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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines induktiven elektrischen Bauelements durch Aufbringen von Schichten unterschiedlicher Materialien auf einem Substratmaterial, wobei die Schichten eine Funktionsschicht bilden, durch die die elektrische Funktion des induktiven elektrischen Bauelements realisiert ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein induktives elektrisches Bauelement dieser Art sowie eine mit solchen Bauelementen gebildete Bauelementanordnung.
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Induktive elektrische Bauelemente werden in der Elektrotechnik für unterschiedlichste Zwecke eingesetzt, z. B. für den Aufbau elektrischer Schaltungen und als Komponenten elektrischer Maschinen, Sensoren und Aktuatoren. Induktive elektrische Bauelemente sind beispielsweise Spulen, sowohl mit als auch ohne Spulenkern. Solche induktiven elektrischen Bauelemente werden beispielsweise als Induktivitäten in elektrischen Schaltungen, als Sensoren beispielsweise unter Nutzung des Hall-Effekts oder der AMR-Effekts, als Elektromagneten, Transformatoren oder Spulenwicklungen für Elektromotoren eingesetzt. Insbesondere der Bedarf an induktiven elektrischen Bauelementen mit geringer Baugröße, z. B. Mikro-Bauelemente, hat sich deutlich erhöht. Insbesondere im Bereich sehr kleiner elektrischer Bauelemente erfolgt die Herstellung in der Regel durch Abscheidung von Schichten auf einem Substratmaterial, z. B. durch CVD- und/oder PVD-Verfahren (CVD - chemische Gasphasenabscheidung, PVD - physikalische Gasphasenabscheidung).
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Der montagetechnische Einsatz entsprechender Induktivitäten erfolgt dabei zum größten Teil nicht an der Produktionsstätte, sodass ein Transport der Induktivität von der Produktionsstätte zur Montagestätte die Normalität darstellt. Auf der einen Seite ist dabei an der Montagestätte ein Höchstmaß an Portabilität einem flexiblen und dynamischen Montageprozess zuträglich. Auf der anderen Seite ist während des Herstellungsprozesses im Bereich der Sensorproduktionstechnik die Mehrheit der Produktionsparameter festgelegt. Insbesondere bei der Herstellung von Induktivitäten durch CVD oder PVD Verfahren gilt es Toleranzen einzuhalten, die z.B. durch die Verwendung von Substratoberflächen erzeugt werden können, die sich im Bereich von Oberflächenrauheiten im Bereich von < Ra =0,034nm Rz = 0,1 nm befinden.
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Ein solches induktives elektrisches Bauelement kann insbesondere als Leistungselektronik-Bauelement ausgebildet sein, d.h. als Bauelement, das für die Aufnahme und/oder Übertragung höherer elektrischer Leistungen ausgebildet ist.
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Insbesondere im Bereich der Leistungselektronik gilt es den elektronischen Leistungsumfang des induktiven elektrischen Bauelements zu optimieren. Bisher wird zwischen dem Siliziumsubstrat und den leitfähigen Schichten eine SiO2-Schicht als Isolator vorgesehen, was die Leistungsfähigkeit begrenzt, da ein Durchschlag ab 300V auftreten kann. Alternativ können zusätzliche Isolierschichten aufgebracht werden, die jedoch die Herstellungskosten erheblich erhöhen.
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Aus der
DE 10 2013 013 464 A1 ist ein induktives elektrisches Bauelement sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung bekannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Herstellungsverfahren und die damit erzeugbaren Bauelemente weiter zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass auf dem Substratmaterial unmittelbar oder mittelbar über eine auf dem Substratmaterial angeordnete Verbindungsschicht eine Trägerschicht aus einem Trägermaterial aufgebracht wird und auf die aus dem Trägermaterial gebildete Trägerschicht die weiteren Schichten der Funktionsschicht aufgebracht werden. Auf diese Weise wird erstmalig die Möglichkeit der Herstellung von induktiven elektrischen Bauelementen, insbesondere Leistungselektronikbauelementen, auf Dünnfilmbasis geschaffen. Dies wird ermöglicht durch die Hinzufügung der Trägerschicht, die zwischen dem relativ dickschichtigen und dementsprechend verwindungssteifen Substratmaterial und der Funktionsschicht angeordnet ist. Durch die Beibehaltung des Substratmaterials als Grundkörper der gesamten Anordnung kann während der Abscheidungsvorgänge die mechanische Stabilität und Steifigkeit der Anordnung sichergestellt werden. Nach Fertigstellung des induktiven elektrischen Bauelements ist das Substratmaterial aber für dessen elektrische Funktion nicht mehr erforderlich. Die zusätzlich erzeugte Trägerschicht ermöglicht es nun, dass das Substratmaterial nach dem Herstellungsvorgang wieder entfernt wird und die einzelnen induktiven elektrischen Bauelemente weiterhin gut handhabbar bleiben, da sie durch die Gesamtdicke des Systems genügend mechanische Stabilität für die Weiterverarbeitung aufweisen.
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Durch die Hinzufügung der zusätzlichen Trägerschicht kann auch die bisherige Beschränkung auf die Herstellungsgröße einer mit einer Vielzahl solcher Bauelemente gebildeten Bauelementanordnung überwunden werden. Bisher war die maximale Größe einer Bauelementanordnung auf die typische Größe eines Silizium-Wafers, z.B. auf 4 Zoll, beschränkt. Diese Beschränkung kann nun überwunden werden, so dass auch Bauelementanordnungen mit wesentlichen größeren Außenabmessungen hergestellt werden können.
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Das Substratmaterial kann ein anorganisches Material sein, z.B. Silizium, Keramik, Metall, Glas.
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Als Prozess für das Aufbringen der unterschiedlichen Schichten kommen verschiedenste Verfahren in Betracht, beispielsweise Abscheidungsverfahren wie PVD, CVD, galvanische Abscheidung, oder anderen Arten der Aufbringung wie Aufsprühen oder Spincoating.
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Die Erfindung eignet sich grundsätzlich für die Herstellung induktiver elektrischer Bauelemente jeder Art. Die Erfindung eignet sich besonders für die Herstellung von Leistungselektronikbauelementen, für Sensoren für die magnetoresistive Sensorik, insbesondere für besonders kleinbauende Sensoren (Mikrosensoren).
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die Trägerschicht bei Wahl eines geeigneten isolierenden Materials als Trägermaterial zugleich die Isolation der damit erzeugten Bauelemente und damit die Hochspannungsfestigkeit (Durchschlagfestigkeit) verbessert werden kann, so dass sich die Erfindung auch besonders für die Herstellung von Bauelementen für die Hochspannungstechnik eignet.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Baugröße, insbesondere die Bauhöhe der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten Bauelemente deutlich reduziert werden kann, da die bisher erforderliche relativ dicke Schicht aus Substratmaterial im Endprodukt nun entfallen kann. Die Bauhöhe kann auf diese Weise signifikant reduziert werden, z.B. auf ca. die Hälfte der bisherigen Bauhöhe.
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Die Erfindung eignet sich auch für die Herstellung von miteinander induktiv gekoppelten Bauelementen. Dies ist z.B. möglich durch die Erzeugung induktiver elektrischer Bauelemente auf den beiden gegenüberliegenden Seiten der Trägerschicht.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass nach der Aufbringung der Funktionsschicht auf der Trägerschicht das Substratmaterial vollständig oder zumindest überwiegend entfernt wird. Auf diese Weise kann die erwähnte Baugrößenminimierung der hergestellten induktiven elektrischen Bauelemente erreicht werden. Die Bauhöhe wird durch die Eliminierung des Substratmaterials deutlich reduziert. Das Substratmaterial kann für weitere Anwendungen wiederverwendet werden.
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Das Substratmaterial kann z.B. durch mechanische Bearbeitung entfernt werden. Besonders vorteilhaft ist ein Entfernen des Substratmaterials durch elektrochemische Verfahren. Diese lassen sich pH-neutral realisieren, so dass hierdurch die hergestellten Bauelemente nicht beschädigt werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Substratmaterial entfernt wird, indem zunächst die Verbindungsschicht zumindest teilweise entfernt wird und dann das Substratmaterial vollständig oder zumindest überwiegend entfernt wird. Bei entsprechender Wahl der Materialien der Verbindungsschicht kann die Verbindungsschicht z.B. durch ein erwähntes elektrochemisches Verfahren entfernt werden, z.B. durch anodische Auflösung der Verbindungsschicht. Durch Einhüllen des Systems in einen Isolator, z.B. Polyimid, wird eine elektrochemische Auflösung der Verbindungsschicht begünstigt, so dass durch die Verwendung des isolierenden Materials die Herstellung eines entsprechenden Bauelements auf Dünnfilm-Basis realisiert wird. Zum anderen trägt der Isolator zur Befähigung der anodischen Auflösung bei. Die Verbindungsschicht bildet damit eine Opferschicht.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Trägerschicht mit einer geringeren Schichtdicke erzeugt wird, als die Dicke des Substratmaterials. Dies begünstigt die Herstellung der Bauelemente mit geringer Bauhöhe. Die Trägerschicht kann insbesondere wesentlich dünner sein als das Substratmaterial, z.B. weniger als 50 % oder weniger als 20 % der Dicke des Substratmaterials aufweisen.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Funktionsschicht mit einer größeren Schichtdicke erzeugt wird als die Schichtdicke der Trägerschicht. Die Funktionsschicht kann beispielsweise wenigstens doppelt so dick sein wie die Trägerschicht.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Vielzahl der induktiven elektrischen Bauelemente in einem gemeinsamen Herstellungsprozess auf einem gemeinsamen Substratmaterial und/oder einer gemeinsamen Trägerschicht in Panel-Technik hergestellt wird. Die einzelnen Bauelemente können dabei matrixartig nebeneinander auf der Trägerschicht angeordnet sein. Durch die Herstellung in Panel-Technik können relativ große Bauelementanordnungen hergestellt werden, z.B. in Rechteckform. Der Begriff der Panel-Technik stammt aus der Herstellung von Solarmodulen („Solar-Panel“) und bezeichnet die Bereitstellung der hergestellten Strukturen auf einem rechteckigen Träger.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Trägermaterial ein organisches Material, insbesondere ein Polymermaterial, ist. Auf diese Weise kann die Bauelementanordnung auch nach Entfernen des Substratmaterials gut gehandhabt werden. Das organische Material erlaubt zudem die Bereitstellung einer besonders flexiblen Trägerschicht. Zudem wirkt das Trägermaterial isolierend. Das Trägermaterial kann z.B. Polyimid sein.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in der Trägerschicht zur Bildung von Sollbruchstellen Perforationslinien in Form eines Linien- oder Matrixmusters erzeugt werden. Die Perforationslinien können z.B. durch ein Schneidwerkzeug in die Trägerschicht eingebracht werden. Durch diese Sollbruchstellen ist eine Vereinzelung der hergestellten Bauelemente leicht möglich, ohne dass die Bauelemente beschädigt werden. An den einzelnen Bauelementen verbleibt dann ein jeweiliger Abschnitt der Trägerschicht.
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Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein induktives elektrisches Bauelement, aufweisend wenigstens eine Trägerschicht aus einem Trägermaterial und eine auf der Trägerschicht aufgebrachte Funktionsschicht, durch die die elektrische Funktion des induktiven elektrischen Bauelements realisiert ist, wobei die Funktionsschicht einen mehrschichtigen Aufbau aus unterschiedlichen metallischen und nicht-metallischen Materialien aufweist, gekennzeichnet durch eines, mehrere oder alle der folgenden Merkmale a), b), c), d):
- a) die Funktionsschicht weist eine größere Schichtdicke auf als die Trägerschicht,
- b) Teile der Funktionsschicht sind zumindest in geringem Umfang in das Trägermaterial der Trägerschicht eingebettet,
- c) das Trägermaterial der Trägerschicht ist ein organisches Material, insbesondere ein Polymermaterial,
- d) an der Trägerschicht befinden sich auf der der Funktionsschicht abgewandten Seite Reste einer im Herstellungsprozess verwendeten Verbindungsschicht, die aus einem anderen Material gebildet ist als das Trägermaterial.
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Auch hierdurch können die zuvor erläuterten Vorteile realisiert werden. Das induktive elektrische Bauelement kann dabei eines, mehrere oder alle der zuvor bezüglich des Verfahrens genannten Bauelement-Merkmale aufweisen. Das induktive elektrische Bauelement kann durch ein Verfahren der zuvor erläuterten Art hergestellt werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das induktive elektrische Bauelement wenigstens eine Mikrospule und/oder einen Spulenkern aufweist. Der Spulenkern kann dabei innerhalb der Windungen der Mikrospule angeordnet sein. Der Spulenkern kann beispielsweise ein Eisenkern oder einer Ferritkern sein.
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Das Bauelement kann dabei als Mikro-Bauelement hergestellt werden, z.B. als SMD-Bauelement. In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die größte Außenabmessung des Bauelements kleiner als 2 mm sein, oder kleiner als 1 mm.
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Die eingangs genannte Aufgabe wird außerdem gelöst durch eine Bauelementanordnung, aufweisend eine Vielzahl von induktiven elektrischen Bauelementen der zuvor erläuterten Art, wobei die Bauelemente linien- oder matrixförmig nebeneinander angeordnet sind und eine gemeinsame Trägerschicht aufweisen, wobei die Funktionsschichten der Bauelemente voneinander separiert sind. Auf diese Weise kann eine Vielzahl von induktiven elektrischen Bauelementen in vorteilhafter Weise für eine Weiterverarbeitung bereitgestellt werden, insbesondere für eine automatisierte Weiterverarbeitung. Die Trägerschicht kann dabei Perforationslinien aufweisen, die Sollbruchstellen bilden, so dass einzelne Bauelemente oder Gruppen von Bauelementen leicht abgetrennt werden können. Die Bauelementanordnung kann z.B. in Form eines Streifens bereitgestellt werden, der entlang einer streifenförmigen Trägerschicht eine Vielzahl von induktiven elektrischen Bauelementen aufweist, die linienförmig hintereinander angeordnet sind. Eine solche Bauelementanordnung eignet sich besonders für automatische Bestückungssysteme in der Elektronikfertigung.
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Die erwähnte Bauelementanordnung kann unmittelbar durch das zuvor erwähnte Herstellungsverfahren mit wesentlich größeren Außenabmessungen bereitgestellt werden als bei bisherigen Verfahren. So kann das Verfahrensprodukt des erfindungsgemäßen Verfahrens, eine Bauelementanordnung, ohne zusätzliche Maßnahmen bereits mit einer größten Außenabmessung von wenigstens 50 cm bereitgestellt werden. Auch hierdurch wird die effiziente Weiterverarbeitung der Bauelemente gefördert.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Verwendung von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen die
- 1 bis 7 die Herstellung eines induktiven elektrischen Bauelements in den einzelnen Herstellungsschritten jeweils in seitlicher Schnittdarstellung.
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Die 1 zeigt zunächst die Reihenfolge der einzelnen Schichten bei der Herstellung des induktiven elektrischen Bauelements in voneinander separater Form, um auf diese Weise in aufgelöster Darstellung den Schichtaufbau zu verdeutlichen. Durch unterschiedliche Texturen der einzelnen für die verschiedenen Schichten verwendeten Materialien M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7 soll beispielhaft eine vorteilhafte Materialauswahl dargestellt werden. Die Materialien können wie folgt ausgewählt sein:
- M1 -
- ein geeignetes Substratmaterial, z.B. Silizium, Metall, Keramik oder Glas
- M2 -
- ein elektrisch gut leitfähiges Material, z.B. Kupfer
- M3 -
- ein organisches oder sonstiges isolierendes Material, insbesondere ein Polymermaterial wie beispielsweise Polyimid
- M4 -
- ein Kernmaterial zur Bildung eines Spulenkerns, z.B. Cobalt-Eisen
- M5 -
- eine Haftvermittlungsschicht als erste Teilschicht 2 einer Verbindungsschicht, z.B. Chrom
- M6 -
- eine elektrochemisch auflösbare zweite Teilschicht 3 der Verbindungsschicht, z.B. Aluminium
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Aus diesen Materialien werden durch verschiedene Arten von Abscheidungsprozessen und anderen Aufbringungsprozessen auf einem aus dem Substratmaterial M1 gebildeten Grundkörper 1 zunächst die erste Teilschicht 2 und dann die zweite Teilschicht 3 abgeschieden, die zusammen eine Verbindungsschicht 2, 3 bilden. Auf der Verbindungsschicht 2, 3 wird eine Trägerschicht 4 aus dem Trägermaterial M3 aufgebracht. Darauf werden mit unterschiedlicher Strukturierung, d.h. mit unterschiedlichen Masken, die Schichten 5 und 6 aus dem Material M2 abgeschieden. Auf die so strukturierte Oberfläche mit den Schichten 5 und 6 wird eine Isolationsschicht 7 abgeschieden, z.B. aus dem Material M3. Auf der so gebildeten Anordnung wird zunächst eine Spulenkern-Schicht 8 aus dem Material M4 aufgebacht. Zudem wird eine weitere strukturierte Schicht 9 aus dem Material M2 aufgebracht. Diese strukturierte Oberfläche wird wiederum mit einer Isolationsschicht 10 beschichtet. Darauf wird eine weitere strukturierte Schicht 11 aus dem Material M2 aufgebracht. An bestimmten Stellen wird zudem eine Kontaktschicht 12 aufgebracht. Die auf diese Weise strukturierte Oberfläche wird wiederum mit einer Isolationsschicht 13 beschichtet.
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Die zuvor erläuterten Schichten können beispielsweise wie folgt erzeugt werden:
- Schichten 2, 3: PVD-Verfahren
- Schichten 4, 7, 10, 13: Spincoating
- Schichten 5, 6, 8, 9, 11, 12: Galvanische Abscheidung
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Die 2 zeigt eine Stufe des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens, bei der bereits die Verbindungsschicht 2, 3 und die Trägerschicht 4 auf dem Grundkörper 1 aufgebracht sind. Die 3 zeigt eine Stufe des Herstellungsverfahrens, bei der auf der Trägerschicht 4 dann die Schichten 5, 6 aufgebracht wurden. Zudem wurde die Isolationsschicht 7 aufgebracht, so dass erkennbar ist, dass das Material M2 der Schichten 5, 6 in das Material M3 der Isolationsschicht 7 eingebettet ist, nach oben hin aber nicht durch das Material M3 abgedeckt ist, so dass die weiteren elektrisch leitfähigen Schichten darauf aufgebracht werden können. Die 4 zeigt eine Fortsetzung des Verfahrens, bei der auf der Isolationsschicht 7 die den späteren Spulenkern bildende Schicht 8 aus dem Kernmaterial M4 aufgebracht sind. Zudem wurden zur Bildung der späteren Spulenwindungen weitere Bereiche des Materials M2 in Form der Schicht 9 aufgebracht. Zudem wurde auch bereits die weitere Isolationsschicht 10 aufgebracht, die beispielsweise das Kernmaterial M4 der Schicht 8 überdeckt.
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Die 5 zeigt die gesamte Anordnung nach Abschluss des Abscheidungsprozesses, d.h. wenn sämtliche Schichten 2 bis 13 auf dem Grundkörper 1 aufgebracht sind. Die Schichten 5 bis 13 bilden dabei eine Funktionsschicht 14, durch die die elektrische Funktion des damit hergestellten induktiven elektrischen Bauelements 18 realisiert ist. Die Schicht 12 bildet elektrische Anschlusskontakte 17 des Bauelements 18. Die Anschlusskontakte 17 sind durch im Material M3 eingebettete Kontaktschichten mit in diesem Material gebildeten Spulen 15 verbunden. Innerhalb der Spulen 15 ist durch das Material M4 jeweils ein Spulenkern 16 gebildet.
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Die Anordnung gemäß 5 wird weiterbearbeitet, wie in den 6 und 7 dargestellt ist. Es wird zunächst durch anodische Auflösung die zweite Teilschicht 3 zumindest überwiegend entfernt, wobei Reste des Materials M6 an der Unterseite der Trägerschicht 4 verbleiben können. Auf diese Weise ist der Grundkörper 1 mit der Schicht 2 von dem Bauelement 18 ablösbar, so dass lediglich das Bauelement 18 mit der Trägerschicht 4 verbleibt, wie die 7 zeigt. Hierbei können auf einer gemeinsamen Trägerschicht 4 mehrere Bauelemente 18 nebeneinander matrixförmig angeordnet sein.
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Der Herstellungsvorgang kann beispielsweise mit den nachfolgend angegebenen Schritten und Parametern durchgeführt werden.
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Es kann ein 500 µm dicker einkristalliner Siliziumträger als Grundkörper 1 bereitgestellt werden. Das Opferschichtsystem mit den Teilschichten 2, 3 kann mittels Kathodenzerstäubung abgeschieden werden und kann sich aus 50 nm Chrom gefolgt von 200 nm Aluminium zusammensetzen. Die Chromschicht fungiert dabei als Haftvermittler sowie als elektrischer Leiter zur Auflösung der Aluminium-Teilschicht 3 durch ein später durchgeführtes anodisches Auflösungsverfahren.
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Nach dem Aufbau des Opferschichtsystems folgt das Aufbringen der Trägerschicht 4. Hierfür kann ein kupferkompatibler Polyimid-Präkursor mit einer Zieldicke von 20 µm nach der Imidisierung verwendet werden. Die Schichtdicke des Polyimid-Präkursor kann dabei durch einen Aufschleuder-Verfahren definiert werden. Anschließend kann in einer zweistufigen Thermobehandlung ein signifikanter Anteil des Lösemittel ausgetrieben werden. Danach kann eine 10minütige Thermobehandlung bei 348,15K durchgeführt werden. Daraufhin kann der Präkursor ganzflächig belichtet (negativ antwortender Fotoresist) werden.
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Eine Stunde nach der Belichtung kann eine einstündige Thermobehandlung bei 623,15 im Hochvakuum erfolgen. Die Aufheizrate kann 4 K pro Minute betragen. Danach kann die Abkühlung mit maximal 4 K pro Minute erfolgen.
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Während der Thermobehandlung kommt es zur Imidisierung des Präkursors, welcher davor als Polyamidsäure vorlag. Diese Thermobehandlung wird für die weiteren Einbettungsschritte mit Material M3 ebenfalls verwendet. Anschließend erfolgt die Abscheidung des Startschichtsystems für die nachfolgende elektrochemische Abscheidung der Justiermarken, unteren Spulenebenen und Wickelbrücken. Hierfür kann das Polyimid in einem Plasmaprozess aufgeraut werden. Ohne Vakuumbruch kann dann die Abscheidung von 50 nm Chrom und 200 nm Kupfer durch Kathodenzerstäubung erfolgen. Anschließend kann ein positiv antwortender Fotoresist, (AZ 9260 Lacksystem), mit einer Schichtdicke von 13 µm aufgeschleudert werden. Dieser erfuhr eine Thermobehandlung bei 368,15 K für 13 Minuten.
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Das Substrat wird von 295,15 K auf 368,15 K mit einer Aufheizrate von 8 K pro Minute aufgeheizt und danach auf einer Heizplatte abgekühlt. Diese Prozessführung wird ebenfalls für alle weiteren Lacksysteme des AZ 9260 verwendet, wobei die Haltezeit bei 368,15 K der Lackdicke angepasst wird. Die Justiermarken und Trennschleifmarken werden fotolithografisch übertragen und nasschemisch entwickelt. Diese werden elektrochemisch in einer horizontalen Paddlezelle mit 5 µm Nickel aufgefüllt. Der Elektrolyt wird auf 303,15 K temperiert. Die Stromdichte beträgt 1 mA/mm2. Das Lacksystem wird gelöst und das Substrat gereinigt. Für die Abscheidung der unteren Leiterebene wird ein Lacksystem mit 30 µm Zieldicke verwendet. Die Thermobehandlung findet gemäß dem Lackdicke-Zeit-Äquivalent statt. Die untere Leiterebene setzt sich dabei aus dem unteren Spulenaufbau und den Kontaktpads zusammen. Die untere Leiterebene wird elektrochemisch mit 20 µm Kuper in einer horizontalen Paddlezelle aufgefüllt. Die Stromdichte während der Abscheidung beträgt 2 mA pro 10 mm2.
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Die Prozessdaten für die elektrochemische Abscheidung des Kupfers werden in den nachfolgenden Schritten äquivalent angewendet. Das Lacksystem wird gelöst und das Substrat gereinigt. Danach wird das Lacksystem für die Wickelbrücken aufgebracht. Das Lacksystem ist 40 µm dick, da auf die bereits bestehende untere Leiterebene sequenziell elektrochemisch abgeschieden wird. Das Lacksystem wird gelöst und das Substrat gereinigt. Das aufgebaute Leiterbild wird strukturiert in Polyimid eingebettet.
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Durch das Herstellungsverfahren entfällt die Notwendigkeit einen zusätzlichen Isolator zwischen Substrat und Bauelement vorzusehen. Durch die Verwendung des Polyimids kann der konservative Herstellungsprozess aufrechterhalten werden, da dieses über eine Wärmeresistenz bis zu 300°C verfügt. Eine Vereinzelung kann konstruktionsbedingt am „Einsatzort“ vorgenommen werden, sodass sich der Transport erheblich vereinfacht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013013464 A1 [0006]
