstrat die Keramikschicht und zwei Metallisierungsschichten, wobei das Metalldepot auf eine der Metallisierungsschichten aufgebracht ist. In einer Ausführungsform umfasst das Metallkeramiksubstrat eine Keramikschicht und zwei Metallisierungsschichten und beide Metallisierungsschichten weisen eine außenliegende Oberfläche auf, auf die ein Metalldepot aufgebracht ist.
Der Begriff„Metallkeramiksubstrat“ kann so verstanden werden, dass das Substrat aus Keramik hergestellt und durch verschiedene Verfahren wie z.B. Direct-Copper-Bonding (üblicherweise als DCB- Verfahren bezeichnet), Direct- Aluminium-Bonding (üblicherweise als DAB-Verfahren bezeichnet) oder Active-Metal-Brazing (üblicherweise als AMB- Verfahren bezeichnet) metallisiert werden kann. Geeignete Materialien für das Keramiksubstrat sind beispielsweise ein Oxid, ein Nitrid, ein Carbid, oder ein Gemisch oder Komposit aus zumindest zweien dieser Materialien, insbesondere ggf. dotierte
Aluminiumoxid- oder Siliziumnitrid-Keramik. Das nach der Metallisierung des
Keramiksubstrats erhaltene Verbundmaterial wird auch als Metall-Keramik-Substrat oder Metall-Keramik-Verbund bezeichnet. Sofern es beispielsweise durch ein DCB- Verfahren hergestellt wurde, wird häufig auch die Bezeichnung„DCB-Substrat“ verwendet.
Das Substrat kann ein Direct Copper Bonding (DCB) oder ein Direct Aluminium Bonding (DAB) Substrat sein, welches eine gute elektrische und thermische Verbindung elektronischer Bauteile und Chips über Kupfer bzw. Aluminium ermöglicht.
In einer Ausführungsform ist der Klebepunkt gestaltet, um ein elektronisches Bauteil auf dem Substrat zu fixieren, und der Klebepunkt ist bei Raumtemperatur verschmierbar.
Verschmierbar bedeutet, dass der Klebepunkt nach dem Applizieren auf den Metalldepots beispielsweise angetrocknet sein kann, jedoch an der Luft nicht fest oder hart wird, sondern klebrig oder schmierig bleibt. Der verschmierbare Klebepunkt ist weder vollständig fest noch vollständig flüssig. Er kann eine bestimmte Viskosität aufweisen, sodass sich beispielsweise ein auf den Klebepunkt aufgebrachtes weiteres Bauteil selbst bei einer zum Beispiel 90° schrägen Lage des Substrats nicht selbstständig bewegt oder selbstständig rutschen kann.
Das Metallkeramiksubstrat kann für eine elektronische Anwendung geeignet sein, bei der ein elektronisches Bauteil beispielsweise ein Chip, ein Schalter, ein Beleuchtungselement, ein Kondensator, ein Widerstand oder ähnliches aufgebracht wird.
Das Substrat kann aber auch auf beiden Seiten jeweils ein Metalldepot und auch einen Klebepunkt umfassen. Das bedeutet, dass das Substrat sowohl auf seiner Oberseite als auch auf seiner Unterseite ein Metalldepot und auch einen Klebepunkt aufweisen kann. Die Schale und der Abstandshalter können so eingerichtet sein, dass der in vertikaler Richtung nach oben gerichtete Klebepunkt nicht mit einer Innenseite des Deckels oder einem daraufgelegten Substrat und der in vertikaler Richtung nach unten gerichtete Klebepunkt nicht mit dem Boden der Schale oder einem daruntergelegten Substrat in Berührung kommen.
In einer Ausführungsform umfasst das Metalldepot ein lötbares oder sinterbares Metall oder eine lötbare oder sinterbare Legierung. Das Metalldepot kann auch als ein Lot- oder
Sinterdepot verstanden werden und ein bestimmtes Volumen aufweisen oder eine Metall- /Legierungsschicht sein. Das Metalldepot kann im Falle eines lötbaren Metalls durch Löten, beispielsweise durch ein Vakuumlöten in einer aktiven Atmosphäre mit Ameisensäure aktivierung, auf das Metallkeramiksubstrat aufgebracht werden. Im Falle eines sinterbaren Metalls kann das Metalldepot durch Sintern oder Ansintem auf das Metallkeramiksubstrat aufgebracht werden. Das Metalldepot kann auf dem Metallkeramiksubstrat in einem definierten Volumen, an einer definierten Position und mit einer definierten Form appliziert werden. Auf diese Weise kann das Metallkeramiksubstrat ohne einen Metallpastendruck und/oder einen Reinigungsvorgang weiterverarbeitet werden. Dies ermöglicht, dass ein weiteres Bauteil, beispielsweise ein Chip, ein Schalter, ein Beleuchtungselement, ein
Kondensator, ein Widerstand oder ähnliches auf das Substrat bzw. Metalldepot vereinfacht aufgebracht und dort beispielsweise ohne Verwendung von Hilfsstoffen wie beispielsweise Flussmitteln, Reinigungsmitteln und ähnlichem befestigt werden kann.
In einer Ausführungsform umfasst das Substrat eine Vielzahl von nebeneinander
angeordneten Einzelsubstraten. Das Substrat kann in Form eines Einzelsubstrats vorliegen. Alternativ ist es auch möglich, dass das Substrat eine oder mehrere (bevorzugt geradlinig verlaufende) Sollbruchlinien aufweist, die das Substrat in zwei oder mehr Bereiche unterteilen. Der Abstandshalter kann zellenförmig bzw. rasterförmig zwischen den
Einzelsubstraten verlaufen. In einer Ausführungsform weist die Schale ein Trockenmittel zum Beispiel zwischen dem Boden der Schale und dem Substrat zur trockenen Aufbewahrung des Substrats auf. Das Trockenmittel kann verwendet werden, um der Schale Feuchtigkeit zu entziehen und/oder das Substrat vor Oxidation zu schützen. Das Trockenmittel kann beispielsweise Silicagel, Zeolithe, Aluminiumoxid, Kaliumcarbonat oder ähnliches sein. Die Schale kann im Boden eine Vertiefung zum Einlegen des Trockenmittels umfassen. Die Tiefe der Vertiefung kann so eingerichtet sein, dass das eingelegte Trockenmittel die Unterseite des Substrats nicht berührt.
Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin einen Verpackungsstapel, welcher eine Vielzahl von aufeinandergestapelten Verpackungseinheiten umfasst. Durch eine relativ flache
Konfiguration des Substrats und des Abstandshalters kann es möglich sein, dass eine Vielzahl von Substraten und Abstandshaltem platzsparend aufeinandergestapelt werden können. Die beispielsweise rasterförmigen Abstandshalter können ermöglichen, dass die Klebepunkte auf den Metalldepots trotz des Stapelns von mehreren Substraten und Abstandshaltem
berührungsfrei bleiben. Der Verpackungsstapel kann je nach Einsatzzweck und
Lagerkapazität eine beliebige Anzahl von Verpackungseinheiten und damit eine beliebige Anzahl von Substraten, Abstandshaltem und Schalen mit Deckel aufweisen.
In einer Ausführungsform ist zwischen den Verpackungseinheiten ein Dämpfungselement zum Abfedem eines Stoßes eingelegt. Das Dämpfungselement kann aus einem Material, das einen mechanischen Stoß absorbieren kann, hergestellt werden. Das Material kann
beispielsweise ein Schaumstoff, ein Papier oder ein Gummi oder ähnliches sein. Das
Dämpfüngselement kann z.B. blockförmig oder wellenförmig geformt sein. Somit kann der Verpackungsstapel kompakter, platzsparender und sicherer gestapelt werden.
Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin ein Verfahren zur Verpackung eines Substrats. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
Bereitstellen einer Schale,
Einlegen eines Substrats in die Schale, und - Aufsetzen eines Deckels auf die Schale,
Auf eine Oberfläche des Substrats ist ein Metalldepot aufgebracht und auf dem Metalldepot ist ein Klebepunkt angeordnet. Der Deckel weist mindestens einen Vorsprung auf, der das Substrat außerhalb des Klebepunkts berührt und das Substrat in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche des Substrats fixiert.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren weiterhin die Schritte:
Einlegen eines Abstandshalters auf das Substrat in der Schale, und
Einlegen eines weiteren Substrats auf den Abstandshalter,
Der Abstandshalter ist so zwischen die Substrate eingelegt, dass er das Substrat nur außerhalb des Klebepunkts berührt.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Ausführungsbeispielen und den Figuren. Alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale können unabhängig von ihrer Darstellung in einzelnen Ansprüchen, Figuren, Sätzen oder Absätzen miteinander kombiniert werden. In den Figuren stehen gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Objekte.
Kurze Beschreibung der Figuren
Figur 1 zeigt eine Verpackungseinheit gemäß einer Ausführungsform.
Figur 2 zeigt eine Verpackungseinheit gemäß einer Ausführungsform.
Figur 3 zeigt eine Schale gemäß einer Ausführungsform.
Figur 4 zeigt einen Deckel gemäß einer Ausführungsform.
Figur 5 zeigt eine Verpackungseinheit gemäß einer Ausführungsform.
Figur 6 zeigt eine Verpackungseinheit gemäß einer Ausführungsform.
Figur 7 zeigt eine Verpackungseinheit gemäß einer weiteren Ausführungsform.
Figur 8 zeigt einen Verpackungsstapel gemäß einer Ausführungsform. Figur 9 zeigt ein Metallkeramiksubstratstapel gemäß einer Ausführungsform.
Figur 10 zeigt ein Metallkeramiksubstrat gemäß einer Ausführungsform.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Figur 1 und Figur 2 zeigen eine Verpackungseinheit 10 für ein Metallkeramiksubstrat 1. Die Verpackungseinheit 10 umfasst eine Schale 5, ein Substrat 1 und einen Deckel 6. Das Substrat 1 kann durch ein Direct Copper Bonding (DCB) Verfahren oder Direct Aluminium Bonding (DAB) Verfahren hergestellt werden und eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Einzelsubstraten umfassen (in Figur 2). Das Substrat 1 ist in die Schale 5 eingelegt. Auf eine Oberfläche des Substrats 1 ist ein Metalldepot 2 aufgebracht und auf dem Metalldepot 2 ist ein Klebepunkt 3 angeordnet (in Figur 10). Der Deckel 6 ist auf die Schale 5 aufgesetzt und weist mindestens einen Vorsprung 63 auf (in Figur 6), der das Substrat 1 außerhalb des Klebepunkts 3 berührt und das Substrat 1 in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche des Substrats 1 fixiert.
Wie auch in Figur 9 gezeigt, weist das Metallkeramiksubstrat 1, 1 ' mindestens eine
Keramikschicht 11, 11 ' und eine Metallisierungsschicht 12, 12' auf. Das
Metallkeramiksubstrat 1, 1 ' weist vorzugsweise insgesamt zwei Metallisierungsschichten auf, nämlich die Metallisierungsschicht 12, 12' und eine nicht gezeigte weitere
Metallisierungsschicht auf der anderen Seite der Keramikschicht 11, 11 '. Auf eine Oberseite der Metallisierungsschicht 12, 12' ist ein Metalldepot 2, 2' aufgebracht und auf dem
Metalldepot 2, 2' ist ein Klebepunkt 3, 3 ' angeordnet. Das Metalldepot 2, 2' umfasst ein lötbares oder sinterbares Metall oder eine lötbare oder sinterbare Legierung. Der Klebepunkt 3, 3 ' ist bei Raumtemperatur bzw. in Luft klebrig und verschmierbar. Auf den Klebepunkt 3,
3 ' kann ein elektronisches Bauteil beispielsweise ein Chip, Leuchtmittel, Widerstand, Kondensator etc. aufgebracht werden. Die Schale 5 und der Deckel 6 können einstückig aus Kunststoff oder Karton hergestellt werden (nicht gezeigt), sie sind jedoch unterschiedlich geformt. Wie auch in Figur 3 gezeigt, umfasst die Schale 5 einen Boden 51 und eine umlaufende Wand 52. Die umlaufende Wand 52 erstreckt sich vom Boden 51 bis in eine Wandhöhe, in der mindestens ein Substrat 1 vorzugsweise ein Substratstapel umschlossen wird. Die umlaufende Wand 52 weist in Richtung des Bodens 51 eine geringere Außenabmessung als an ihrem freien Ende auf.
Der Substratstapel kann mindestens zwei Substrate 1, G umfassen, wobei ein Abstandshalter 4 so zwischen die Substrate 1 , G eingelegt ist, dass der Abstandshalter 4 das Substrat 1 nur außerhalb des Klebepunkts berührt (in Figur 9). Die Substrate 1, G umfassen jeweils ein Metalldepot 2, 2' und auf den beiden Metalldepots 2, 2' ist je ein Klebepunkt 3, 3' angeordnet. Der Abstandshalter 4 ist stegförmig oder rasterförmig ausgebildet und so auf das erste Substrat 1 aufgelegt, dass der Abstandshalter 4 das erste Substrat 1 nur außerhalb des Klebepunkts 3 berührt. Der Abstandshalter 4 kann aus aufrollbarem Kunststoff oder Karton hergestellt werden. Eine Dicke bzw. Höhe des Abstandshalters 4 kann zwischen 200 und 1000 pm, bevorzugt zwischen 300 und 800 pm betragen, sodass eine Untergrenze der Dicke des Abstandshalters 4 eine Summe von Metalldepot 2, Klebepunkt 3 und ggf.
Sicherheitsabstand nicht unterschreitet. Die Obergrenze der Dicke des Abstandshalters 4 kann ferner so ausgelegt werden, dass ein Ausgangsmaterial für den Abstandshalter 4 aufgerollt werden kann. Wenn zumindest ein Substrat 1, 1 ' eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Einzelsubstraten umfasst, umrandet der Abstandshalter 4 die Einzelsubstrate, sodass die Klebepunkte 3 nicht berührt werden (in Figur 2).
Wie in Figur 3 gezeigt, weist die Schale 5 weiterhin eine Vertiefung 53 auf, in welche ein Trockenmittel 8 zwischen dem Boden 51 der Schale 5 und dem Substrat 1 zur trockenen Aufbewahrung des Substrats 1 eingelegt wird. Eine Höhe der Vertiefung 53 kann so eingerichtet sein, dass das eingelegte Trockenmittel 8 eine Unterseite des Substrats 1 nicht berührt. Das Trockenmittel 8 kann verwendet werden, um der Schale 5 Feuchtigkeit zu entziehen und/oder das Substrat 1 vor Korrosion zu schützen.
Figur 4 zeigt den Deckel 6, der auf die Schale 5 aufgesetzt wird, um die Schale 5 dicht zu verschließen. Der Deckel 6 kann wannenförmig eingerichtet sein. In anderen Worten, der Deckel 6 kann einen vertieften Boden 61 mit einer umlaufenden Wand 62 umfassen. Auf diese Weise kann die umlaufende Wand 62 des Deckels 6 an der umlaufenden Wand 52 der Schale 5 anliegen. Der Boden 61 weist zumindest einen Vorsprung 63 zum Fixieren des Substrats oder Substratstapels 1 auf. Eine Höhe des Vorsprungs 63 des Deckels 6 kann jedoch geringer als die Höhe der Schale 5 sein, sodass im Innenraum der Schale 5 ausreichend Platz für ein Substrat 1 , vorzugsweise für einen Substratstapel vorhanden ist. Der Deckel 6 weist weiterhin mindestens ein Zentrierelement 9 auf, das vorzugsweise im Boden 61 des Deckels 6, jedoch außerhalb des Vorsprungs 63, ausgebildet ist, um den Deckel 6 auf der Schale 5 zu befestigen. Um das Zentrierelement 9 des Deckels 6 aufzunehmen, kann die Schale 5 eine entsprechende Zentrierelementaufnahme 91 umfassen (in Figur 3).
Figur 5 zeigt eine seitliche Ansicht der Verpackungseinheit 1 und Figur 6 zeigt eine vergrößerte Darstellung der Figur 5, in der eine Anordnung des Substrats 1, der Schale 5 mit dem Trockenmittel 8 und des Deckels 6 abgebildet ist. Wie in Figur 5 gezeigt, wird das Substrat 1 durch die Vorsprünge 63 des Deckels 6 fixiert.
Figur 7 zeigt eine Schale 5, die ermöglicht, dass mindestens zwei Substrate bzw.
Substratstapel nebeneinander in die Schale eingelegt werden können. Die Schale umfasst mindestens ein Trennelement 54, das zum Beabstanden der Substrate bzw. Substratstapel eingerichtet ist. Das Trennelement 54 kann von der umlaufenden Wand 52 der Schale 5 in Richtung des Innenraums der Schale 5 hervorstehen, um den Innenraum der Schale 5 mindestens in zwei Teile zu unterteilen. Figur 8 zeigt einen Verpackungsstapel, der eine Vielzahl von aufeinandergestapelten
Verpackungseinheiten 10 umfasst. Zwischen den Verpackungseinheiten 10 kann ein
Dämpfungselement 7 eingelegt sein, das zum Abfedem eines Stoßes eingerichtet ist. Das Dämpfungselement 7 kann z.B. blockförmig oder wellenförmig geformt sein und
beispielsweise aus Schaumstoff, Papier oder Gummi hergestellt sein, um einen mechanischen Stoß zu absorbieren. Jeder unterteilte Bereich in der Schale kann in seinem Boden 51 eine Vertiefung 53 zum Einlegen des Trockenmittels 8 umfassen.
Ergänzend sei daraufhingewiesen, dass„umfassend“ und„aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und„eine“ oder„ein“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei daraufhingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.

Claims

Ansprüche
1. Eine Verpackungseinheit (10) für ein Substrat (1), umfassend:
eine Schale (5),
ein Substrat (1), und
einen Deckel (6), wobei das Substrat (1) in die Schale (5) eingelegt ist,
wobei auf eine Oberfläche des Substrats (1) ein Metalldepot (2) aufgebracht ist und auf dem Metalldepot (2) ein Klebepunkt (3) angeordnet ist, und
wobei der Deckel (6) auf die Schale (5) aufgesetzt ist und mindestens einen Vorsprung (63) aufweist, der das Substrat (1) außerhalb des Klebepunkts (3) berührt und das Substrat (1) in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche des Substrats (1) fixiert.
2. Verpackungseinheit (10) nach Anspruch 1, wobei mindestens zwei Substrate als Stapel in die Schale (5) eingelegt sind, und wobei ein Abstandshalter (4) so zwischen die Substrate eingelegt ist, dass der Abstandshalter das Substrat (1) nur außerhalb des Klebepunkts (3) berührt.
3. Verpackungseinheit (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Schale (5) einen Boden (51) und eine umlaufende Wand (52) umfasst, und wobei die umlaufende Wand (52) in Richtung des Bodens (51) eine geringere Außenabmessung aufweist als an ihrem freien Ende.
4. Verpackungseinheit (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Deckel (6) mindestens ein Zentrierelement (9) zum Befestigen des Deckels (6) auf der Schale (5) aufweist.
5. Verpackungseinheit (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Schale (5) und der Deckel (6) unterschiedlich geformt sind.
6. Verpackungseinheit (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Schale (5) und der Deckel (6) einstückig ausgebildet sind.
7. Verpackungseinheit (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Substrat (1) ein Metallkeramiksubstrat ist und eine Keramikschicht (11) und mindestens eine Metallisierungsschicht (12) umfasst, wobei das Metalldepot (2) auf die
Metallisierungsschicht (12) aufgebracht ist.
8. Verpackungseinheit (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Klebepunkt (3) gestaltet ist, um ein elektronisches Bauteil auf dem Substrat (1) zu fixieren, und wobei der Klebepunkt (3) bei Raumtemperatur verschmierbar ist.
9. Verpackungseinheit (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das
Metalldepot (2) ein lötbares oder sinterbares Metall oder eine lötbare oder sinterbare Legierung umfasst.
10. Verpackungseinheit (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Substrat (1) eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten Einzelsubstraten umfasst.
11. Verpackungseinheit (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Schale (5) ein Trockenmittel (8) zwischen dem Boden (51) der Schale (5) und dem Substrat (1) zur trockenen Aufbewahrung des Substrats (1) aufweist.
12. Ein Verpackungsstapel, umfassend eine Vielzahl von aufeinandergestapelten
Verpackungseinheiten nach einem der vorherigen Ansprüche.
13. Verpackungsstapel nach dem vorherigen Anspruch, wobei zwischen den Verpackungseinheiten (10) ein Dämpfungselement (7) zum Ab federn eines Stoßes eingelegt ist.
14. Ein Verfahren zur Verpackung eines Substrats (1), umfassend die folgenden Schritte:
Bereitstellen einer Schale (5),
Einlegen eines Substrats (1) in die Schale (5), und
- Aufsetzen eines Deckels (6) auf die Schale (5), wobei auf eine Oberfläche des Substrats (1) ein Metalldepot (2) aufgebracht ist und auf dem Metalldepot (2) ein Klebepunkt (3) angeordnet ist, und
wobei der Deckel (6) mindestens einen Vorsprung (63) aufweist, der das Substrat (1) außerhalb des Klebepunkts (3) berührt und das Substrat (1) in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche des Substrats (1) fixiert.
15. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, weiterhin umfassend die Schritte:
Einlegen eines Abstandshalters (4) auf das Substrat (1) in der Schale (5), und Einlegen eines weiteren Substrats (G) auf den Abstandshalter (4),
wobei der Abstandshalter (4) so zwischen die Substrate (1, G) eingelegt ist, dass er das Substrat (1) nur außerhalb des Klebepunkts (3) berührt.
PCT/EP2019/082023 2018-12-06 2019-11-21 Verpackungseinheit für ein substrat Ceased WO2020114788A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18210739.1A EP3664130B1 (de) 2018-12-06 2018-12-06 Verpackungseinheit für ein substrat
EP18210739.1 2018-12-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020114788A1 true WO2020114788A1 (de) 2020-06-11

Family

ID=64661083

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2019/082023 Ceased WO2020114788A1 (de) 2018-12-06 2019-11-21 Verpackungseinheit für ein substrat

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP3664130B1 (de)
WO (1) WO2020114788A1 (de)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6296122B1 (en) * 1997-11-14 2001-10-02 Sharp Kabushiki Kaisha Packaging tray
US20030012628A1 (en) * 2001-07-15 2003-01-16 Entegris, Inc. 300MM single stackable film frame carrier
DE102004056879A1 (de) * 2004-10-27 2006-05-04 Curamik Electronics Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Metall-Keramik-Substrates bzw. Kupfer-Keramik-Substrates sowie Träger zur Verwendung bei diesem Verfahren
WO2007007941A1 (en) * 2005-07-13 2007-01-18 Gps Korea Co., Ltd Apparatus having reinforcing means for horizontally packaging thin film display panels
JP2011016557A (ja) * 2009-07-09 2011-01-27 Sekisui Plastics Co Ltd 部品包装用トレイ
JP2011148510A (ja) * 2010-01-19 2011-08-04 Toshiba Logistics Corp 収納トレイ
DE102010018668B4 (de) 2010-04-07 2012-11-15 Curamik Electronics Gmbh Verpackungseinheit für Metall-Keramik-Substrate
US20140363916A1 (en) * 2012-02-16 2014-12-11 Saint-Gobain Glass France Process box, arrangements and methods for processing coated substrates
DE102012106087B4 (de) 2011-07-29 2015-10-22 Rogers Germany Gmbh Verpackungseinheit für Substrate
WO2017139490A1 (en) * 2016-02-09 2017-08-17 Entegris, Inc. Substrate shipper
CN106742537B (zh) * 2017-03-08 2018-09-28 武汉华星光电技术有限公司 一种用于盛放液晶显示面板的托盘

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6296122B1 (en) * 1997-11-14 2001-10-02 Sharp Kabushiki Kaisha Packaging tray
US20030012628A1 (en) * 2001-07-15 2003-01-16 Entegris, Inc. 300MM single stackable film frame carrier
DE102004056879A1 (de) * 2004-10-27 2006-05-04 Curamik Electronics Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Metall-Keramik-Substrates bzw. Kupfer-Keramik-Substrates sowie Träger zur Verwendung bei diesem Verfahren
WO2007007941A1 (en) * 2005-07-13 2007-01-18 Gps Korea Co., Ltd Apparatus having reinforcing means for horizontally packaging thin film display panels
JP2011016557A (ja) * 2009-07-09 2011-01-27 Sekisui Plastics Co Ltd 部品包装用トレイ
JP2011148510A (ja) * 2010-01-19 2011-08-04 Toshiba Logistics Corp 収納トレイ
DE102010018668B4 (de) 2010-04-07 2012-11-15 Curamik Electronics Gmbh Verpackungseinheit für Metall-Keramik-Substrate
DE102012106087B4 (de) 2011-07-29 2015-10-22 Rogers Germany Gmbh Verpackungseinheit für Substrate
US20140363916A1 (en) * 2012-02-16 2014-12-11 Saint-Gobain Glass France Process box, arrangements and methods for processing coated substrates
WO2017139490A1 (en) * 2016-02-09 2017-08-17 Entegris, Inc. Substrate shipper
CN106742537B (zh) * 2017-03-08 2018-09-28 武汉华星光电技术有限公司 一种用于盛放液晶显示面板的托盘

Also Published As

Publication number Publication date
EP3664130A1 (de) 2020-06-10
EP3664130B1 (de) 2022-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102010018668B4 (de) Verpackungseinheit für Metall-Keramik-Substrate
DE4021871C2 (de) Hochintegriertes elektronisches Bauteil
DE102004056879B4 (de) Verfahren zum Herstellen eines Metall-Keramik-Substrates
DE102012106087B4 (de) Verpackungseinheit für Substrate
DE102005049872B4 (de) IC-Bauelement mit Kühlanordnung
DE102015100919A1 (de) Folienverbund mit elektrischer Funktionalität und Kontaktierung zum Kontaktieren eines elektrischen Leiters
EP3664130B1 (de) Verpackungseinheit für ein substrat
DE102018111534A1 (de) Vorrichtung zum Abführen von Wärme aus einer Leiterplatte
EP3664129B1 (de) Verpackungseinheit für ein substrat
DE19907295C1 (de) Verfahren zur Montage elektronischer und/oder optischer Bauelemente und Baugruppen auf der Rückseite einseitig bestückter flexibler Leiterplatten
DE19518521A1 (de) Gehäuse eines Steuergeräts, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
DE3824654A1 (de) Elektronische baueinheit
EP3664128B1 (de) Verpackungseinheit für substrate
DE102019132332B3 (de) Verfahren zum Herstellen eines Moduls, Lötkörper mit einem erhöhten Rand zum Herstellen eines Moduls und Verwenden des Lötkörpers zum Herstellen eines Leistungsmoduls
DE20020318U1 (de) Kühlkörper
DE19708873A1 (de) Gateeinheit für einen hart angesteuerten GTO
DE10209204B4 (de) Elektronisches Bauteil mit einem Stapel aus Halbleiterchips und Verfahren zur Herstellung desselben
EP1864561B1 (de) Leiterplattenanordnung
DE2413826A1 (de) Zusammengesetzte schaltungstafeln fuer gedruckte schaltungen
DE3323830C2 (de) Anordnung zum Auflöten einer elektrischen Schaltungsplatte auf einen Grundkörper
DE60201537T2 (de) Elektrische verbindungsanordnung für elektronische bauteile
KR101902891B1 (ko) 연성인쇄회로기판용 지그
DE8133922U1 (de) Halter fuer gedruckte schaltungsplatten
WO2014095270A1 (de) Verfahren zur herstellung eines mehrschichtträgerkörpers
DE102025131973A1 (de) Halbleitervorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19805683

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19805683

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1