DE102009047592B4 - Process for producing a silicon intermediate carrier - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Herstellung eines Siliziumzwischenträgers (1) zur Montage einer mikroelektromechanischen Vorrichtung und/oder einer elektronischen, einen integrierten Schaltkreis aufweisenden Vorrichtung auf einem Substrat, umfassend die Verfahrensschritte:
a) Einbringen mindestens einer Ausnehmung (2) in ein Siliziumsubstrat (3) mittels eines Laserverfahrens, wobei sich die Ausnehmung (2) von einer ersten Seite (I) zu einer zweiten Seite (II) des Siliziumsubstrats (3) erstreckt,
b) Ausbilden einer ersten Isolationsschicht (4) zumindest auf einem Teilbereich der Oberfläche des Siliziumsubstrats (3), welcher sich von der ersten Seite (I) durch die Ausnehmung (2) zur zweiten Seite (II) des Siliziumsubstrats (3) erstreckt, und
c) Aufbringen von elektrisch leitendem Material (5) auf die erste Isolationsschicht (4) zum Ausbilden mindestens einer Durchkontaktierung von der ersten Seite (I) durch die Ausnehmung (2) zur zweiten Seite (II) des Siliziumsubstrats (3),
dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren nach dem Verfahrensschritt c) den Verfahrensschritt
d) Erhitzen des Siliziumsubstrats (3) auf eine Temperatur, bei der das elektrisch leitende Material (5) schmilzt, und anschließendes Abkühlen des Siliziumsubstrats (3) auf eine Temperatur, bei der das elektrisch leitende Material (5) erstarrt,
umfasst.
Method for producing a silicon intermediate carrier (1) for mounting a microelectromechanical device and / or an electronic device having an integrated circuit on a substrate, comprising the method steps:
a) introducing at least one recess (2) into a silicon substrate (3) by means of a laser method, wherein the recess (2) extends from a first side (I) to a second side (II) of the silicon substrate (3),
b) forming a first insulating layer (4) at least on a partial region of the surface of the silicon substrate (3) which extends from the first side (I) through the recess (2) to the second side (II) of the silicon substrate (3), and
c) applying electrically conductive material (5) to the first insulation layer (4) for forming at least one via from the first side (I) through the recess (2) to the second side (II) of the silicon substrate (3)
characterized in that the method after the method step c) the method step
d) heating the silicon substrate (3) to a temperature at which the electrically conductive material (5) melts, and then cooling the silicon substrate (3) to a temperature at which the electrically conductive material (5) solidifies,
includes.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Siliziumzwischenträgers sowie Siliziumzwischenträger.The present invention relates to a method for producing a silicon intermediate carrier as well as intermediate silicon carrier.
Stand der TechnikState of the art
Miniaturisierung ist ein aktueller Trend in der Aufbau- und Verbindungstechnik von integrierten Schaltungschips (IC-Chips, englisch: „integrated circuit chips“) und mikroelektromechanischen Systemchips (MEMS-Chips, englisch: „mikroelektromechanical system chips“). Das verpackte Bauteil soll dabei wenn möglich nicht viel größer als der Chip selbst sein, was auch als CSP (englisch: „chip size package“ beziehungsweise „chip scale package“) bezeichnet wird. Eine Möglichkeit hierfür bietet der direkte Aufbau des Chips - ohne Gehäuse - auf einem Substrat, was auch als Nacktchip (engjisch:„bare die“) beziehungsweise Nacktchipmontage (COB, englisch: „chip on board“) bezeichnet wird.Miniaturization is a current trend in the design and connection technology of integrated circuit chips (IC chips) and microelectromechanical system chips (MEMS chips). If possible, the packaged component should not be much larger than the chip itself, which is also referred to as CSP (chip size package or chip scale package). One possibility for this is provided by the direct structure of the chip - without a package - on a substrate, which is also referred to as a nude chip ("bare die") or a nude chip assembly (COB, chip on board).
Die Nacktchipmontage bei mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) für die Unterhaltungs- und Haushaltselektronik wird dadurch erschwert, dass das Produkt meist zwei Chips, nämlich einen mikroelektromechanischen Systemchip (MEMS-Chip) und einen anwendungsspezifischen Schaltungschip (ASIC-Chip), enthält. Würde man beide Chips direkt auf dem Substrat aufbauen, so müsste man die Chips dem Kunden einzeln anliefern und könnte sie vorher nicht gemeinsam abgleichen beziehungsweise testen. Zudem sind mikroelektromechanische Systemchips empfindlich gegenüber mechanischen Spannungen. Solche mechanischen Spannungen können, insbesondere bei Temperaturschwankungen, aufgrund von unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten der verbauten Materialien, beispielsweise des Chips, der Lote, des Substrats, auftreten und können die Funktionsfähigkeit des Systems stören.Nacktchipmontage in microelectromechanical systems (MEMS) for the entertainment and household electronics is complicated by the fact that the product usually contains two chips, namely a microelectromechanical system chip (MEMS chip) and an application-specific circuit chip (ASIC chip). If one were to build both chips directly on the substrate, one would have to deliver the chips to the customer individually and could not compare or test them together beforehand. In addition, microelectromechanical system chips are sensitive to mechanical stresses. Such mechanical stresses can occur, in particular in the case of temperature fluctuations, due to different coefficients of thermal expansion of the built-up materials, for example the chip, the solders, the substrate and can disturb the functioning of the system.
Die Druckschrift
Die Druckschrift
Aus der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Siliziumzwischenträgers zur Montage einer mikroelektromechanischen Vorrichtung und/oder einer elektronischen, einen integrierten Schaltkreis aufweisenden Vorrichtung auf einem Substrat, insbesondere einer elektronischen Leiterplatte, umfassend die Verfahrensschritte:
- a) Einbringen mindestens einer Ausnehmung in ein Siliziumsubstrat mittels eines Laserverfahrens, beispielsweise Laserablationsverfahrens, wobei sich die Ausnehmung von einer ersten Seite zu einer zweiten Seite des Siliziumsubstrats erstreckt,
- b) Ausbilden einer ersten Isolationsschicht zumindest auf einem Teilbereich der Oberfläche des Siliziumsubstrats, welcher sich von der ersten Seite durch die Ausnehmung zur zweiten Seite des Siliziumsubstrats erstreckt, und
- c) Aufbringen von elektrisch leitendem Material auf die erste Isolationsschicht zum Ausbilden mindestens einer Durchkontaktierung von der ersten Seite durch die Ausnehmung zur zweiten Seite des Siliziumsubstrats.
- a) introducing at least one recess into a silicon substrate by means of a laser method, for example laser ablation method, wherein the recess extends from a first side to a second side of the silicon substrate,
- b) forming a first insulating layer at least on a partial region of the surface of the silicon substrate, which extends from the first side through the recess to the second side of the silicon substrate, and
- c) applying electrically conductive material to the first insulating layer to form at least one via from the first side through the recess to the second side of the silicon substrate.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass es ermöglicht Siliziumzwischenträger äußerst kostengünstig herzustellen. Somit kann der unter anderem im Wärmeausdehnungskoeffizienten begründete Materialvorteil des Siliziums gegenüber Kunststoff-Siliziumzwischenträgern unter Berücksichtigung des Kostendrucks realisiert werden. Vorteilhafterweise benötigt das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Siliziumzwischenträgers keine Lithografie- und/oder Ätzverfahren. Zudem ist zur Realisierung nicht notwendiger Weise eine Reinraumumgebung erforderlich.The method according to the invention has the advantage that it makes it possible to manufacture intermediate silicon carriers in an extremely cost-effective manner. Thus, among others, in the Thermal expansion coefficients substantiated material advantage of silicon compared to plastic-silicon intermediate carriers are realized taking into account the cost pressure. Advantageously, the method according to the invention for producing an intermediate silicon substrate does not require lithography and / or etching processes. In addition, a clean room environment is not necessarily required for the realization.
Das Laserverfahren kann vorteilhafterweise mit sehr hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden. Es hat sich gezeigt, dass gegebenenfalls beim Laserverfahren auftretende raue Oberflächen oder Debris (Auswurf bei Laserbohren) sich vorteilhaft auf die Haftung des elektrisch leitenden Materials auswirken können.The laser process can advantageously be carried out at very high speed. It has been found that rough surfaces or debris (laser-drilling) occurring in the laser process may have an advantageous effect on the adhesion of the electrically conductive material.
In Verfahrensschritt a) kann die mindestens eine Ausnehmung insbesondere durch Laserbohren eingebracht werden. Dementsprechend kann die Ausnehmung auch als Bohrung durch das Siliziumsubstrat bezeichnet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst nach dem Verfahrensschritt c) den Verfahrensschritt
d) Erhitzen des Siliziumsubstrats (
d) heating the silicon substrate (
Auf diese Weise kann zum einen eine bessere Anbindung des elektrisch leitenden Materials an die erste Isolationsschicht gewährleistet werden. Zum anderen kann auf der ersten und/oder zweiten Seite des Siliziumsubstrats aufgebrachtes, elektrisch leitendes Material in die Ausnehmung hinein fließen und die Durchkontaktierung ausbilden.In this way, on the one hand, a better connection of the electrically conductive material to the first insulating layer can be ensured. On the other hand, electrically conductive material applied on the first and / or second side of the silicon substrate can flow into the recess and form the plated-through hole.
Im Rahmen einer Ausführungsform des Verfahrens werden in Verfahrensschritt a) weiterhin Justagemarken, beispielsweise für das spätere Trennen des Siliziumsubstrats und/oder für die spätere Positionierung der Vorrichtungen, insbesondere mittels des Laserverfahrens, eingebracht.Within the scope of an embodiment of the method, adjustment marks, for example for the later separation of the silicon substrate and / or for the subsequent positioning of the devices, in particular by means of the laser method, are furthermore introduced in method step a).
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird in Verfahrensschritt b) die erste Isolationsschicht durch Oxidieren der Oberfläche des Siliziumsubstrats ausgebildet. Dies kann sich vorteilhaft auf gegebenenfalls beim Laserverfahren auftretende raue Oberflächen oder Debris (Auswurf bei Laserbohren) auswirken. In Verfahrensschritt b) kann die erste Isolationsschicht sowohl durch zumindest teilweises als auch durch vollständiges Oxidieren der Oberfläche des Siliziumsubstrats ausgebildet werden. Eine vollständige Oxidation der Oberfläche kann dabei mit einem geringeren prozesstechnischen Aufwand durchgeführt werden.In a further embodiment of the method, in method step b), the first insulation layer is formed by oxidizing the surface of the silicon substrate. This can have an advantageous effect on rough surfaces or debris (ejection in laser drilling) which may occur during the laser process. In method step b), the first insulation layer can be formed both by at least partial as well as by complete oxidation of the surface of the silicon substrate. A complete oxidation of the surface can be carried out with a lower process outlay.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird in Verfahrensschritt b) die erste Isolationsschicht durch thermische Oxidation der Oberfläche des Siliziumsubstrats ausgebildet wird. Dies kann beispielsweise in einem Ofen unter oxidierender Atmosphäre, insbesondere sauerstoffhaltiger Atmosphäre, beispielsweise in Luft, erfolgen. Durch thermische Oxidation kann das Siliziumsubstrat allseitig isoliert werden.Within the scope of a further embodiment of the method, in method step b), the first insulation layer is formed by thermal oxidation of the surface of the silicon substrate. This can be done, for example, in an oven under an oxidizing atmosphere, in particular an oxygen-containing atmosphere, for example in air. By thermal oxidation, the silicon substrate can be isolated on all sides.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird in den Verfahrensschritten b) und/oder c), insbesondere gleichzeitig, mit der mindestens einen Durchkontaktierung auch mindestens eine erste elektrische Leiterbahn auf der ersten und/oder zweiten Seite des Siliziumsubstrats ausgebildet, wobei in Verfahrensschritt b) die erste Isolationsschicht zumindest auf den Teilbereichen der Oberfläche des Siliziumsubstrats ausgebildet wird, auf denen in Verfahrensschritt c) die mindestens eine erste elektrische Leiterbahn ausgebildet wird.Within the scope of a further embodiment of the method, in the method steps b) and / or c), in particular at the same time, at least one first electrical conductor track is formed on the first and / or second side of the silicon substrate with the at least one via, wherein in method step b) the first insulation layer is formed at least on the partial regions of the surface of the silicon substrate, on which the at least one first electrical conductor is formed in method step c).
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird in Verfahrensschritt c) das elektrisch leitende Material durch ein Druckverfahren, insbesondere ein Siebdruckverfahren, aufgebracht. Druckprozesse können vorteilhafterweise sehr kostengünstig sein und im Durchlaufverfahren durchgeführt werden. Darüber hinaus können durch Druckverfahren vorteilhafterweise Leiterbahnen mit einer Breit von ≥ 100 µm realisiert werden.Within the scope of a further embodiment of the method, in method step c) the electrically conductive material is applied by a printing method, in particular a screen printing method. Printing processes can advantageously be very cost-effective and be carried out in a continuous process. In addition, printed conductors advantageously can be used to realize strip conductors with a width of ≥ 100 μm.
Der Verfahrensschritt c) kann in den Verfahrensschritt
- c1) Aufbringen von elektrisch leitendem Material auf die erste Isolationsschicht auf der ersten Seite des Siliziumsubstrats, und den Verfahrensschritt
- c2) Aufbringen von elektrisch leitendem Material auf die erste Isolationsschicht auf der zweiten Seite des Siliziumsubstrats.
- c1) applying electrically conductive material to the first insulating layer on the first side of the silicon substrate, and the method step
- c2) applying electrically conductive material to the first insulating layer on the second side of the silicon substrate.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird Verfahrensschritt d) im Vakuum durchgeführt. Auf diese Weise können Einschlüsse in dem elektrisch leitenden Material vermeiden werden.Within the scope of a further embodiment of the method, process step d) is carried out in vacuo. In this way, inclusions in the electrically conductive material can be avoided.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens sind die Verfahrensschritte c) und d) in die folgenden Verfahrensschritte c1) und c2) sowie d1) und d2) unterteilt:
- c1) Aufbringen von elektrisch leitendem Material auf die erste Isolationsschicht auf der ersten Seite des Siliziumsubstrats,
- d1) erstes Erhitzen des Siliziumsubstrats auf eine Temperatur, bei der das elektrisch leitende Material schmilzt, und anschließendes Abkühlen des Siliziumsubstrats auf eine Temperatur, bei der das elektrisch leitende Material erstarrt,
- c2) Aufbringen von elektrisch leitendem Material auf die erste Isolationsschicht auf der zweiten Seite des Siliziumsubstrats, und
- d2) zweites Erhitzen des Siliziumsubstrats auf eine Temperatur, bei der das elektrisch leitende Material schmilzt, und anschließendes Abkühlen des Siliziumsubstrats auf eine Temperatur, bei der das elektrisch leitende Material erstarrt.
- c1) applying electrically conductive material to the first insulating layer on the first side of the silicon substrate,
- d1) first heating the silicon substrate to a temperature at which the electrically conductive Material melts, and then cooling the silicon substrate to a temperature at which solidifies the electrically conductive material,
- c2) applying electrically conductive material to the first insulating layer on the second side of the silicon substrate, and
- d2) second heating the silicon substrate to a temperature at which the electrically conductive material melts, and then cooling the silicon substrate to a temperature at which the electrically conductive material solidifies.
Dabei kann das Siliziumsubstrat zwischen Verfahrensschritt d1) und Verfahrensschritt c2), beispielsweise um 180°, um eine in der Substratebene liegende Achse gedreht werden. In Verfahrensschritt d1) ist das Siliziumsubstrat vorzugsweise derart angeordnet, dass die erste Seite des Siliziumsubstrats bezüglich der Gravitationsrichtung oben liegt. In Verfahrensschritt d2) ist das Siliziumsubstrat vorzugsweise derart angeordnet, dass die zweite Seite des Siliziumsubstrats bezüglich der Gravitationsrichtung oben liegt. Auf diese Weise kann das elektrisch leitende Material jeweils mittels der Gravitationskraft in die Ausnehmung hinein fließen.In this case, the silicon substrate can be rotated between method step d1) and method step c2), for example by 180 °, about an axis lying in the substrate plane. In method step d1), the silicon substrate is preferably arranged such that the first side of the silicon substrate is at the top with respect to the direction of gravity. In method step d2), the silicon substrate is preferably arranged such that the second side of the silicon substrate is at the top with respect to the direction of gravity. In this way, the electrically conductive material can flow into the recess in each case by means of the gravitational force.
Das Verfahren kann nach dem Verfahrensschritt c) und/oder d) weiterhin einen Verfahrensschritt
e1) Aufbringen mindestens einer zweiten Isolationsschicht umfassen.The method may further comprise a method step after method step c) and / or d)
e1) comprising applying at least one second insulating layer.
Die zweite Isolationsschicht kann dabei teilweise auf die erste Isolationsschicht, insbesondere auf die unbedeckten Bereiche, beispielsweise die nicht mit der mindestens einen ersten elektrischen Leiterbahn bedeckten, Bereiche der ersten Isolationsschicht und/oder teilweise auf die mindestens eine Durchkontaktierung und/oder teilweise auf die mindestens eine erste elektrische Leiterbahn aufgebracht werden.In this case, the second insulation layer can be partially applied to the first insulation layer, in particular to the uncovered regions, for example the regions of the first insulation layer not covered by the at least one first electrical conductor, and / or partially to the at least one via and / or partially to the at least one first electrical conductor track are applied.
Zum Beispiel kann die zweite Isolationsschicht derart aufgebracht werden, dass die mindestens eine erste elektrische Leiterbahn seitlich durch die zweite Isolationsschicht begrenzt wird. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die mindestens eine erste elektrische Leiterbahn beim Erhitzen in Verfahrensschritt d) verläuft beziehungsweise die Kontur verliert.For example, the second insulation layer may be applied such that the at least one first electrical conductor is bounded laterally by the second insulation layer. In this way it can be prevented that the at least one first electrical conductor runs during heating in method step d) or loses the contour.
Alternativ oder zusätzlich dazu kann die zweite Isolationsschicht derart teilweise auf die mindestens eine Durchkontaktierung beziehungsweise die mindestens eine erste elektrische Leiterbahn aufgebracht werden, dass ein Teil der mindestens einen Durchkontaktierung beziehungsweise der mindestens einen ersten elektrischen Leiterbahn zum Kontaktieren der Durchkontaktierung beziehungsweise der ersten elektrischen Leiterbahn nicht mit der zweiten Isolationsschicht bedeckt wird. Auf diese Weise kann die Durchkontaktierung beziehungsweise die erste elektrische Leiterbahn zum Teil nach Außen isoliert sein und dennoch zum Teil von Außen kontaktierbar sein.Alternatively or additionally, the second insulation layer may be partially applied to the at least one via or the at least one first electrical trace so that a portion of the at least one via or the at least one first electrical trace for contacting the via or the first electrical trace not with the second insulating layer is covered. In this way, the through-connection or the first electrical conductor track can be insulated in part to the outside and yet be partially contactable from the outside.
Das Aufbringen der zweiten Isolationsschicht kann dabei in einem Schritt oder in zwei oder mehr Schritten erfolgen. Beispielsweise kann die zweite Isolationsschicht in einem Schritt, mit Ausnahme der Bereiche zum Kontaktieren der kontaktierungen Durchbeziehungsweise ersten elektrischen Leiterbahnen, flächig auf die erste und/oder zweite Seite des Siliziumträgers aufgebracht werden. Die zweite Isolationsschicht kann jedoch auch in einem ersten Schritt derart auf die erste Isolationsschicht aufgebracht werden, dass die mindestens ein erste elektrische Leiterbahn seitlich durch die zweite Isolationsschicht begrenzt wird, und in einem zweiten Schritt derart teilweise auf die mindestens eine erste elektrische Leiterbahn (und teilweise auf den im ersten Schritt hergestellten, zweiten Isolationsschichtbereich) aufgebracht werden, dass ein Teil der mindestens einen ersten elektrischen Leiterbahn zum Kontaktieren der ersten elektrischen Leiterbahn nicht mit der zweiten Isolationsschicht bedeckt wird. Das Aufbringen der zweiten Isolationsschicht kann vorteilhafterweise durch ein kostengünstiges und im Durchlaufverfahren durchführbares Druckverfahren erfolgen.The application of the second insulating layer can take place in one step or in two or more steps. By way of example, the second insulation layer can be applied to the first and / or second side of the silicon substrate in one step, with the exception of the regions for contacting the contacts by means of first electrical conductor tracks. However, in a first step, the second insulation layer can also be applied to the first insulation layer in such a way that the at least one first electrical conductor is bounded laterally by the second insulation layer, and in a second step partially (and partially) to the at least one first electrical conductor on the second insulation layer region produced in the first step), that part of the at least one first electrical conductor for contacting the first electrical conductor is not covered with the second insulation layer. The application of the second insulating layer can advantageously be carried out by a cost-effective and in a continuous process feasible printing process.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren daher nach dem Verfahrensschritt c) und/oder d) weiterhin einen Verfahrensschritt
e1) Aufbringen mindestens einer zweiten Isolationsschicht durch ein Druckverfahren.Within the scope of a further embodiment of the method, therefore, the method further comprises a method step after method step c) and / or d)
e1) applying at least one second insulating layer by a printing process.
Das Druckverfahren kann dabei beispielsweise ein Sealglasdruckverfahren oder ein Polymerdruckverfahren sein. Insbesondere kann das Druckverfahren ein Siebdruckverfahren sein.The printing process can be, for example, a seal glass printing process or a polymer printing process. In particular, the printing process may be a screen printing process.
Das Verfahren kann nach dem Verfahrensschritt e1) einen Verfahrensschritt
e2) Aufbringen mindestens einer zweiten elektrischen Leiterbahn auf die mindestens eine zweite Isolationsschicht
umfassen. Insbesondere kann in Verfahrensschritt e2) die mindestens eine zweite elektrische Leiterbahn auf die mindestens eine zweite Isolationsschicht durch ein Druckverfahren aufgebracht werden. Das Druckverfahren kann dabei ebenfalls ein Siebdruckverfahren sein.The method can after the process step e1) a process step
e2) applying at least one second electrical conductor track to the at least one second insulating layer
include. In particular, in method step e2), the at least one second electrical conductor track can be applied to the at least one second insulation layer by a printing method. The printing process can also be a screen printing process.
Insbesondere können die Verfahrensschritte e1) und e2) mehrfach alternierend hintereinander erfolgen. So können auch Überkreuzungen von Leiterbahnen realisiert werden.In particular, the method steps e1) and e2) can take place several times alternately one behind the other. Thus, crossovers of printed conductors can be realized.
Überkreuzungen von Leiterbahnen können jedoch auch durch Führung der Leiterbahnen mittels einer Durchkontaktierung auf die andere Seite des Siliziumzwischenträgers gewährleistet werden. Um eine Überkreuzung zwischen zwei Leiterbahnen zu realisieren, kann eine der Leiterbahnen durch eine Durchkontaktierung von der einen Seite des Siliziumsubstrats auf die andere Seite des Siliziumsubstrats geführt werden. Gegebenenfalls kann die eine Leiterbahn anschließend durch eine zweite Durchkontaktierung wieder zurückgeführt werden. Beispielsweise können die Leiterbahnen und Durchkontaktierungen derart ausgebildet, dass zumindest eine auf der ersten Seite angeordnete Leiterbahn in mehrere Leiterbahnabschnitte unterteilt ist, insbesondere um eine Überkreuzung mit einer anderen auf der ersten Seite des Siliziumsubstrats angeordneten Leitebahn zu realisieren, wobei ein erster Leiterbahnabschnitt auf einer Seite des Siliziumsubstrats eine erste Durchkontaktierung kontaktiert, wobei die erste Durchkontaktierung auf der zweiten Seite des Siliziumsubstrats einen zweiten Leitebahnabschnitt kontaktiert. Der zweite Leitebahnabschnitt kann dabei weiterhin auf der zweiten Seite des Siliziumsubstrats eine zweite Durchkontaktierung kontaktieren, wobei die zweite Durchkontaktierung auf der ersten Seite des Siliziumsubstrats einen dritten Leiterbahnabschnitt kontaktiert. However, crossovers of interconnects can also be ensured by guiding the interconnects by means of a via on the other side of the silicon intermediate carrier. In order to realize a crossover between two interconnects, one of the interconnects may be passed through a via from one side of the silicon substrate to the other side of the silicon substrate. Optionally, the one conductor can then be returned through a second via again. For example, the conductor tracks and plated-through holes can be formed in such a way that at least one conductor track arranged on the first side is subdivided into a plurality of conductor track sections, in particular in order to realize a crossover with another track arranged on the first side of the silicon substrate, wherein a first conductor track section on one side of the Contacting a silicon substrate, a first via, wherein the first via on the second side of the silicon substrate contacts a second trace portion. The second track section may continue to contact a second via on the second side of the silicon substrate, the second via on the first side of the silicon substrate contacting a third trace section.
Das Verfahren kann weiterhin nach dem Verfahrensschritt c) und/oder d) und/oder e) einen Verfahrensschritt
f) Trennen, beispielsweise Sägen, insbesondere Vereinzeln, des Siliziumsubstrats in zwei oder mehr kleinere Siliziumsubstrate, insbesondere eine Vielzahl von kleineren Siliziumsubstraten,
umfassen.The method can furthermore, after method step c) and / or d) and / or e), comprise a method step
f) separating, for example sawing, in particular singulating, the silicon substrate into two or more smaller silicon substrates, in particular a multiplicity of smaller silicon substrates,
include.
Durch die Durchführung des Verfahrens an einem großen Siliziumsubstrat und anschließendes Trennen können vorteilhafterweise in kurzer Zeit viele Siliziumzwischenträger hergestellt werden und die Herstellungskosten weiter gesenkt werden.By carrying out the process on a large silicon substrate and subsequent separation, it is advantageously possible to produce many intermediate silicon substrates in a short time and to further reduce the production costs.
Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist das Siliziumsubstrat aus polykristallinem Silizium und/oder Silizium von geringer Reinheit (metallurgical grade) und/oder recyceltem Silizium ausgebildet. Auf diese Weise können die Herstellungskosten vorteilhafterweise weiter gesenkt werden.In a further embodiment of the method, the silicon substrate is made of polycrystalline silicon and / or silicon of low purity (metallurgical grade) and / or recycled silicon. In this way, the production costs can advantageously be further reduced.
Die erste und zweite Seite des Siliziumsubstrats können einander gegenüberliegen. Insbesondere können die erste und zweite Seite des Substrats im Wesentlichen parallel zueinander sein.The first and second sides of the silicon substrate may face each other. In particular, the first and second sides of the substrate may be substantially parallel to each other.
Der Siliziumzwischenträger kann auf der ersten Seite eine erste Gruppe von Kontaktelementen, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Leiterbahnen und Durchkontaktierungen, zur Kontaktierung eine mikroelektromechanischen Vorrichtung und eine zweite Gruppe von Kontaktelementen, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Leiterbahnen und Durchkontaktierungen, zur Kontaktierung einer elektronischen, eine integrierte Schaltung aufweisenden Vorrichtung umfassen. Auf der zweiten Seite kann der Siliziumzwischenträger eine weitere Gruppe von Kontaktelementen, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Leiterbahnen und Durchkontaktierungen, zur Kontaktierung einer elektronischen Leiterplatte umfassen, von denen mindestens eines mit einem Kontaktelement der ersten oder zweiten Gruppe elektrisch verbunden ist. Die mikroelektromechanische Vorrichtung kann beispielsweise ein Drucksensor oder Beschleunigungssensor oder Drehratensensor oder mikroelektromechanischer Aktor sein. Die elektronische Vorrichtung kann beispielsweise eine anwendungsspezifische Schaltung (ASIC) als integrierte Schaltung aufweisen.The intermediate silicon carrier can have on the first side a first group of contact elements, in particular selected from the group consisting of conductor tracks and plated-through holes, for contacting a microelectromechanical device and a second group of contact elements, in particular selected from the group consisting of conductor tracks and plated-through holes, for making contact electronic device comprising an integrated circuit. On the second side, the intermediate silicon carrier may comprise a further group of contact elements, in particular selected from the group consisting of conductor tracks and plated-through holes, for contacting an electronic circuit board, at least one of which is electrically connected to a contact element of the first or second group. The microelectromechanical device may, for example, be a pressure sensor or acceleration sensor or yaw rate sensor or microelectromechanical actuator. For example, the electronic device may include an application specific integrated circuit (ASIC) as an integrated circuit.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Siliziumzwischenträger, insbesondere hergestellt durch ein erfindungsgemäßes Verfahren, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der Siliziumzwischenträger mindestens
- - eine durch ein Laserverfahren eingebrachte Ausnehmung, und/oder
- - eine durch ein Laserverfahren eingebrachte Justagemarke, und/oder
- - eine durch ein Druckverfahren, insbesondere Siebdruckverfahren, aufgebrachte Leiterbahn,
- - eine das Siliziumsubstrat, insbesondere vollständig, umgebende Siliziumoxidschicht als erste Isolationsschicht, und/oder
- - eine durch ein Druckverfahren, insbesondere Siebdruckverfahren, aufgebrachte zweite Isolationsschicht,
- - A introduced by a laser process recess, and / or
- a calibration mark introduced by a laser process, and / or
- a printed circuit board applied by a printing method, in particular a screen printing method,
- - A silicon substrate, in particular completely, surrounding silicon oxide layer as the first insulating layer, and / or
- a second insulating layer applied by a printing process, in particular a screen printing process,
Der Siliziumzwischenträger kann auf der ersten Seite eine erste Gruppe von Kontaktelementen, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Leiterbahnen und Durchkontaktierungen, zur Kontaktierung eine mikroelektromechanischen Vorrichtung und eine zweite Gruppe von Kontaktelementen, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Leiterbahnen und Durchkontaktierungen, zur Kontaktierung einer elektronischen, eine integrierte Schaltung aufweisenden Vorrichtung umfassen. Auf der zweiten Seite kann der Siliziumzwischenträger eine weitere Gruppe von Kontaktelementen, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Leiterbahnen und Durchkontaktierungen, zur Kontaktierung einer elektronischen Leiterplatte umfassen, von denen mindestens eines mit einem Kontaktelement der ersten oder zweiten Gruppe elektrisch verbunden ist. Die mikroelektromechanische Vorrichtung kann beispielsweise ein Drucksensor oder Beschleunigungssensor sein. Die elektronische Vorrichtung kann beispielsweise eine anwendungsspezifische Schaltung (ASIC) als integrierte Schaltung aufweisen.The intermediate silicon carrier can have on the first side a first group of contact elements, in particular selected from the group consisting of conductor tracks and plated-through holes, for contacting a microelectromechanical device and a second group of contact elements, in particular selected from the group consisting of conductor tracks and plated-through holes, for making contact electronic device comprising an integrated circuit. On the second side, the intermediate silicon carrier may comprise a further group of contact elements, in particular selected from the group consisting of conductor tracks and plated-through holes, for contacting an electronic circuit board, at least one of which is electrically connected to a contact element of the first or second group. The microelectromechanical device may be, for example, a pressure sensor or an acceleration sensor. For example, the electronic device may include an application specific integrated circuit (ASIC) as an integrated circuit.
Figurenlistelist of figures
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gegenstände werden durch die Zeichnung veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Zeichnung nur beschreibenden Charakter hat und nicht dazu gedacht ist, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigt
-
1 einen schematisierten Querschnitt durch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Siliziumzwischenträgers.
-
1 a schematic cross section through an embodiment of a silicon intermediate carrier according to the invention.
Danach wurde ein elektrisch leitendes Material
Danach wurde durch ein Druckverfahren auf beiden Seiten
Claims (10)
Priority Applications (3)
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