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DE10037292A1 - Verfahren zur Herstellung von Anschlußsubstraten für Halbleiterkomponenten - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Anschlußsubstraten für Halbleiterkomponenten

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Publication number
DE10037292A1
DE10037292A1 DE2000137292 DE10037292A DE10037292A1 DE 10037292 A1 DE10037292 A1 DE 10037292A1 DE 2000137292 DE2000137292 DE 2000137292 DE 10037292 A DE10037292 A DE 10037292A DE 10037292 A1 DE10037292 A1 DE 10037292A1
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DE
Germany
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bumps
substrate body
depressions
metallic layer
thermoplastic material
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE2000137292
Other languages
English (en)
Inventor
Jozef Van Puymbroeck
Richard Thelen
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.)
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
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 Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
Priority to DE2000137292 priority Critical patent/DE10037292A1/de
Priority to TW90118392A priority patent/TW531817B/zh
Priority to PCT/DE2001/002892 priority patent/WO2002011202A2/de
Priority to PCT/DE2001/002891 priority patent/WO2002011201A2/de
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Abstract

Zur Herstellung von Anschlußsubstraten für Halbleiterchips, vorzugsweise von PSGA(Polymer Stud Grid Array)-Substraten, wird ein Rohkörper (1), vorzugsweise eine Folie erwärmt, und auf mindestens einer ihrer Oberflächen werden Höcker (3) und/oder Vertiefungen mittels eines Prägestempels erzeugt. Als Material für den Substratkörper dienen hochtemperaturfeste Thermoplaste, vorzugsweise LCP (Liqid Crystal Polymers).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Anschlußsubstraten für jeweils mindestens eine Halbleiterkomponente mit einem Substratkörper aus Kunststoff, bei dem jeweils mindestens auf einer Oberfläche Höcker und/oder Vertiefungen einstückig angeformt werden.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Herstellung eines sogenannten Polymer-Stud-Grid-Array (PSGA), wobei auf einem Substrat jeweils Kontakthöcker einstückig angeformt und mit einer lötfähigen Kontaktoberfläche versehen werden, die jeweils ihrerseits mittels Leiterzügen mit dem auf dem Substrat angeordneten Halbleiterbauelement verbunden werden.
Integrierte Schaltkreise werden zunehmend miniaturisiert und zugleich mit immer mehr Anschlüssen versehen. Die dabei auftretenden Probleme der Kontaktierung auf engstem Raum werden mit neuen Gehäuseformen behoben, die als Single-, Few- oder Multi-Chip-Module gestaltet werden. Bekannt sind dabei Substrate mit einem sogenannten Ball-Grid-Array (BGA), bei denen auf der Unterseite des Substrats flächig angeordnete Lothöcker eine Oberflächenmontage auf einer Leiterplatte bzw. Baugruppe ermöglichen.
Bei der sogenannten MID-Technologie (MID = Moulded Interconnection Devices) werden anstelle konventioneller gedruckter Schaltungen dreidimensionale Spritzgießteile mit integrierten Leiterzügen verwendet. Bei derartigen Substraten ist es auch bereits bekannt, die Leiterzüge durch Strukturierung einer auf die Spritzgießteile aufgebrachten Metallschicht durch ein spezielles Laserstrukturierungsverfahren vorzunehmen. In die dreidimensionalen Spritzgießteile mit strukturierter Metallisierung sind dabei mehrere mechanische und elektrische Funktionen integrierbar. Die Gehäuseträgerfunktion übernimmt gleichzeitig Führungen und Schnappverbindungen, während die Metallisierungsschicht neben der Verdrahtungs- und Verbindungsfunktion auch als elektromagnetische Abschirmung dient und für eine gute Wärmeabfuhr sorgt. Derartige Spritzgießteile mit integrierten Leiterzügen sind beispielsweise in der DE-A-37 32 249 bzw. der EP-A-0 361 192 beschrieben. Aus der US-A-5 081 520 ist ein Verfahren zur Befestigung von IC-Chips auf Substraten bekannt, bei welchem die Substrate als Spritzgießteile mit integrierten Höckern für die Befestigung der IC-Chips hergestellt werden. Nach dem Metallisieren der Höcker wird eine Verbindungsschicht aufgebracht, so daß die IC-Chips auf den Substraten befestigt werden können, wobei die Chip-Anschlußflächen mit den zugeordneten Metallisierungen der Höcker elektrisch leitend verbunden werden.
In der WO 96/09646 wurde auch bereits ein sogenanntes Polymer-Stud-Grid-Array (PSGA) vorgeschlagen, welches die Vorteile eines Ball-Grid-Arrays (BGA) mit den Vorteilen der MID-Technologie vereinigt. Diese für Single-, Few- oder Multi-Chip-Module geeignete Bauform umfaßt im wesentlichen ein spritzgegossenes, dreidimensionales Substrat aus einem elektrisch isolierenden Polymer, auf dessen einer Seite beim Spritzgießen mitgeformte Polymerhöcker angeordnet sind, auf denen wiederum jeweils eine lötbare Endoberfläche einen Außenanschluß bildet. Durch Leiterzüge auf dem Substrat werden diese Außenanschlüsse mit Innenanschlüssen verbunden, die ihrerseits mit den Anschlüssen eines auf dem Substrat angeordneten Chips elektrisch leitend verbunden sind.
Die Herstellung dieser bekannten Substrate durch Spritzgießen verlangt allerdings teure Spritzgußformen, wobei durch die hohen Drücke auch eine hohe Werkzeugbelastung mit entsprechendem Formverschleiß auftritt. Bei den geringen Abmessungen der in Betracht kommenden Substrate, beispielsweise mit einer Dicke von nur wenigen Zehntelmillimetern, können mit dem Spritzgießverfahren nur relativ kleine Einheiten hergestellt werden. Überdies ist es mit dem Spritzgießverfahren auch problematisch, die Feinstrukturen auf dem Substrat mit der gewünschten Genauigkeit herzustellen. Es ist daher bereits vorgeschlagen worden, eine Feinstrukturierung der spritzgegossenen Substrate mittels Laserstrukturierung vorzunehmen. Diese Laserstrukturierung ist allerdings teuer und zeitaufwendig.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein kostengünstigeres Verfahren zur Herstellung von Anschlußsubstraten der eingangs genannten Art anzugeben. Erfindungsgemäß besteht dieses Verfahren darin, daß zur Herstellung des Substratkörpers ein hochtemperaturbeständiges Thermoplastmaterial verwendet wird, dessen Schmelzpunkt oberhalb der für die Anschlußkontaktierung verwendeten Löttemperatur liegt, und daß die Höcker und/oder Vertiefungen durch Heißprägen der Oberfläche des Substratkörpers erzeugt werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also durch Energiezufuhr in das Rohmaterial, das vorzugsweise eine Folie ist, dieses Grundmaterial soweit erweicht, daß es bei niedrigem Druck durch den Prägestempel einer bleibenden Verformung unterzogen werden kann, wobei in einer oder mehreren Oberflächen vorzugsweise Erhöhungen, gegebenenfalls aber auch Vertiefungen erzeugt werden. Diese können nach Metallisierung elektrische Verbindungen erzeugen. Darüber hinaus können aber auch andere funktionale Details auf diese Weise ausgebildet werden, die nach Bedarf metallisiert werden können.
Durch das erfindungsgemäße Heißprägen der Substratkörper, wie Folien, können große und gegebenenfalls geschlossene Einheiten, beispielsweise für PSGA, erzeugt werden, die wesentlich größer sind als durch Spritzguß erzeugte Substrate mit vergleichbarer Dicke. Gegenüber dem Spritzgießen derartiger Substrate ist die Werkzeugbelastung wesentlich geringer, weil der beim Spritzguß nötige Einspritzdruck entfällt; dadurch können für das Werkzeug auch Materialien verwendet werden, die nur geringeren Drücken standhalten, aber eine feinere Strukturierung ermöglichen. Durch solche anderen Materialien ergeben sich Möglichkeiten, das Prägewerkzeug mit einer besseren Oberfläche im Vergleich zum Spritzwerkzeug herzustellen, wobei die Herstellung des Werkzeugs auch noch schneller und billiger erfolgen kann. Da auf diese Weise auch feinere Mikrostrukturen erzeugt werden können, erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren auch eine weitere Miniaturisierung.
Insgesamt wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren der Fertigungsprozueß billiger, Variationen werden schneller umsetzbar. Der Flächennutzungsgrad des Werkzeugs wird erhöht; der Durchsatz kann erheblich gesteigert werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Materialien verwendet, die die genannte Feinstrukturierung ermöglichen. Diese Materialien sind nicht wie herkömmliche Leiterplatten mit Harz getränkte Glasfasermatten (Prepregs), sondern homogene Polymermassen, die entsprechend wärmebeständig sind, so daß sie beim späteren Löten nicht schmelzen. Wesentlich ist dabei auch die Auswahl eines Materials, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient möglichst niedrig und möglichst nahe an dem der Halbleiterbauelemente liegt, andererseits aber auch nicht zu sehr von dem Ausdehnungskoeffizienten der Leiterplatte abweicht, auf die das Substrat aufgelötet werden soll. Unter diesen Gesichtspunkten wird vorzugsweise ein Material aus den sogenannten LCP-Materialien (Liquid Crystal Polymers) ausgewählt, die hervorragende Eigenschaften bezüglich niedriger und definierter Ausdehnungskoeffizienten aufweisen. Daneben kommen auch Materialien wie syntaktisches Polystyrol (SPS) oder Hochtemperatur-Nylon (HTN) in Betracht.
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur Herstellung des Substratkörpers die Oberfläche eines aus dem Thermoplastmaterial gebildeten Formkörpers mit einem Prägestempel verformt, wobei als Formkörper vorzugsweise eine Folie dient. In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß die zu prägende Oberfläche des Formkörpers bzw. der Folie zunächst mit einer metallischen Schicht versehen wird, welche an den Stellen der zu prägenden Höcker und/oder Vertiefungen Aussparungen aufweist. Dabei ist es möglich, in der metallischen Beschichtung durchgängig nach einem vorgegebenen Standardmuster überall da Aussparungen vorzusehen, wo Höcker oder gegebenenfalls Vertiefungen erzeugt werden können. Die Auswahl, wo tatsächlich Höcker bzw. Vertiefungen gebildet werden, erfolgt dann über das Prägewerkzeug. Es ist aber auch möglich, die metallische Schicht als Maske zu verwenden, wobei nur an den Stellen definiert Aussparungen vorgesehen sind, an denen beim Prägevorgang tatsächlich Höcker erzeugt werden sollen. In diesem Fall kann das Prägewerkzeug ein Standardmuster von Ausnehmungen zum Prägen von Höckern aufweisen.
Die Metallisierung des Formkörpers bzw. der Folie vor dem Prägen verbessert den Wärmeübergang in den Kunststoff. Außerdem wird durch die Kontaktflächen zwischen dem Stempelmetall und der Metallschicht auf dem Substratkörper die Entformung nach dem Prägen erleichtert. Wenn nach dem Prägen beispielsweise die erzeugten Höcker als Kontakthöcker metallisiert werden sollen, so kann die Metallschicht entweder durch entsprechende Verfahren, wie Laserbearbeitung, strukturiert werden, oder die Metallisierungsschicht kann durch eine Isolierschicht abgedeckt werden, auf die dann die eigentlichen Leiterzüge aufgebracht werden. Es ist aber auch denkbar, die Kontaktierung über Löcher in dem Substratkörper zur gegenüberliegenden Seite zu führen, und die Leiterzüge in einer dort aufgebrachten Metallisierungsschicht auszubilden.
Eine zweiseitige Metallisierungsschicht des Substratkörpers bzw. der Folie hat auch den Vorteil, daß ein Verziehen aufgrund der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Kunststoff und Metall vermieden wird.
In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird der Substratkörper durch Walzen des Thermoplastmaterials gewonnen, wobei die Höcker und/oder die Vertiefungen mittels einer profilierten Prägewalze erzeugt werden. Das Thermoplastmaterial kann der Walzvorrichtung beispielsweise als amorphe Masse zugeführt werden. Es ist aber auch denkbar und vorteilhaft, daß das Thermoplastmaterial bereits als Halbzeug in Form eines Strangprofils bzw. als Folie einer die Prägewalze enthaltenden Walzvorrichtung zugeführt wird. Dabei ist es auch denkbar, Prägewalzen an zwei gegenüberliegenden Seiten anzubringen, so daß zwei gegenüberliegende Oberflächen des Substratkörpers mit Höckern und/oder Vertiefungen versehen werden.
Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1A eine Kunststoff-Folie,
Fig. 1B einen Prägestempel und einen aus der Folie von 1A geprägten Substratkörper in schematischer Darstellung,
Fig. 2A eine Folie mit beiderseitiger Metallbeschichtung,
Fig. 2B einen Prägestempel und einen aus einer Folie gemäß Fig. 2A geprägten Substratkörper in schematischer Darstellung,
Fig. 3A eine Folie ähnlich Fig. 2A, jedoch mit etwas abgewandelter Metallisierung,
Fig. 3B einen Prägestempel und einen aus einer Folie gemäß Fig. 3A geprägten Substratkörper, jeweils in schematischer Darstellung,
Fig. 4 die schematische Darstellung der Herstellung eines mit Höckern versehenen Substratkörpers aus einem Granulat über eine Präge-Walzvorrichtung und
Fig. 5 die Herstellung eines mit Höckern versehenen Substratkörpers aus einer Folie mittels einer Präge- Walzvorrichtung.
In Fig. 1A ist schematisch im Querschnitt eine Kunststoff- Folie 1, beispielsweise aus LCP, gezeigt, die als Rohkörper für die Gewinnung eines Substratkörpers 2 mit Kontakthöckern 3 gemäß Fig. 1B dienen soll. Zu diesem Zweck wird die Folie erwärmt, so daß ihr Material erweicht wird und die Höcker 3 mittels eines Prägestempels 4 und darin ausgearbeiteten Vertiefungen 5 gewonnen werden. Die Erwärmung der Folie kann beispielsweise durch den Stempel selbst oder durch eine anderweitig vorgesehene Heizung erfolgen. Beispielsweise kann die Folie, wenn sie aus LCP oder einem ähnlichen Material besteht, auf eine Temperatur von 120°C bis 350°C erwärmt und dann mit einem kalten Stempel geprägt werden. Andererseits ist es auch möglich, die nicht vorgeheizte Folie mit einem Stempel, der auf 120°C bis 300°C erwärmt ist, zu prägen. Bekanntlich werden LCP und ähnliche Materialien bei Temperaturen über 150°C bis 200°C weich, während die Verflüssigung ab 350°C bis 400°C beginnt.
In Fig. 2A ist eine Folie 1 schematisch gezeigt, die gegenüber der Darstellung von Fig. 1A beiderseitig mit jeweils einer Metallisierungsschicht 6 auf der Oberseite und 7 auf der Unterseite versehen ist. In den Metallisierungsschichten sind Aussparungen 8 vorgesehen, die im gezeigten Beispiel jedoch nur auf der Oberseite, d. h. in der Schicht 6 als Prägehilfe dienen. Jeweils im Bereich einer Aussparung 8 ist es möglich, durch Erwärmen und Prägen einen Kontakthöcker 3 zu erzeugen. Da die Aussparungen 8 in der Darstellung von Fig. 2A regelmäßig nach einem vorgegebenen Raster über die gesamte Oberfläche der Metallschicht 6 verteilt sind, wird durch die Form eines Prägestempels 9 gemäß Fig. 2B und seine Aussparungen 5 festgelegt, an welchen Stellen tatsächlich Höcker 3 in den zu bildenden Substratkörper 10 erzeugt werden sollen.
Fig. 3A zeigt wiederum eine Folie 1 mit beiderseitigen Metallschichten 6 und 7, wobei jedoch im Unterschied zu Fig. 2A nunmehr nur an den Stellen der oberseitigen Schicht 6 Aussparungen 8 vorgesehen sind, an denen tatsächlich ein Höcker 3 erzeugt werden soll. In diesem Fall kann gemäß Fig. 3B ein Prägestempel 11 verwendet werden, der Prägeaussparungen 5 in einem Standardraster besitzt, da die Metallisierungsschicht 6 in diesem Fall als Maske dient und nur die Prägung von Höckern 3 da zuläßt, wo Aussparungen 8 vorgesehen sind.
Sollen anstelle von Höckern 3 in der Folie 1 Vertiefungen durch Prägen erzeugt werden, so ist dies ebenfalls möglich. Bei einer Metallisierung der Folie muß dann die Auswahl der tatsächlich zu prägenden Vertiefungen über den Prägestempel erfolgen.
Zur praktischen Dimensionierung sei erwähnt, daß beispielsweise zur Erzeugung von PSGA-Substraten Folien mit einer Stärke von 0,1 bis 0,5 mm, vorzugsweise von 0,2 bis 0,3 mm in Betracht kommen. Auf diesen Folien werden dann Löthöcker mit einer Höhe von 0,02 mm bis 0,4 mm und einem Durchmesser von 0,04 mm bis 0,5 mm erzeugt. Als Rastermaß kommt ein Bereich zwischen 0,2 mm und 1 mm in Betracht. Die in den Fig. 2 und 3 beschriebene Metallisierung der Folienoberfläche kann beispielsweise mit einer Kupferschicht von 25 µm gebildet werden.
Die weitere Verarbeitung der so erzeugten Substratkörper 2, 10 oder 12 kann in an sich bekannter Weise erfolgen.
Vorzugsweise werden die Höcker 3 als Kontakthöcker verwendet und zu diesem Zweck mit einer lötbaren Kontaktschicht 13 versehen. Diese Kontakthöcker 13 werden über Leiterzüge 14 (Fig. 1B) mit den Anschlüssen des Halbleiterbauelementes oder anderer Bauelemente verbunden. Ist gemäß Fig. 2B bereits eine Metallschicht 6 vorhanden, so kann diese Metallschicht nachträglich zu Leiterzügen 15 strukturiert werden, welche ihrerseits dann mit der Metallschicht 13 verbunden werden. Es ist aber möglich, wie in Fig. 3B schematisch angedeutet, auf der Metallschicht 6 zunächst eine Isolierschicht 16 aufzubringen, auf der dann Leiterzüge 17 zur Kontaktierung der Höcker 3 mit der Kontaktschicht 13 aufgetragen werden.
Wie in Fig. 4 schematisch gezeigt ist, kann ein Substratkörper 22 auch über eine Walzvorrichtung mit gegenüberliegenden Walzen 23 und 25 erzeugt werden, wobei die Walze 23 jeweils Vertiefungen 24 zur Erzeugung der Höcker 3 besitzt. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, wird bei diesem Beispiel das Thermoplastmaterial zur Erzeugung des Substratkörpers 22 in Form eines Granulates 20 der Walzvorrichtung 23, 25 zugeführt.
(Natürlich muß das Granulat durch Heizen verflüssigt werden).
In Fig. 5 ist in einer Abwandlung wiederum eine Walzvorrichtung mit einer Prägewalze 23 und einer glatten Gegenwalze 25 gezeigt, wobei in diesem Fall das Thermoplastmaterial in Form eines vorgeformten Strangprofils bzw. einer Folie 21 zugeführt wird, um über die Walzvorrichtung zu dem Substratkörper 22 mit Höckern 3 verarbeitet zu werden. Mit einer derartigen Walzvorrichtung gemäß Fig. 4 oder Fig. 5 ist es somit möglich, die Substratkörper 22 in einem kontinuierlichen Prozeß herzustellen.

Claims (14)

1. Verfahren zur Herstellung von Anschlußsubstraten für jeweils mindestens eine Halbleiterkomponente mit einem Substratkörper (2; 10; 12; 22) aus Kunststoff, bei dem jeweils mindestens auf einer Oberfläche Höcker (3) und/oder Vertiefungen einstückig angeformt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Herstellung des Substratkörpers (2; 10; 12; 22) ein hochtemperaturbeständiges Thermoplastmaterial verwendet wird, dessen Schmelzpunkt oberhalb der für die Anschlußkontaktierung verwendeten Löttemperatur liegt, und
daß die Höcker (3) und/oder Vertiefungen durch Heißprägen der Oberfläche des Substratkörpers (2; 10; 12; 22) erzeugt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung des Substratkörpers ein LCP-Material (Liquid Crystal Polymers) verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung des Substratkörpers ein syntaktisches Polystyrol (SPS) oder ein Hochtemperatur-Nylon (HTN) verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung des Substratkörpers (2; 10; 12) die Oberfläche eines aus dem Thermoplastmaterial gebildeten Formkörpers (1) mit einem Prägestempel (4; 9; 11) verformt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Formkörper eine Folie verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zu prägende Oberfläche des Formkörpers (1) zunächst mit einer metallischen Schicht (6) versehen wird, welche an den Stellen der zu prägenden Höcker (3) oder Vertiefungen jeweils Aussparungen (8) aufweist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Schicht (6) ein vorgegebenes Standardmuster von Aussparungen (8) aufweist und daß über das Prägewerkzeug (9) nur an gewünschten Stellen Höcker (3) oder Vertiefungen erzeugt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Schicht (6) Aussparungen (8) definiert an den Stellen aufweist, an denen Höcker erzeugt werden sollen, und daß die metallische Schicht (6) beim Heißprägen als Maske dient.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Höcker (3) als Kontakthöcker ausgebildet und mit einer lötbaren Kontaktbeschichtung (13) versehen sowie über Leiterzüge (14; 15; 17) mit Anschlüssen der Halbleiterkomponente verbunden werden.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Schicht (6) in einem weiteren Schritt zu Leiterbahnen (15) strukturiert wird, die mit der jeweiligen Kontaktbeschichtung (13) der Höcker (3) verbunden werden.
11. Verfahren nach Anspruch 6 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Schicht (6) mit einer Isolierschicht (16) bedeckt wird, auf der eine weitere Schicht (17) mit strukturierten Leiterzügen aufgebracht wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Substratkörper (22) durch Walzen des Thermoplastmaterials (20; 21) gewonnen wird, wobei die Höcker (3) und/oder Vertiefungen mittels einer profilierten Prägewalze (23) erzeugt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermoplastmaterial als amorphe Masse (20) einer die Prägewalze (23) enthaltenden Walzvorrichtung (23, 25) zugeführt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermoplastmaterial in Form eines Strangprofils (21) einer die Prägewalze (23) enthaltenden Walzvorrichtung (23, 25) zugeführt wird.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10225685A1 (de) * 2002-06-10 2003-12-24 Siemens Dematic Ag Verfahren zur Erzeugung von Löchern in einem elektrischen Schaltungssubstrat

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10225431A1 (de) * 2002-06-07 2004-01-08 Siemens Dematic Ag Verfahren zur Anschlußkontaktierung von elektronischen Bauelementen auf einem isolierenden Substrat und nach dem Verfahren hergestelltes Bauelement-Modul
EP2747132B1 (de) 2012-12-18 2018-11-21 IMEC vzw Verfahren zur Übertragung von Graphenfolie-Metall-Kontaktkügelchen eines Substrates zur Verwendung in einem Halbleitervorrichtungspaket
CN114615789A (zh) * 2020-12-08 2022-06-10 富泰华工业（深圳）有限公司 主板

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996009646A1 (de) * 1994-09-23 1996-03-28 Siemens N.V. Polymer stud grid array
DE19732353A1 (de) * 1996-09-27 1999-02-04 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Herstellung kontaktloser Chipkarten und kontaktlose Chipkarte

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2558763B1 (fr) * 1984-01-27 1987-11-20 Thomson Csf Procede de fabrication d'un substrat ceramique, avec plots de connexion electriques transversaux
US4814295A (en) * 1986-11-26 1989-03-21 Northern Telecom Limited Mounting of semiconductor chips on a plastic substrate
DE69002372T2 (de) * 1989-04-26 1993-12-09 Canon Kk Stanzwalze zum Giessen von Lagen für optische Datenträger, Verfahren zu deren Herstellung und Verfahren zur Herstellung des damit herzustellenden Trägers.
JP3193198B2 (ja) * 1993-07-30 2001-07-30 京セラ株式会社 半導体素子の実装方法
US5831832A (en) * 1997-08-11 1998-11-03 Motorola, Inc. Molded plastic ball grid array package
US6005198A (en) * 1997-10-07 1999-12-21 Dimensional Circuits Corporation Wiring board constructions and methods of making same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996009646A1 (de) * 1994-09-23 1996-03-28 Siemens N.V. Polymer stud grid array
DE19732353A1 (de) * 1996-09-27 1999-02-04 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Herstellung kontaktloser Chipkarten und kontaktlose Chipkarte

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10225685A1 (de) * 2002-06-10 2003-12-24 Siemens Dematic Ag Verfahren zur Erzeugung von Löchern in einem elektrischen Schaltungssubstrat

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