破裂风险减小的微型电子元件及其生产方法技术

本发明专利技术涉及一种用于生产微型电子元件的方法，其中所述微型电子元件实现为结构件施加在其上的板状玻璃的单一化部分，所述结构件特别地是至少一层，所述方法至少包括以下步骤︰‑提供至少在一段时间被钢化的板状玻璃以作为基底材料；‑将所述结构件特别以一系列涂层的工艺形式并通过使层图形化的工艺施加在所述基底上，以便基底的至少一部分承载结构件同时基底的其它部分保持没有结构件；‑使承载着结构件的基底经受热负荷；以及‑进行单一化，以便基底的承载结构件的部分实现为单一化的形式。本发明专利技术还涉及以这种方式生产的微型电子元件。

Micro electronic component with reduced rupture risk and method for producing the same

The invention relates to a method for producing micro electronic components, wherein the micro electronic components can apply for plate glass on the structure for the single part, the structure is specially the at least one layer, wherein the method comprises the following steps: providing at least in at least one time plate glass as substrate material; the special structure to form a series of coating process and through the process of graphic layer applied to the substrate, so that at least a portion of the base member and the bearing structure of basal part of other structures remain; the bearing structure the substrate is heated by a single load; and, so that the substrate bearing structure parts for single form. The invention also relates to micro electronic components produced in this manner.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】破裂风险减小的微型电子元件及其生产方法
本专利技术一般地涉及电子元件的生产，特别是那些其中结构件例如以一系列层的形式设置在基底上的电子元件，所述层特别地以图形化的方式被施加；并且本专利技术还涉及用于生产这种元件的基底。特别地，本专利技术涉及具有减小的破裂风险的用于生产电子元件的特殊基底材料的应用。
技术介绍
通常，对以下的微型电子元件有高的要求，该微型电子元件特别地是那些其中结构件设置在基底上的电子元件，基底例如采取一系列层的形式，层可特别地以图形化的方式被施加。例如，这种微型化电子元件能是微机电系统(短MEMS(shortMEMS))，也能是薄膜电池，例如锂基薄膜电池。对于这种微型电子元件，选择合适的基底材料是关键要求。基底应具有300μm或更小的非常小的厚度，同时应以6英寸或更大的尺寸设置，以便能进行低成本地工艺。本专利技术意义上的微型不限于纳米尺寸的结构，虽然这些都被包括在内。微型意味着半导体行业的技术能被使用，例如典型的基底或晶片尺寸，该尺寸甚至例如可为12英寸或更大，并且根据本专利技术的结构件能借助这些基底被生产，并且其所具有的尺寸通常或甚至总是小于基底自身的尺寸。在这种情况下，首先，层沉积在大的基底或晶片上，以便产生沉积结构化的层形式的基底结构件的各区域。随后进行基底单一化的工艺，以便基底的承载结构件的部分被分开地获得。而且，基底材料的低成本的制造具有重要意义。而且，基底材料优选应是柔性的，应相对于电子元件的制造过程中使用的物质和工艺具有高的耐化学性和惰性，并且应该进一步具有低的密度。基于上述原因，陶瓷和半导体材料等，例如硅通常不再适合大规模应用。就基底材料的柔性和其机械耐用性来说，通常聚合物看起来是合适的。但是，在电子元件的制造工艺包括热处理步骤、例如对涂层后处理以便产生特别优选的材料形式的情况下，聚合物遇到它们的限制。如果这种热后处理的温度超过150℃，传统的聚合物不再能被使用。相反，必须使用更昂贵的特殊材料，例如聚酰亚胺。如果工艺进一步要求基底材料透明和/或具有耐划性，聚合物基本被排除作为基底。关于上述特性，由玻璃、特别是具有300μm或更小的厚度的薄玻璃制成的基底看起来是基底材料的最好选择。通过改变玻璃的化学成分，其被要求的光学、机械、电学以及热性能被选择性地调整。而且，这种具有300μm或更小的厚度的玻璃的大批量生产在工业上是被掌握的。但是，这些薄玻璃通常容易发生玻璃破裂，尽管它们在理论上有很高的强度，因而对于增强薄玻璃的机械抗性的处理和/或特殊方法来说特殊的措施是必要的。例如，薄玻璃的机械稳定性能通过以下方式提高，即，对玻璃的切割边缘进行处理，以便防止来自切割边缘的裂纹扩展，导致减小的断裂概率。例如，能涂覆切割边缘或使边缘具有合适的形状，例如采取圆形边缘的形式。但是，仅在要求特别薄的基底并且柔性(也意味着基底可能弯曲)仅起次要作用的情况下，这些措施是足够的。其它可能是使用承载件，即支撑件，在制造过程中薄玻璃放置在其上，因而承载件在制造期间增强了基底的机械稳定性。该工艺之后，薄玻璃基底必须从承载件分离，这要求其它工艺步骤，使得基于承载件的方法是昂贵的并且因此通常限于高价格和/或大体积的特殊应用。使用钢化、即热和/或化学钢化的薄玻璃作为基底材料同样是能想到的。这种玻璃能被更好地处理，以便在用于生产电子元件的涂覆工艺之前或期间减小破裂的风险。但是，这种钢化玻璃不能切割或由于破裂具有非常大的材料浪费。因此，要求柔性的、薄基底材料来提高抗碎裂性、以便具有用于生产电子组件的高的化学、机械和热稳定性，这同时允许沉积在大的基底区域上的大量电子元件简单的单一化。专利技术目的本专利技术的目的是提供用于生产微型电子元件的方法。本专利技术的其它方面涉及施加在具有减小的破裂风险的基底材料上的微型电子元件，并且还涉及将钢化玻璃作为基底材料来制造微型电子元件的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的简单地通过根据权利要求1的用于生产微型电子元件的方法、根据权利要求9的微型电子元件以及通过使用根据权利要求13的至少在一段时间被钢化的玻璃而实现。优选实施例在各从属权利要求中被详述。用于生产微型电子元件的方法包括至少以下步骤：-提供至少在一段时间被钢化的板状玻璃以作为基底材料；-将结构件施加在基底上，这些结构件特别地以一系列涂层(Beschichtungen)的形式并通过用于结构化(Strukturierung)涂层的工艺而施加，以便基底的至少一部分承载结构件同时基底的其它部分保持没有结构件；-使承载着结构件的基底经受热负荷；以及-进行单一化(Vereinzelung，分离)，以便基底的承载结构件的部分实现为单一化的形式。这里，一段时间指的是大于零秒的时间间隔并至少处于方法或工艺步骤的范围内，其可具有典型的持续时间，从几秒到几小时或几天，以便能获得本专利技术描述的优点。在本文中，基底上的结构件指的是如下区域；在其中至少单层、但优选多层被连续地且部分地彼此重叠地施加以便基底的承载结构件的部分在高度上不同于周围的基底。结构件能通过涂覆工艺被施加，特别是通过物理和/或化学沉积工艺。而且，也能使用湿化学涂覆工艺，例如印刷，喷雾，刮涂(doctorblading)，旋涂，或浸涂。形成相应的结构件的各层被水平连续地施加，其中各层至少部分地重叠。为了选择性地防止一部分被涂覆，任何常用的遮盖工艺或用于施加结构化涂层的其它工艺能被使用。特别地能使用与蚀刻工艺结合的照相平版印刷工艺来生产结构化的层，例如剥离(lift-off)或剥除(strip)法。以下情况能是有利的，即，强度特性、特别是玻璃表面的压应力是可改变的、特别是可改变以便适合于相应的工艺步骤。钢化玻璃被更好地处理，通常甚至能更好地涂覆，因此能有助于简化处理条件并因而有助于更高的产量。如果产量由此在第一工艺步骤中增大，并随后有利于更好地切割和单一化特性，该玻璃在表面具有减小的压应力，这能导致总的来说进一步增大的可加工性并因此可提供实质的经济优点。在本专利技术的一个实施例中，板状的钢化玻璃的厚度为300μm或更小，优选150μm或更小,更优选100μm或更小，并且最优选50μm或更小。因此，用于生产根据本专利技术的微型电子组件的玻璃是所谓的超薄玻璃。在本专利技术中，如果其沿一个空间方向的横向尺寸相比于其它两个空间方向小至少半个数量级，那么玻璃被称为是板状的。优选地，本专利技术的板状钢化玻璃被提供为化学钢化玻璃。在这种情况下，通过在交换浴中的离子交换实现化学钢化，并且在根据本专利技术的工艺的开始，其特征在于，离子交换层的厚度(LDoL)为至少10μm，优选至少15μm，并且最优选至少25μm，以及玻璃表面的压应力(σCS)为优选最多480MPa，更优选最多300MPa，还更优选最多200MPa，或甚至小于100MPa。根据本专利技术的一个实施例，通过切割、特别是机械切割、热切割、机械刻划、激光切割、激光刻划，或水射流切割，或利用超声钻削的钻孔，和/或其组合实现单一化。优选在微型电子元件的至少一个功能层的热后处理期间，和/或在用于在基底上施加结构件和/或使结构件结构化期间，和/或通过另一工艺步骤期间热后处理和热负荷的组合，合适地施加热负荷。通过热负荷，在玻璃表面处的预应力以及因而压应力能选择性地改变，特别是减小，例如也通过同时进行以下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生产微型电子元件的方法，其中所述微型电子元件获得为板状玻璃的单一化部件，所述板状玻璃具有施加在其上的结构件，特别是至少一层，所述方法至少包括以下步骤︰‑提供板状的、至少在一段时间被钢化的玻璃以作为基底材料；‑将所述结构件，特别是以一系列涂层的形式，通过使所述涂层结构化的工艺施加在所述基底上，以便基底的至少一部分承载结构件，而基底的其它部分保持没有结构件；‑使承载着结构件的基底经受热负荷；以及‑进行单一化，以便基底的承载结构件的部分以单一化的形式获得。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.01 DE 102014117633.2;2015.03.16 DE 10201511.一种用于生产微型电子元件的方法，其中所述微型电子元件获得为板状玻璃的单一化部件，所述板状玻璃具有施加在其上的结构件，特别是至少一层，所述方法至少包括以下步骤︰-提供板状的、至少在一段时间被钢化的玻璃以作为基底材料；-将所述结构件，特别是以一系列涂层的形式，通过使所述涂层结构化的工艺施加在所述基底上，以便基底的至少一部分承载结构件，而基底的其它部分保持没有结构件；-使承载着结构件的基底经受热负荷；以及-进行单一化，以便基底的承载结构件的部分以单一化的形式获得。2.根据权利要求1所述的用于生产微型电子元件的方法，其中板状的钢化玻璃的厚度t为300μm或更小，优选150μm或更小,更优选100μm或更小，并且最优选50μm或更小。3.根据权利要求1或2所述的用于生产微型电子元件的方法，其中在施加涂层期间，所述玻璃为化学钢化玻璃的形式，其中化学钢化通过在交换浴中的离子交换实现，并且特征在于：离子交换层的厚度LDoL为优选至少10μm，更优选至少15μm，并且最优选至少25μm；并且特征还在于：玻璃表面的压应力(σCS)为优选最多480MPa，更优选最多300MPa，还更优选最多200MPa，或甚至小于100MPa。4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于生产微型电子元件的方法，其中通过切割、特别是机械切割、热切割、机械刻划、激光切割、激光刻划，或水射流切割，或利用超声钻削的钻孔，或喷砂，和/或其组合实现单一化。5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于生产微型电子元件的方法，其中在微型电子元件的至少一个功能层的热后处理期间，和/或在用于在基底上施加结构件和/或使结构件结构化的工艺步骤期间，和/或通过另一工艺步骤期间热后处理和经受热负荷的组合，实现所述经受热负荷。6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于生产微型电子元件的方法，其中所述玻璃是硼硅酸盐玻璃和/或铝硅酸盐玻璃。7.根据权利要求1至6中任一项所述的用于生产微型电子元件的...

【专利技术属性】
技术研发人员：U·普切尔特，M·瑶茨，R·施普伦加德，
申请(专利权)人：肖特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE