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DE102009045948A1 - Verfahren zur Herstellung eines elektrischen oder elektronischen Bauteils und hieraus erhältliches Bauteil - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines elektrischen oder elektronischen Bauteils und hieraus erhältliches Bauteil Download PDF

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DE102009045948A1
DE102009045948A1 DE102009045948A DE102009045948A DE102009045948A1 DE 102009045948 A1 DE102009045948 A1 DE 102009045948A1 DE 102009045948 A DE102009045948 A DE 102009045948A DE 102009045948 A DE102009045948 A DE 102009045948A DE 102009045948 A1 DE102009045948 A1 DE 102009045948A1
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DE
Germany
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substrate
component
contact point
electrical
conductive material
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE102009045948A
Other languages
English (en)
Inventor
Ulrich Schaaf
Thomas Friedrich
Andreas Kugler
Metin Koyuncu
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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    • H10W90/00
    • H10W70/093
    • H10W70/099
    • H10W72/07131
    • H10W72/073
    • H10W72/874
    • H10W90/10

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  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen oder elektronischen Bauteils, wobei ein elektrisches oder elektronisches Bauelement auf einem Substrat angeordnet wird und eine elektrische Kontaktstelle des Bauelements auf der dem Substrat abgewandten Seite lokalisiert ist. Diese Kontaktstelle wird mit einem elektrisch leitfähigen Material kontaktiert, wobei das Material mittels Tintenstrahldrucken oder Dispensen derart aufgetragen wird, dass es kontinuierlich von der Kontaktstelle mindestens bis zum Substrat reicht. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Bauelement, welches durch ein erfindungsgemäßes Verfahren erhalten werden kann sowie einen Schichtenverbund, umfassend ein solches Bauteil.

Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen oder elektronischen Bauteils, wobei ein elektrisches oder elektronisches Bauelement auf einem Substrat angeordnet wird und eine elektrische Kontaktstelle des Bauelements auf der dem Substrat abgewandten Seite lokalisiert ist. Diese Kontaktstelle wird mit einem elektrisch leitfähigen Material kontaktiert. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Bauelement, welches durch ein erfindungsgemäßes Verfahren erhalten werden kann sowie einen Schichtenverbund, umfassend ein solches Bauteil.
  • Durch die Herstellung von elektrischen Schaltungen in additiver Drucktechnologie können Kostenvorteile erreicht werden. Außerdem ermöglicht diese Technologie einen Einstieg in die Herstellung und Nutzung polymerer Halbleiterkomponenten. Es ergeben sich neue Freiheitsgrade in der Produktgestaltung in Bezug auf Flexibilität und Produktgeometrie.
  • WO 2005/087497 A2 offenbart zum Beispiel ein Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils, bei dem eine Schicht mittels eines Druckverfahrens mit Flüssigkeitstropfen auf eine Oberfläche aufgebracht wird, bei dem definierte Bereiche der Oberfläche verstärkt bedruckt werden. Die Oberfläche kann eine Topografie aufweisen und die definierten Bereiche können Bereiche mit konkaver und/oder konvexer Topografie sein. Weiterhin kann die Oberfläche Kanten aufweisen und die definierten Bereiche sind Kanten, insbesondere Aussenkanten.
  • Nicht behandelt wird jedoch die Kontaktierung von elektronischen Bauelementen an ihrer aktiven Fläche. Solche dreidimensionalen Kontaktierungsverfahren wären jedoch wünschenswert, um eine größere Anzahl an verschiedenen Bauelementen insbesondere in dünnen Bauteilen verwenden zu können.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß vorgeschlagen wird daher ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen oder elektronischen Bauteils, umfassend die Schritte:
    • – Anordnen eines elektrischen oder elektronischen Bauelements auf einem Substrat, wobei das Bauelement mindestens eine elektrische Kontaktstelle umfasst, welche auf der dem Substrat abgewandten Seite des Bauelements lokalisiert ist und wobei in der erhaltenen Anordnung diese Kontaktstelle in vertikaler Richtung gesehen höher als das Substrat vorliegt; und
    • – Kontaktieren der Kontaktstelle mit einem elektrisch leitfähigen Material, wobei das Material mittels Tintenstrahldrucken oder Dispensen derart aufgetragen wird, dass es kontinuierlich von der Kontaktstelle mindestens bis zum Substrat reicht.
  • Geeignete elektrische oder elektronische Bauelemente sind beispielsweise integrierte Schaltkreise (ICs), anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise (ASICs), mikroelektromechanische Systeme (MEMS), passive Bauteile, Solarelemente, Multichipmodule, organische Feldeffektransistoren (OFETs), Flachbatterien und dergleichen. Die elektrische Kontaktierung der Bauelemente erfolgt mittels dafür vorgesehener Kontaktstellen oder Anschlusspads.
  • Als Substrate kommen beispielsweise keramische Träger, polymere Träger oder Leiterplatten in Betracht. Weiterhin sind Siliziumsubstrate möglich. Die Bauelemente können auf dem Substrat durch Klebstoffe, Klebefilme, Folienlaminate oder durch Heizprozesse unter Anschmelzen oder Reaktion des polymeren Substratmaterials aufgebracht werden.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Bauelement so auf dem Substrat angeordnet wird, dass eine Kontaktstelle in vertikaler Richtung gesehen höher als das Substrat vorliegt. Sie ist folglich gegenüber dem Substrat höhenversetzt.
  • Daher kann das Drucken im erfindungsgemäßen Verfahren auch als dreidimensionales oder 3D-Drucken bezeichnet werden.
  • Diese Kontaktstelle wird mittels Tintenstrahldrucken, auch bezeichnet als Jetten, so mit einem elektrisch leitfähigen Material wie zum Beispiel einer metallgefüllten Leittinte, Leitkleber oder einem leitfähigen Polymer kontaktiert, dass eine höhenversetzte elektrisch leitende Verbindung wenigstens von der Kontaktstelle bis zum Substrat aufgebaut wird. Alternativ kann das Kontaktieren mittels Dispensen erfolgen.
  • Das Jetten eignet sich besonders für dünnflüssige Materialien, die in einem Freistrahl impulsweise und tröpfchenweise aufgetragen werden. Der Abstand zum Substrat kann dabei auch > 1 mm betragen. Man kann sehr dünne Leitkonturen und bei Mehrfachdruck auch hohe Leitkonturen erhalten. Das Dispensen erfolgt üblicherweise mit einer Dosiernadel. Hierbei wird üblicherweise ein kontinuierlicher Materialfluss unter Ausbildung einer Materialraupe bei konstantem Förderdruck aufgetragen. Der Abstand zum Substrat ist hierbei gering und kann beispielsweise im Bereich von 0,1 mm liegen. Beim Dispensen können hochviskose Materialien verarbeitet werden, wobei in einem Auftrag bereits hohe Leitkonturen ausgebildet werden können.
  • Beispiele für leitfähige Polymere sind Polythiophene wie Polyethylendioxythiophen) (PEDOT oder PDOT) und insbesondere Mischungen von PEDOT mit Polystyrolsulfonsäuresulfonat (PEDOT:PSS oder auch PDOT:PSS). Solche Zubereitungen sind beispielsweise unter dem Handelsnamen CLEVIOS® P der Firma H. C. Starck erhältlich.
  • Das Drucken kann unter anderem mit einem schwenkbaren Druckkopf oder mittels Druckstrahlablenkung durch Bewegung einer Austrittsdüse erfolgen.
  • Durch die genannten Auftragungsverfahren können gleichmäßige Schichtdicken unabhängig von der Topographie des zu bedruckenden Gegenstandes realisiert werden. Weiterhin kann ein möglichst flexibler Übergang erreicht werden. Hierzu kann im Übergangsbereich ein harzgebundenes leitfähiges Material eingesetzt werden, um eine Biegewechselfestigkeit bei hoher Leitfähigkeit zu erhalten. Kennzeichnend ist das Vorsehen einer weichen beziehungsweise flexiblen Matrixstruktur. Eine derartige Matrixstruktur kann beispielsweise durch ein Siliconmaterial innerhalb der bereits vorgeschlagenen leitfähigen Materialien ausgebildet sein. Außerdem kann die Geometrie der Leitung im Übergangsbereich, wie zum Beispiel dem Übergang Silizium/Substrat hinsichtlich Höhe und Leiterbahnbreite entsprechend gestaltet werden.
  • Im Anschluss an die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte kann das die erhaltene Anordnung beispielsweise durch Vergießen mit einer Umhüll- oder Moldmasse stabilisiert werden. Weiterhin können übliche Verfahrensschritte wie Umverdrahtung, etc. sich anschließen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, dass sehr geringe Bauhöhen des Bauteils erreicht werden können. Weitere Vorteile sind eine hohe Stromtragfähigkeit der Verbindung und, aufgrund des Verzichts auf Löten, niedrige Verarbeitungstemperaturen. Alternativ können die Bauteile natürlich auf dem Substrat gelötet sein.
  • In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das elektrisch leitfähige Material Metall-Nanopartikel umfassende Sintertinte, Leittinte oder Leitkleber. Vorzugsweise sind die Nanopartikel Silber-Nanopartikel. Insbesondere Sintertinten weisen in der Regel eine Polymerbeschichtung auf den Partikeln auf, welche nach dem Sintern zu einer Verbindung untereinander führt. Die Eigenschaften dieser Materialien in Hinsicht auf ihre mechanische Beanspruchbarkeit, insbesondere bei Biegung des gesinterten Produkts, lassen sich durch die Wahl geeigneter Rezepturen optimieren. Vorzugsweise umfasst dabei das elektrisch leitfähige Material neben den bereits erwähnten Metall-Nanopartikeln weiterhin matrixbildende Polymere. Solche Polymere können beispielsweise Duroplaste wie Epoxidharze und auch Thermoplaste sein. Der Anteil dieser matrixbildenden Polymere an der Gesamtrezeptur des elektrisch leitfähigen Materials beträgt vorteilhafterweise ≤ 20 oder ≤ 15 Gewichts-%. Auf diese Weise kann eine genügend hohe elektrische Leitfähigkeit beibehalten werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Substrat zusätzlich eine elektrische Leiterbahn und das elektrisch leitfähige Material wird derart aufgetragen, dass es kontinuierlich von der elektrischen Kontaktstelle bis zu der Leiterbahn reicht. Solch eine Leiterbahn kann sowohl auf der dem Bauelement zugewandten Seite des Substrats als auch der abgewandten Seite angeordnet sein. Sie kann beispielsweise durch Strukturierung einer Kupferschicht erhalten werden. Auf diese Weise lässt sich das Bauelement mit weiteren Bauelementen oder anderen Bestandteilen des Bauteils elektrisch kontaktieren.
  • In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst dieses weiterhin den Schritt des Auftragens von elektrischen Leiterbahnen auf das Substrat mittels Tintenstrahldrucken oder Dispensen. Das Schreiben der Leiterbahnen kann auch vor dem Bestücken des Substrats durchgeführt werden. Ein kombinierter Einsatz von Substraten mit metallischen Leiterstrukturen ist ebenfalls möglich. Die Leiterbahnen können ein elektrisch leitfähiges Polymer umfassen. Vorteilhafterweise werden die Leiterbahnen auf dieselbe Seite des Substrats gedruckt, auf der auch das Bauelement angeordnet ist. Es ist ebenfalls bevorzugt, dass diese Leiterbahnen und das elektrisch leitfähige Material zur Kontaktierung des Bauelements dasselbe Material umfassen. Auf diese Weise lassen sich in einem Arbeitsgang die Leiterbahnen und die höhenversetzte Kontaktierung des Bauelements erreichen.
  • In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Substrat eine durchgehende Öffnung und das elektrisch leitfähige Material wird derart aufgetragen, dass es kontinuierlich von der elektrischen Kontaktstelle bis durch die Öffnung hindurch reicht. Hierdurch können Durchkontaktierungen aufgebaut werden. Beispielsweise können die Öffnungen im Substrat mittels Stanzen, Bohren oder durch Laser wie CO2-Laser erhalten werden. Erfindungsgemäß mit eingeschlossen ist der Fall, dass das Substrat bei einem mehrlagigen Aufbau Sacklöcher aufweist und das elektrisch leitfähige Material derart aufgetragen wird, dass des kontinuierlich von der elektrischen Kontaktstelle durch die weiteren (Metall)-Lagen hindurch reicht.
  • Es ergibt sich hierbei, dass die Leitpartikel in den Tinten deutlich kleiner sein sollten als die Öffnungen. Werden Nanotinten verwendet, erübrigen sich in der Regel aber solche Betrachtungen. Vorteilhaft ist es, harzgebundene Tinten zu verwenden um eine mechanische Stabilität zu erreichen. Durch die Verwendung von elektrisch leitenden Tinten, welche sich der Form der Öffnungen anpassen, wird es möglich, die Geometrie der Durchkontakte sehr viel freier gestalten zu können.
  • In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst dieses weiterhin den Schritt des Herstellens eines Schichtenverbundes aus dem erhaltenen Bauteil und mindestens einer zusätzlichen, elektrische oder elektronische Bauelemente umfassenden Schicht. Solch ein Schichtenverbund kann durch Auflaminieren einer Folie mit zusätzlichen Bauelementen erhalten werden. Diese zusätzliche Schicht kann weiterhin metallisierte Lagen enthalten. Auf diese Weise lassen sich verkapselte Bauteile aufbauen. Es ist weiterhin möglich, durch kontrollierte Tiefenbohrungen und anschließender Ankontaktierung der weiteren Ebene die kürzest mögliche elektrisch leitende Verbindung zwischen den Ebenen zu erhalten.
  • In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Substrat verformbar und das erhaltene Bauteil wird einem Formgebungsverfahren unterworfen. Geeignete verformbare Substrate sind unter anderem thermoplastische Polymersubstrate. Insbesondere eignen sich stretchbare Silikone als derartiges Substratmaterial. Die Substrate können beispielsweise mittels Tiefziehen verformt werden. Auf diese Weise können dreidimensional geformte Bauelemente hergestellt werden. Ist das Bauteil ein mehrlagiges Bauteil, können während der Formgebung Metall-Lagen der einen Ebene dornartig auf Metall-Lagen der anderen Ebene gedrückt werden und somit die Lagen miteinander kontaktiert werden.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Bauteil, welches durch ein erfindungsgemäßes Verfahren erhältlich. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Bauteil, umfassend ein auf einem Substrat angeordnetes elektrisches oder elektronisches Bauelement, wobei das Bauelement mindestens eine elektrische Kontaktstelle umfasst, welche auf der dem Substrat abgewandten Seite des Bauelements lokalisiert ist.
  • Diese Kontaktstelle liegt in vertikaler Richtung gesehen höher als das Substrat angeordnet vor. Weiterhin ist die Kontaktstelle mit einem elektrisch leitfähigen Material kontaktiert, welches kontinuierlich von der Kontaktstelle mindestens bis zum Substrat reicht.
  • Erfindungsgemäße Bauteile können aufgrund der flachen Kontaktierung der Bauelemente insbesondere eine geringe Bauhöhe aufweisen. Zu Details hinsichtlich der einzelnen Komponenten wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen.
  • In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils umfasst das elektrisch leitfähige Material Metall-Nanopartikel umfassende Sintertinte, Leittinte oder Leitkleber. Diese Materialien wurden ebenfalls bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben, so dass hierauf Bezug genommen werden kann.
  • In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils liegt das elektrisch leitfähige Material, welches kontinuierlich von der Kontaktstelle mindestens bis zum Substrat reicht, in einer Breite von ≤ 100 μm und/oder in einer Dicke von ≥ 0,1 μm bis ≤ 100 μm vor. Die Breite kann auch ≥ 5 μm bis ≤ 90 μm oder ≥ 15 μm bis ≤ 40 μm betragen. Die Dicke kann auch ≥ 1 μm bis ≤ 80 μm oder ≥ 2 μm bis ≤ 20 μm betragen. Hierbei ist die Dicke des Materials als die vertikale Dicke, also die Höhe beispielsweise der Leiterbahn, zu verstehen. Mit solchen Breiten- und Dickenbereichen können insbesondere vergleichsweise hohe, aber schmale Leiterbahnen aufgebaut werden. Hohe und gleichzeitig schmale Leiterbahnen weisen eine gute Hochstromfähigkeit bei gleichzeitig geringem Platzbedarf auf. Die Dicke des Materials kann durch mehrfaches Überdrucken erreicht werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils weist das Bauelement eine Höhe von ≤ 50 μm auf. Vorzugsweise beträgt die Höhe ≤ 20 μm und mehr bevorzugt ≤ 20 μm. In solchen Höhenbereichen kann das Substrat flexibel sein. Beispielsweise erlaubt ein Siliziumsubstrat unterhalb einer Dicke von circa 40 bis 50 μm, biegsame Bauteile herzustellen. Unterhalb einer Dicke von circa 25 μm werden Siliziumsubstrate sehr flexibel.
  • In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils umfasst das Substrat zusätzlich eine elektrische Leiterbahn und das elektrisch leitfähige Material reicht kontinuierlich von der elektrischen Kontaktstelle bis zu der Leiterbahn. Solch eine Leiterbahn kann sowohl auf der dem Bauelement zugewandten Seite des Substrats als auch der abgewandten Seite angeordnet sein. Sie kann beispielsweise durch Strukturierung einer Kupferschicht erhalten werden. Auf diese Weise lässt sich das Bauelement mit weiteren Bauelementen oder anderen Bestandteilen des Bauteils elektrisch kontaktieren.
  • In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils umfasst das Substrat eine durchgehende Öffnung und eine elektrisch leitende Verbindung liegt von der elektrischen Kontaktstelle bis durch die Öffnung hindurch vor. Erfindungsgemäß mit eingeschlossen ist der Fall, dass das Substrat bei einem mehrlagigen Aufbau Sacklöcher aufweist und das elektrisch leitfähige Material derart aufgetragen wird, dass es kontinuierlich von der elektrischen Kontaktstelle durch die weiteren (Metall)-Lagen hindurch reicht. Die Vorteile dieser. Ausführungsform wurden bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben.
  • In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils ist das Bauelement ein anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis, das Bauteil umfasst weiterhin mindestens eine wenigstens teilweise auf dem Substrat angeordnete Elektrode, welche mit dem Bauelement kontaktiert ist und das Bauelement ist zur Verarbeitung der Signale der mindestens einen Elektrode eingerichtet. Vorteilhafterweise werden mindestens zwei Elektroden eingesetzt. Dann kann ein kapazitiver Sensor mit erfindungsgemäß erreichbarer sehr geringer Bauhöhe, beispielsweise im Bereich von ≤ 100 μm, erhalten werden. Solche kapazitiven Sensoren finden Anwendung als vorausschauende Sensoren im Kraftfahrzeugbereich, zum Beispiel als Abstandssensoren. Durch ihre geringe Bauhöhe können sie an den Türen von Kraftfahrzeugen angebracht und überlackiert werden, ohne dass eine zusätzliche Zierleiste zur optischen Kaschierung des Sensors nötig ist.
  • Die Elektroden können durch Aufdampfen von Metall auf eine Substratfolie hergestellt werden. Der Sensor inklusive Elektroden, ASIC und Kontaktierungen hierzwischen kann zur Gänze auf einer Substratfolie vorliegen. Neben kapazitiven Sensoren sind, wenn die Elektroden in Form von Spulen sind, vorausschauende induktive Sensoren aufgebaut werden. Die notwendigen Spulen können ebenso beschichtet werden oder mittels leitender Folien realisiert werden.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls einen Schichtenverbund, umfassend ein erfindungsgemäßes Bauteil und mindestens eine zusätzliche, elektrische oder elektronische Bauelemente umfassende Schicht. In diesem Schichtenverbund können Durckontaktierungen eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Ebenen aufbauen.
  • Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnungen weiter erläutert, ohne hierauf beschränkt zu sein. Es zeigen:
  • 1 einen Schritt im erfindungsgemäßen Verfahren
  • 2 einen weiteren Schritt im erfindungsgemäßen Verfahren
  • 3 einen weiteren Schritt im erfindungsgemäßen Verfahren
  • 4 einen weiteren Schritt im erfindungsgemäßen Verfahren
  • 5 einen weiteren Schritt im erfindungsgemäßen Verfahren
  • 6 einen weiteren Schritt im erfindungsgemäßen Verfahren
  • 7 ein erfindungsgemäßes Bauelement
  • Gleiche Schraffuren bedeuten gleiche oder äquivalente Elemente in den einzelnen Zeichnungen, sofern der Kontext, insbesondere durch Bezugszeichen, nicht eindeutig eine andere Aussage ergibt.
  • 1 zeigt einen Schritt beziehungsweise die Situation nach einem Schritt im erfindungsgemäßen Verfahren. Hierbei liegt ein Substrat 10 vor, auf welchem die elektrischen oder elektronischen Bauelemente 11 und 13 angeordnet sind. Dargestellt ist, dass jedes Bauelement 11, 13 zwei elektrische Kontaktstellen 12, 14 aufweist. Diese Kontaktstellen 12, 14 befinden sich auf der dem Substrat 10 abgewandten Seite des Bauelements. Bildlich gesprochen liegen die Bauelemente 11, 13 mit ihrer Unterseite auf dem Substrat 10 und die aktive Seite mit Kontaktstellen 12, 14 ist auf der Oberseite. Die Kontaktstellen 12, 14 sind folglich höhenversetzt zum Substrat 10.
  • In 2 wurde auf die in 1 dargestellte Anordnung ein elektrisch leitfähiges Material 20 aufgetragen. Erfindungsgemäß geschieht dieses mittels Tintenstrahldruck- oder Dispensier-Verfahren. Das Material 20 reicht kontinuierlich von kontaktierten Kontaktstellen 12, 14 bis zum Substrat 10 und hier zusätzlich noch weiter über das Substrat 10 hinaus. Auf diese Weise ist eine höhenversetzte elektrische Kontaktierung der Bauelemente 11, 13 erreicht worden. Weiterhin sind die beiden Bauelemente 11, 13 auch untereinander durch Material 20 kontaktiert worden.
  • 3 zeigt eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, wonach das Substrat 10 zusätzlich eine elektrische Leiterbahn 30 umfasst. Hier dargestellt ist, dass die Leiterbahn 30 auf der Unterseite des Substrats 10, also auf der den Bauelementen 11, 13 abgewandten Seite des Substrats 10 angeordnet ist. Das elektrisch leitfähige Material 20 reicht kontinuierlich von kontaktierten Kontaktstellen 12, 14 über das Substrat 10 bis zu Leiterbahn 30. Weiterhin sind die beiden Bauelemente 11, 13 auch untereinander durch Material 20 kontaktiert worden.
  • Eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in 4 gezeigt. Hierbei wurden auf das Substrat 10 elektrische Leiterbahnen 40 mittels Tintenstrahldruck- oder Dispensier-Verfahren aufgetragen. Die Leiterbahnen 40 befinden sich auf derselben Seite des Substrats 10, auf der auch die Bauelemente 11, 13 angeordnet sind. Auch hier stellt Material 20 eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Kontaktstellen 12, 14 der Bauelemente 11, 13 und den Leiterbahnen 40 her. Weiterhin sind die beiden Bauelemente 11, 13 auch untereinander durch Material 20 kontaktiert worden.
  • Die Kontaktierung der Bauelemente 11, 13 mit auf der entgegengesetzen Seite des Substrats 10 befindlichen Leiterbahnen kann nicht nur um das Substrat 10 herum erfolgen, sondern auch durch das Substrat 10 hindurch. Dieses ist in 5 dargestellt. Das Substrat 10 weist durchgehende Öffnungen 50 auf, welche auf der den Bauelementen 11, 13 entgegengesetzen Seite des Substrats 10 durch Leiterbahnen 30 begrenzt werden. Das elektrisch leitfähige Material 20 reicht durch eine Öffnung 50 von Leiterbahn 30 hindurch und verläuft über das Substrat 10 sowie Bauelement 11 bis zur Kontaktstelle 12.
  • 6 zeigt eine weitere Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die gemäß 3 erhaltene Anordnung ist in einem Schichtenverbund aufgegangen mit einer aufliegenden Schicht des Polymers 60. In diesem Polymer liegt ein zusätzliches elektrisches oder elektronisches Bauelement 61 vor. Dieses ist mittels eines Lotbumps 63 mit der zusätzlichen Leiterbahn 62 kontaktiert.
  • Ein erfindungsgemäßes Bauteil in 7 weist ein als anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis (ASIC) ausgeführtes Bauelement 11 auf, welches auf einem Substrat 10 angeordnet ist. Teilweise auf dem Substrat 10 und teilweise darüber hinaus ragend sind Elektroden 70 angeordnet. Die Elektroden 70 sind mittels Material 20 über die Kontaktstellen 12 des Bauelements 11 elektrisch leitend hiermit verbunden. Solch eine Anordnung mit zwei Elektroden kann beispielsweise ein kapazitiver Sensor sein. Das Bauelement 11 ist zur Auswertung der Elektrodensignale eingerichtet. So kann die Kapazität kontinuierlich gemessen werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2005/087497 A2 [0003]

Claims (15)

  1. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen oder elektronischen Bauteils, umfassend die Schritte: – Anordnen eines elektrischen oder elektronischen Bauelements (11, 13) auf einem Substrat (10), wobei das Bauelement (11, 13) mindestens eine elektrische Kontaktstelle (12, 14) umfasst, welche auf der dem Substrat (10) abgewandten Seite des Bauelements (11, 13) lokalisiert ist und wobei in der erhaltenen Anordnung diese Kontaktstelle (12, 14) in vertikaler Richtung gesehen höher als das Substrat (10) vorliegt; und – Kontaktieren der Kontaktstelle (12, 14) mit einem elektrisch leitfähigen Material (20), wobei das Material (20) mittels Tintenstrahldrucken oder Dispensen derart aufgetragen wird, dass es kontinuierlich von der Kontaktstelle (12, 14) mindestens bis zum Substrat (10) reicht.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das elektrisch leitfähige Material (20) Metall-Nanopartikel umfassende Sintertinte, Leittinte oder Leitkleber umfasst.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Substrat (10) zusätzlich eine elektrische Leiterbahn (30) umfasst und wobei das elektrisch leitfähige Material (20) derart aufgetragen wird, dass es kontinuierlich von der elektrischen Kontaktstelle (12, 14) bis zu der Leiterbahn (30) reicht.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 1, weiterhin umfassend den Schritt des Auftragens von elektrischen Leiterbahnen (40) auf das Substrat mittels Tintenstrahldrucken oder Dispensen.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Substrat (10) eine durchgehende Öffnung (50) umfasst und wobei das elektrisch leitfähige Material (20) derart aufgetragen wird, dass es kontinuierlich von der elektrischen Kontaktstelle (12, 14) bis durch die Öffnung (50) hindurch reicht.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 1, weiterhin umfassend den Schritt des Herstellens eines Schichtenverbundes aus dem erhaltenen Bauteil und mindestens einer zusätzlichen, elektrische oder elektronische Bauelemente (51) umfassenden Schicht (50).
  7. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Substrat verformbar ist und wobei das erhaltene Bauteil einem Formgebungsverfahren unterworfen wird.
  8. Bauteil, umfassend: ein auf einem Substrat (10) angeordnetes elektrisches oder elektronisches Bauelement (11, 13), wobei das Bauelement (11, 13) mindestens eine elektrische Kontaktstelle (12, 14) umfasst, welche auf der dem Substrat (10) abgewandten Seite des Bauelements (11, 13) lokalisiert ist, wobei diese Kontaktstelle (12, 14) in vertikaler Richtung gesehen höher als das Substrat (10) angeordnet vorliegt und wobei die Kontaktstelle (12, 14) mit einem elektrisch leitfähigen Material (20) kontaktiert ist, welches kontinuierlich von der Kontaktstelle (12, 14) mindestens bis zum Substrat (10) reicht.
  9. Bauteil gemäß Anspruch 8, wobei das elektrisch leitfähige Material (20) Metall-Nanopartikel umfassende Sintertinte, Leittinte oder Leitkleber umfasst
  10. Bauteil gemäß Anspruch 8, wobei das elektrisch leitfähige Material (20), welches kontinuierlich von der Kontaktstelle (12, 14) mindestens bis zum Substrat (10) reicht, in einer Breite von ≤ 10 μm und/oder in einer Dicke von ≥ 0,1 μm bis ≤ 100 μm vorliegt.
  11. Bauteil gemäß Anspruch 8, wobei das Bauelement (11, 13) eine Höhe von ≤ 50 μm aufweist.
  12. Bauteil gemäß Anspruch 8, wobei das Substrat (10) zusätzlich eine elektrische Leiterbahn (30, 40) umfasst und wobei das elektrisch leitfähige Material (20) kontinuierlich von der elektrischen Kontaktstelle (12, 14) bis zu der Leiterbahn (30, 40) reicht.
  13. Bauteil gemäß Anspruch 8, wobei das Substrat (10) eine durchgehende Öffnung (50) umfasst und wobei eine elektrisch leitende Verbindung von der elektrischen Kontaktstelle (12, 14) bis durch die Öffnung (50) hindurch vorliegt.
  14. Bauteil gemäß Anspruch 8, wobei das Bauelement (11, 13) ein anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis ist, wobei das Bauteil weitherhin mindestens eine wenigstens teilweise auf dem Substrat (10) angeordnete Elektrode (70) umfasst, welche mit dem Bauelement (11, 13) kontaktiert ist und wobei das Bauelement (11, 13) zur Verarbeitung der Signale der mindestens einen Elektrode (70) eingerichtet ist.
  15. Schichtenverbund, umfassend ein Bauteil gemäß Anspruch 8 und mindestens eine zusätzliche, elektrische oder elektronische Bauelemente (42) umfassende Schicht (40).
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