DE10153211A1 - Elektronisches Bauteil und Systemträger sowie Verfahren zur Herstellung derselben - Google Patents
Elektronisches Bauteil und Systemträger sowie Verfahren zur Herstellung derselbenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein elektronisches Bauteil (1) und einen Systemträger (20) sowie Verfahren zu deren Herstellung. Das elektronische Bauteil (1) weist einen Halbleiterchip (2) auf, der eine Umverdrahtungsplatte (3) trägt. Diese Umverdrahtungsplatte (3) weist auf ihrer Unterseite eine strukturierte Metallschicht aus Umverdrahtungsleitungen (8) auf, die ein Bondende (10) und Außenkontaktflächen (11) zeigen. Jede der Umverdrahtungsleitungen (8) weist mindestens an ihrem Übergang zu der Außenkontaktfläche (11) jeweils eine Lötstoppfläche (12) auf.
Description
- Elektronisches Bauteil und Systemträger sowie Verfahren zur Herstellung derselben.
- Die Erfindung betrifft ein elektronisches Bauteil und einen Systemträger sowie Verfahren zu deren Herstellung gemäß der Gattung der unabhängigen Ansprüche.
- Elektronische Bauteile, die im wesentlichen aus einem Halbleiterchip mit darauf angeordneter Umverdrahtungsplatte bestehen, werden auch als Bauteile mit einem BOC-Gehäuse (board-on-chip-Gehäuse) bezeichnet, wie sie aus US 6,048,755 bekannt sind. Diese elektronischen Bauteile zeigen häufig Ausfallerscheinungen in Form von Verwölbungen der Umverdrahtungsplatte gegenüber der Oberseite des Halbleiterchips bei den verschiedenen Temperaturprozessen, die zur Herstellung derartiger elektronischer Bauteile erforderlich sind. Derartige Verwölbungen können zum vollständigen Versagen des elektronischen Bauteils führen. Um derartige Verwölbungen zu vermeiden, werden im Stand der Technik die Umverdrahtungsplatten sowohl auf der Oberseite als auch auf der Unterseite durch ein Lötstopppolymer beschichtet. Dabei erfüllt das Lötstopppolymer auf der Unterseite der Umverdrahtungsplatte eine Funktion, indem es die Umverdrahtungsleitungen auf der Unterseite der Umverdrahtungsplatte vor einem Benetzen mit Lötmaterial der Außenkontakte schützt.
- Auf der Oberseite der Umverdrahtungsplatte, die über eine doppelseitig klebende Folie mit der aktiven Oberseite des Halbleiterchips verbunden ist, hat die Lötstoppschicht keine Schutzfunktion, da die Oberseite der Umverdrahtungsplatte keine zu schützende strukturierte Metallschichtung aufweist. Somit dient die Lötstoppschicht auf der Oberseite der Umverdrahtungsplatte lediglich der Kompensation der thermischen Spannungen, die von der Lötstoppschicht auf der Unterseite der Umverdrahtungsplatte ausgehen und vergrößert nachteilig die Höhe und den Raumbedarf für das elektronische Bauteil. Außerdem wird durch das Erfordernis einer Lötstoppschicht auf der Unterseite der Umverdrahtungsplatte die Herstellung von derartigen elektronischen Bauteilen und den zugehörigen Systemträgern, aus denen die Umverdrahtungsplatten gesägt werden, äußerst kostenintensiv.
- Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verwölben der Umverdrahtungsplatte bei den verschiedenen Temperaturprozessen weitgehend zu vermeiden und die Ausfallrate der elektronischen Bauteile herabzusetzen sowie insgesamt die Herstellung derartiger Bauteile zu verbilligen. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, die Bauteilhöhe zu reduzieren.
- Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
- Zur Lösung der obigen Aufgabe wird ein elektronisches Bauteil mit einem Halbleiterchip und einer Umverdrahtungsplatte vorgeschlagen, wobei die Oberseite der Umverdrahtungsplatte mit der aktiven Oberseite des Halbleiterchips durch eine doppelseitig klebende Folie verbunden ist. Die Umverdrahtungsplatte weist auf ihrer Unterseite eine in Umverdrahtungsleitungen strukturierte Metallschicht auf. Jede Umverdrahtungsleitung weist ihrerseits ein Bondende und eine Außenkontaktfläche auf. Dabei weist jede Umverdrahtungsleitung an ihrem Übergang zu dem Bondende und/oder an ihrem Übergang zu der Außenkontaktfläche eine Lötstoppfläche auf.
- Die Lötstoppflächen dieser Erfindung stehen jedoch nicht untereinander in Verbindung und bilden damit keine geschlossene Lötstoppschicht, da sie nur an den Übergängen der Umverdrahtungsleitungen zu Außenkontaktflächen und oder zu Bondenden angeordnet sind. Dieses hat den Vorteil, dass eine, das Ausdehnungsverhalten der Lötstoppschicht kompensierende Lötstoppschicht auf der Oberseite der Umverdrahtungsplatte nicht mehr erforderlich ist. Damit wird in vorteilhafter Weise einmal die Gesamthöhe des Bauteils vermindert und zum anderen treten keine Verwölbungen der Umverdrahtungsplatte auf, obgleich nun nur noch einseitig Lötstoppflächen auf der Unterseite der Umverdrahtungsplatte vorhanden sind.
- Ein weiterer Vorteil ist, dass die isolierten einzelnen Lötstoppflächen an den Übergängen der Umverdrahtungsleitungen zu ihren Bondenden und/oder zu ihren Außenkontaktflächen mit einem Schritt zum Freilegen der Außenkontaktflächen und der Bondenden der Umverdrahtungsleitungen strukturiert werden können. Das bedeutet, es bedarf nicht eines zusätzlichen Verfahrensschrittes, um isolierte Lötstoppflächen an den Übergängen zu den Bondenden und/oder an den Übergängen zu den Außenkontaktflächen der Umverdrahtungsleitungen anzuordnen. Außerdem entfällt der Verfahrensschritt, die Oberseite der Umverdrahtungsplatte mit einer entsprechenden Lötstoppschicht zu versehen. Das Weglassen der Lötstoppschicht auf der den Außenkontakten gegenüberliegenden Seite bringt weitere Vorteile, nämlich:
- - Verringerung der Gehäusedicke,
- - erhöhte Zuverlässigkeit des Gehäuses, da die hygroskopischen Eigenschaften der Lötstoppschicht nicht mehr den Halbleiterchip und die Halbleiterstruktur gefährden können,
- - erhöhte Haftung der doppelseitig klebenden Folie auf dem Kernmaterial der Umverdrahtungsplatte anstelle der verminderten Haftung durch eine Lötstoppschicht auf der Oberseite der Umverdrahtungsplatte,
- - geringere Gefahr von Delamination durch eine geringere Anzahl von Schichten im Gesamtaufbau des elektronischen Bauteils,
- - verbesserte Wärmeableitung durch Weglassen der Lötstoppschicht zwischen Umverdrahtungsplatte und doppelseitig klebender Folie.
- In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Lötstoppflächen auf der Unterseite der Umverdrahtungsplatte und auf der Metallschicht lediglich Lötstoppflecken, welchen die Umverdrahtungsleitung an ihrem Übergang zu den Bondenden und/oder an ihrem Übergang zu den Außenkontaktflächen abdecken. Durch diese Lötstoppflecken wird ein Minimum an Lötstopp-Polymer auf die Unterseite und auf die strukturierte Metallschicht des elektronischen Bauteils aufgebracht. Da die Lötstoppflecken untereinander keine geschlossene Schicht bilden, wird weiterhin vorteilhaft keine Verwölbung der Umverdrahtungsplatte auftreten. Somit eine Delamination unterbunden und eine Gefährdung des elektronischen Bauteils vermindert.
- In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Lötstoppflächen Lötstoppringe, die mindestens um jede Außenkontaktfläche ringförmig angeordnet sind. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass die Außenkontaktflächen, die später Außenkontakte in Form von Lötbällen aufnehmen sollen, auf ihrer gesamten Umfangsflächen von einem Lötstopp-Polymer umgeben sind, und damit können die Lötbälle ihre Form beim Einlöten beibehalten.
- In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist im Bereich eines zentralen Bondkanals der Umverdrahtungsplatte ein den Bondkanal umgebender Ring aus einem Lötstopp-Polymer angeordnet, der eine Kunststoffabdeckmasse des Bondkanals örtlich begrenzt. Mit diesem den Bondkanal umgebenden Ring aus einem Lötstopp-Polymer wird gewährleistet, dass beim Herstellen der Kunststoffabdeckung des Bondkanals dieses Polymer auf den vorbestimmten Innenraum des Ringes begrenzt bleibt und somit die Außenkontaktflächen der strukturierten Metallschicht vor der Kunststoffabdeckmasse geschützt sind, da die Ausbreitung der Kunststoffabdeckmasse durch den Ring aus Lötstopp-Polymer begrenzt und behindert wird.
- In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umgeben drei Lötstoppflecken jede der Außenkontaktflächen. Dieses hat ähnlich wie ein Ring den Vorteil, dass der Lötball beim Einschmelzen und Anlöten in seiner Form stabil bleibt und nicht auseinanderfließt. Gegenüber dem Ring haben die drei Lötstoppflecken den Vorteil, dass der Anteil an Lötstoppschicht auf der Unterseite der Lötstopp-Platte vermindert wird.
- Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Umverdrahtungsplatte Leiterbahnbrücken über einer Bondkanalöffnung aufweist, die auf Kontaktflächen des Halbleiterchips gebonded sind. Eine derartige Bondtechnik hat den Vorteil, dass keine Bonddrähte einzusetzen sind und somit die Bondenden unmittelbar in die Leiterbahnbrücken übergehen. Damit kann die Höhe des Bauteils weiter vermindert werden, da in dem Bereich des Bondkanals die Höhe der Kunststoffabdeckmasse minimiert werden kann.
- Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Umverdrahtungsplatte Bonddrähte aufweist, die zwischen den Bondenden der Umverdrahtungsleitungen und Kontaktflächen auf dem Halbleiterchip in einem Bondkanal angeordnet sind und elektrisch die Außenkontaktflächen mit der elektronischen Schaltung auf der aktiven Oberseite des Halbleiterchips verbinden. Bei dieser Technik kann mit normalen Bondanlagen die Verbindung zwischen den Kontaktflächen auf der Oberseite des Halbleiterchips und den Außenkontaktflächen über Bonddrähte und Umverdrahtungsleitungen geschaffen werden. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass der Bondkanal aus der Umverdrahtungsplatte unmittelbar ausgestanzt werden kann, ohne Rücksicht auf Leiterbahnbrücken, die den Bondkanal in der obenerwähnten alternativen Technologie überspannen.
- In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Umverdrahtungsplatte eine Kernplatte aus einem glasfaserverstärkten, duroplastischen Kunststoff auf. Durch die Glasfaser kann der duroplastische Kunststoff in seinem Ausdehnungsverhalten eingestellt werden. Es kann das duroplastische Kunststoffmaterial bis zu 80 Vol.% an Glasfasermaterial enthalten. Mit einem derartigen Füllgrad des duroplastischen Kunststoffes ist es möglich, das Ausdehnungsverhaltung der Kernplatt an den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Halbleiterchips anzunähern.
- In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die doppelseitig klebende Folie ein Kernmaterial aus einem Polytetrafluorethylengewebe auf, das beidseitig von einem Klebstoff auf Epoxidharzbasis beschichtet ist. Eine derartige doppelseitig klebende Folie ist mit ihren Klebstoffschichten zähviskos und kann somit verbleibende Fehlanpassungen zwischen dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Umverdrahtungsplatte und dem thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Halbleiterchips ausgleichen. Damit wird gleichzeitig die Ausfallrate für elektronische Bauteile bei thermischer Belastung vermindert.
- Die Bondenden und/oder die Außenkontaktflächen sind mit einem kupferdiffusionshemmenden Metall und mit einem Edelmetall in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung beschichtet. Diese Materialkombination verhindert, dass Kupfer insbesondere zu den Bondverbindungen diffundieren kann und damit die Bondverbindung verspröden könnte, so dass ein derartiges Bauelement mit derartig veredelten Bondflächen eine größere Lebensdauer erwarten läßt. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das kupferdiffusionshemmende Metall Nickel oder eine Legierung desselben auf, während die Edelmetallbeschichtung aus Gold oder Silber oder Legierungen derselben bestehen kann.
- Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Systemträger für mehrere elektronische Bauteile. Dazu weist der Systemträger auf seiner Oberseite mehrere Bauteilpositionen zum Positionieren einer doppelseitig klebenden Folie und zum Anbringen jeweils eines Halbleiterchips in jeder Bauteilposition auf. Auf der Unterseite weist der Systemträger auf einer Kernplatte eine strukturierte Metallbeschichtung auf, die in jeder Bauteilposition Umverdrahtungsleitungen mit jeweils einem Bondende und einer Außenkontaktfläche aufweist. Jede Umverdrahtungsleitung ihrerseits weist an ihrem Übergang zu dem Bondende und/oder an ihrem Übergang zu der Außenkontaktfläche jeweils eine Lötstoppfläche auf.
- Der Vorteil dieses Systemträgers ist es, dass er nur noch einseitig und nur noch partiell Lötstoppflächen aufweist. Er hat weder auf seiner Oberseite eine geschlossene Lötstoppschicht, noch auf seiner Unterseite und damit auf den Umverdrahtungsleitungen eine in sich geschlossene Lötstoppschicht. Somit wird das Ausdehnungsverhalten nur von der Kernplatte aus glasfaserverstärkter Kunststoffmasse bestimmt, die im wesentlichen auf das Ausdehnungsverhalten des Halbleiterchips abgestimmt ist.
- Eine Verwölbung des Systemträgers ist somit nicht mehr möglich. Auch Maßnahmen durch Mehrschichtigkeit und Symmetrie, um eine Verwölbung zu vermeiden, sind nicht mehr erforderlich. Dieser Systemträger kann folglich mit weniger Verfahrensschritten und mit geringerer Dicke hergestellt werden. Aufgrund der isolierten Lötstoppflächen bleibt der Systemträger formstabil und eben und wird nicht während des Herstellungsverfahrens verbogen oder verwölbt, so dass Halbleiterchips auf ihm zuverlässig plaziert werden können. Die Ausfallwahrscheinlichkeit eines derartig strukturierten Systemträgers ist somit vermindert. Die Produktivität des Herstellungsverfahrens mit einem derartigen Systemträger für elektronische Bauteile wird damit gleichzeitig erhöht.
- In einer weiteren Ausführungsform des Systemträgers weisen die Lötstoppflächen lediglich Lötstoppflächen auf, welche die Umverdrahtungsleitung an ihrem Übergang zu den Bondenden und an ihrem Übergang zu den Außenkontaktflächen abdecken. Damit wird sichergestellt, dass beim Einlöten der Lötbälle, das heißt der Außenkontakte auf den Außenkontaktflächen, die Umverdrahtungsleitungen geschützt bleiben. Gleichzeitig kann sich das Lot nicht auf den Umverdrahtungsleitungen ausdehnen und damit die Höhe der Außenkontakte vermindern.
- In einer weiteren Ausführungsform des Systemträgers sind die Lötstoppflächen Lötstoppringe, die mindestens jede Außenkontaktfläche ringförmig umgeben. Mit diesem Systemträger wird sichergestellt, dass eine Vielzahl von Lötbällen auf den Außenkontaktflächen gleichzeitig verteilt werden können, ohne dass sich das Lot über die Lötstoppringe hinaus ausbreiten kann.
- In einer weiteren Ausführungsform des Systemträgers ist im Bereich eines zentralen Bondkanals einer jeden Bauteilposition ein den Bondkanal umgebender Ring aus einem Lötstopp- Polymer angeordnet. Diese Anordnung eines Ringes aus einem Lötstopp-Polymer um den Bondkanal herum hat den Vorteil, dass beim Abdecken des Bondkanals mit einer Kunststoffabdeckmasse, diese Kunststoffabdeckmasse auf den Bereich des Bondkanals beschränkt werden kann, da der den. Bondkanal umgebende Ring aus einem Lötstopp-Polymer ein Ausbreiten der Kunststoffabdeckmass~ in Richtung auf die Außenkontaktflächen des Systemträgers verhindert.
- In einer weiteren Ausführungsform des Systemträgers ist jede Außenkontaktfläche von mindestens drei Lötstoppflecken umgeben. Derartige Lötstoppflecken, die gleichmäßig auf den Umfang der Außenkontaktfläche verteilt sind, erfüllen eine ähnliche Funktion wie die Lötstoppringe, haben jedoch den Vorteil, dass die Unterseite der Umverdrahtungsplatte mit weniger Lötstopp-Polymer bedeckt ist.
- Sobald die Außenkontaktflächen und die Bondenden frei zugänglich sind, kann ein kupferdiffusionshemmendes Metall und ein Edelmetall auf den Außenkontaktflächen und auf den Bondenden abgeschieden werden. Damit werden diese Flächen veredelt, vor Oxidation geschützt und eine Diffusion von Kupfer, beispielsweise in dem empfindlichen Bondbereich, wird verhindert. Gleichzeitig wird durch die Veredelung der Oberseite, beispielsweise durch eine Gold- oder Silberlegierungsbeschichtung, die Zwischenlagerfähigkeit eines derartigen Systemträgers verlängert.
- Zur Herstellung eines Systemträgers wird zunächst eine Kernplatte aus glasfaserverstärktem Kunststoff mit einer strukturierten Metallschicht auf der Unterseite bereitgestellt. Diese Kernplatte weist auf ihrer Unterseite Umverdrahtungsleitungen mit Bondenden und mit Außenkontaktflächen in mehreren Bauteilpositionen auf. Auf die Unterseite der Kernplatte wird eine in Lötstoppflächen strukturierte Lötstopp-Polymerschicht aufgebracht, wobei gleichzeitig die Bondenden und die Außenkontaktflächen freigelegt werden. Danach wird mindestens eine Durchgangsöffnung in jeder Bauteilposition als Bondkanal eingebracht.
- Mit einem derartigen Verfahren wird die Herstellung des Systemträgers vereinfacht, zumal auf thermischen kompensierende Schichten auf der Oberseite des Systemträgers verzichtet wird und lediglich die Lötstoppschicht auf der Unterseite des Systemträgers stärker als bisher strukturiert wird. Als weiterer Schritt nach dem Freilegen der Bondenden und/oder der Außenkontaktflächen kann sich eine Veredelung dieser Oberflächen durch Aufbringen einer kupferdiffusionshemmenden Metallschicht und einer Edelmetallschicht anschließen. Für das Anbringen der Außenkontakte auf den Außenkontaktflächen kann ein Flussmittel auf die Außenkontaktflächen nach Freilegen dieser Außenkontaktflächen aufgebracht werden.
- Sofern für das Herstellen des elektronischen Bauteils eine Bonddrahtverbindung im Bondkanal vorgesehen ist, kann durch einfaches Stanzen das Einbringen einer Bondkanalöffnung in jeder Bauteilposition erfolgen. Soll jedoch eine Bondverbindung mit Hilfe von Leitungsbrücken über der Bondkanalöffnung durchgeführt werden, so erfolgt das Einbringen einer Bondkanalöffnung in jeder Bauteilposition des Systemträgers mittels einer Laserabtragtechnik. Diese Technik hat den Vorteil, dass sie die Strukturierung der Metallbeschichtung auf dem Kernmaterial schont und lediglich das Kernmaterial im Bereich der Bondkanalöffnung abträgt.
- Ein Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils weist außer den obenerwähnten Verfahrensschritten zur Herstellung eines Systemträgers zusätzliche Verfahrensschritte auf. Nach dem Bereitstellen eines Systemträgers wird als nächstes eine strukturierte, doppelseitig klebende Folie mit Bondkanalöffnungen in jeder Bauteilposition auf die Oberseite des Systemträgers aufgebracht. Anschließend werden Halbleiterchips mit ihren aktiven Oberseiten auf die doppelseitig klebende Folie in jeder Bauteilposition aufgebracht. Danach werden Bondverbindungen zwischen den Umverdrahtungsleitungen auf der Unterseite des Systemträgers und Kontaktflächen auf der aktiven Oberseite des Halbleiterchips im Bereich des Bondkanals in jeder Bauteilposition des Systemträgers hergestellt.
- Nach dem Herstellen der Bondverbindung wird der Bondkanal mit einer Kunststoffabdeckmasse in jeder Bauteilposition des Systemträgers aufgefüllt. Nach diesem Schritt kann das Auftrennen des Systemträgers mit mehreren Halbleiterchips in einzelne elektronische Bauteile erfolgen. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass preiswert elektronische Bauteile hergestellt werden können, die einerseits weniger Funktionsfehler zeigen, da ein Systemträger eingesetzt wird, der vor Verwölbungen bei thermischer Belastung geschützt ist, und zum anderen hat dieses Verfahren den Vorteil, dass hiermit elektronische Bauteile hergestellt werden können, die lediglich aus dem Halbleiterchip und einer Umverdrahtungsplatte bestehen, wobei der Halbleiterchip die Umverdrahtungsplatte trägt.
- Derartige Bauteile sind insbesondere dann vorteilhaft, wenn die erforderliche Halbleiterfläche für eine entsprechende Schaltung, wie einer Logikschaltung oder einer Speicherschaltung oder für entsprechende Sensorschaltungen, eine Größe erreicht, bei welcher der Halbleiterchip die maßgebende Flächenausdehnung für das Gehäuse des elektronischen Bauteils darstellt.
- In einem Ausführungsbeispiel der des erfindungsgemäßen Verfahrens können zum Herstellen von Bondverbindungen zwischen den Bondenden auf der Unterseite des Systemträgers und den Kontaktflächen auf der aktiven Oberseite des Halbleiterchips Leitungsbrücken, die den Bondkanal in jeder Bauteilposition überbrücken, auf die Kontaktflächen gebonded werden. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass keine Bonddrähte einzusetzen sind. Diese Bauteile können im Bereich des Bondkanals äußerst flach ausgebildet werden, da die Leiterbahnbrücken verlängerte Umverdrahtungsleitungen sind, die über den Bondkanal geführt werden und eine Sollbruchstelle aufweisen, die beim Bonden durchbrochen wird. Somit ist die Höhe der Bondverbindungsschleifen nicht höher als die Ebene der Metallschicht für die Umverdrahtungsleitungen.
- Ein weiteres Durchführungsbeispiel des Verfahrens sieht vor, dass zum Herstellen von Bondverbindungen zwischen den Bondenden auf der Unterseite des Systemträgers und Kontaktflächen auf der aktiven Oberseite des Halbleiterchips Bonddrähte durch ein Thermosonicbonden, ein Ultraschallbonden oder ein Thermokompressionsbonden aufgebracht werden. Diese Bondtechniken haben sich bewährt und führen zu einer zuverlässigen Bondverbindung zwischen den Bondenden der Umverdrahtungsleitungen und den Kontaktflächen des Halbleiterchips.
- Zum Auffüllen des mit Bondverbindungen ausgestatteten Bondkanals mit einer Kunststoffabdeckmasse in jeder Bauteilposition wird in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung eine Schablonendrucktechnik eingesetzt. Bei der Schablonendrucktechnik werden Schablonen über den. Systemträger gelegt, welche die Durchgangsöffnungen in den Bereichen aufweisen, in denen die Bondkanäle positioniert sind. Durch Rakeln der Druckmasse beziehungsweise der Kunststoffabdeckmasse kann von der Schablone aus jeder Bondkanal mit der Kunststoffabdeckmasse gefüllt werden. Der Vorteil dieses Verfahrens ist, dass die Schablone als Maske mehrfach eingesetzt werden kann und keine verlorene Maske ist, wie bei Photolacktechniken herzustellen ist.
- Bei einem weiteren Durchführungsbeispiel des Verfahrens kann auf der Oberseite des Systemträgers eine Kunststoffgehäusemasse aufgebracht werden, die entweder die Ränder der Halbleiterchips umgibt oder die gesamte Rückseite der Halbleiterchips mit abdeckt. Das Aufbringen der Kunststoffgehäusemasse kann mit Hilfe eines Spritzgußverfahrens erfolgen, bei dem eine einfache Spritzgußform aus lediglich einer Kavität die gesamte Oberseite des Systemträgers mit den Halbleiterchips abdeckt. Nach Herstellung einer solchen geschlossenen Schicht aus Kunststoffgehäusemasse kann dann der Systemträger in Einzelbauteile getrennt werden.
- Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass lediglich die Zwischenräume zwischen den Halbleiterchips mit Kunststoffgehäusemasse aufgefüllt werden, so dass beim Zertrennen des Systemträgers in einzelne elektronische Bauteile die jeweiligen Halbleiterchips einen Kantenschutz aufweisen. Anstelle einer Hochdruck-Spritzgusstechnik zum Aufbringen der Kunststoffgehäusemasse kann auch ein Vakuumsdruckverfahren eingesetzt werden, bei dem unter Vakuum die Kunststoffgehäusemasse auf die mit Halbleiterchips bestückte Oberseite des Substratträgers gedruckt wird.
- Noch vor dem Auftrennen des Systemträgers in einzelne Bauteile können Außenkontakte in Form von Lotbällen auf die Außenkontaktflächen aufgelötet werden. Diese Verfahrensvariante hat den Vorteil, dass für einen gesamten Systemträger sämtliche elektronische Bauteile in den einzelnen Bauteilpositionen in einem Verfahrensschritt mit Außenkontakten versehen werden können.
- Zusammenfassend ist festzustellen, dass der Schichtaufbau von BOC-Gehäusen mit einem Laminat als Umverdrahtungsplatte im allgemeinen aus folgendem Schichtaufbau von der Unterseite beginnend besteht. Zunächst eine Lötstoppschicht oder Lötstoppmaske, danach eine strukturierte Metallschicht aus Kupfer und schließlich eine Kernplatte aus glasfaserverstärktem Kunststoff und zum Abschluß erneut auf der Oberseite eine der Kernplatte eine Lötstoppschicht. Die Lötstoppschicht auf der Oberseite Kernplatte hat jedoch keine Lötstoppfunktion, sondern weist lediglich die gleichen Materialeigenschaften wie die Lötstoppschicht auf der Unterseite in bezug auf das thermische Ausdehnungsverhalten auf, um eine thermische Fehlanpassung zwischen Kernplatte und Lätstoppschicht zu kompensieren. Mit einem derartigen symmetrischen Aufbau wird ein Verwölben des Schichtaufbaus oder Laminatstreifens aufgrund der unterschiedlichen thermischen Bearbeitungsschritte, bei denen Temperatureinflüsse auftreten, vermindert.
- Um eine vollständige Symmetrie herzustellen, müßte auch eine Umverdrahtungsstruktur auf der Oberseite der Kernplatte vorgesehen werden, die jedoch ebenfalls keine Funktion hätte und lediglich für eine perfekte thermische Symmetrie vorzusehen ist. Jedoch ist die Dicke der Metallschicht für die Umverdrahtungsleitungen und die Flächendichte aus Umverdrahtungsleitung derart gering, dass auf eine gegenüberliegende Kupferschicht verzichtet werden kann.
- Während die Kernplatte das eigentliche Trägermaterial darstellt, bildet die strukturierte Metallschicht Kupferleiterbahnen und die Lötstoppschicht bildet eine Maske, um sicherzustellen, dass die Außenkontakte in Form von Lötbällen definiert auf die Kupferleiterbahnen aufbringbar sind. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird auf der Lotballseite nur eine sehr geringe Menge an Lötstopp-Polymer aufgetragen. Auf der gegenüberliegenden Seite kann deshalb auf eine kompensierende Schicht wegen der nur sehr geringen Menge, die erfindungsgemäß nötig ist, verzichtet werden.
- Die Lötstoppmaske befindet sich somit nur noch in derartigen Bereichen, in denen die Lotbälle angebracht werden, indem sie beispielsweise ringförmig oder mit drei Lötstoppflecken begrenzt werden. Damit ist gewährleistet, dass eine problemlose Montage der Lotbälle und auch kein Verlaufen auf Leiterbahnen durch die klar definierten Grenzen in den Übergängen zur Umverdrahtungsleitung und auch keine Kurzschlüsse der Leiterbahnen untereinander durch Verlaufen des Lotes der Lötbälle auftreten kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass nun die doppelseitig klebende Folie direkt auf der Kernplatte aufgebracht werden kann. Durch das Verringern der Anteile der Lötstoppschicht auf der Umverdrahtungsplatte und durch das Weglassen der gegenüberliegenden Lötstoppschicht auf der Oberseite der Kernplatte ergeben sich zusammenfassend folgende Vorteile:
- 1. Das Herstellen der Umverdrahtungsplatte und des Systemträgers kann unter Einsparung eines Verfahrensschrittes, nämlich der Beschichtung der Oberseite mit einer Lötstoppschicht, schneller und damit kostensparender erfolgen.
- 2. Die Haftung zwischen Umverdrahtungsplatte und doppelseitig klebender Folie kann verbessert werden, da die doppelseitig klebende Folie nun unmittelbar auf die Kernplatte aufgebracht werden kann und keine Lötstoppschicht, die schlechtere Hafteigenschaften aufweist, dazwischenliegt.
- 3. Die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit des elektronischen Bauteils wird erhöht, da eine hygroskopisch wirkende Lötstoppschicht auf der dem Halbleiterchip zugewandten Seite nicht mehr vorhanden ist.
- 4. Durch die Verringerung der Anzahl der aufeinander laminierten Schichten wird die Gefahr der Delamination verhindert.
- 5. Aufgrund der geringeren Anzahl der wärmeisolierenden Schichten wird eine verbesserte Wärmeableitung erreicht.
- Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsformen mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
- Fig. 1 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Bereich eines elektronischen Bauteils einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
- Fig. 2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Teilbereichs eines elektronischen Bauteils einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
- Fig. 3 zeigt eine schematische Unteransicht eines elektronischen Bauteils der zweiten Ausführungsform der Erfindung,
- Fig. 4 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Teilbereichs eines elektronischen Bauteils einer dritten Ausführungsform der Erfindung,
- Fig. 5 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Teilbereichs eines elektronischen Bauteils einer vierten Ausführungsform der Erfindung,
- Fig. 6 zeigt eine schematische Unteransicht eines elektronischen Bauteils einer fünften Ausführungsform der Erfindung,
- Fig. 7 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Teilbereichs eines elektronischen Bauteils aus dem Stand der Technik.
- Fig. 1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Teilbereichs eines elektronischen Bauteils 1 einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Das Bezugszeichen 2 kennzeichnet einen Halbleiterchip, auf dem eine Umverdrahtungsplatte 3 angeordnet ist. Diese Umverdrahtungsplatte 3 ist ein Laminat aus mehreren Schichten. Das Bezugszeichen 21 kennzeichnet eine Kernplatte des Laminats, die aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff aufgebaut ist. Auf dieser Kernplatte 21 ist eine strukturierte Metallschicht 9 aufgebracht, die in Umverdrahtungsleitungen 8 strukturiert ist. Von den Umverdrahtungsleitungen 8 ist jeweils ein Bondende 10 im Randbereich eines Bondkanals 15 angeordnet und jeweils eine Außenkontaktfläche an dem anderen Ende der Umverdrahtungsleitungen 8 angeordnet. Die in Fig. 1 gezeigte Ausführungsform der Erfindung weist sechzig Außenkontaktflächen auf, die auf der Umverdrahtungsplatte 3 in Zeilen und Spalten verteilt sind.
- Das Bezugszeichen 5 kennzeichnet die aktive Oberseite des Halbleiterchips 2, die mit einer elektronischen Schaltung versehen ist, deren Kontaktflächen 19 im Bondkanal 15 angeordnet sind. Von den Kontaktflächen 19 führt ein Bonddraht 20 in dieser ersten Ausführungsform der Erfindung zu dem Bondende 10 einer Umverdrahtungsleitung 8. Dieses Bondende 10 ist mit einer bondbaren Beschichtung 36 versehen, die in dieser Ausführungsform der Erfindung aus einer kupferdiffusionshemmenden Metallschicht 22 und einer darauf befindlichen Edelmetallbeschichtung 23 besteht.
- Die kupferdiffusionshemmende Schicht 22 weist in dieser Ausführungsform eine Nickellegierung auf, die dafür sorgt, dass keine Kupferatome zu der Bondverbindung 29 diffundieren können, so dass die Bondverbindung elastisch bleibt und nicht durch Bildung intermetallischer Phasen versprödet.
- Über die Umverdrahtungsleitung 8 ist die Kontaktfläche 19 des Halbleiterchips 2 mit der Außenkontaktfläche 11 und dem auf ihr positionierten Außenkontakt 30 verbunden. Somit können eine Vielzahl von mikroskopisch kleinen Kontaktflächen 19 im Bondkanal 15 zu makroskopisch großen Außenkontaktflächen 11 und Außenkontakten 30 mit Hilfe der Umverdrahtungsplatte 3 geführt werden. In diesem Zusammenhang ist unter mikroskopisch klein eine Dimension zu verstehen, die im Mikrometerbereich liegt und nur unter einem Lichtmikroskop meßbar ist.
- Unter makroskopisch groß werden Komponenten verstanden, die mit bloßem Auge sichtbar und meßbar sind.
- Jeder Außenkontakt 30 auf der Außenkontaktfläche 11 ist von einem Ring aus einer Lötstoppschicht 28 umgeben. Ein derartiger Lötstoppring 14 wirkt als Lötstoppmaske für den Außenkontakt 30, der aus einem Lotball besteht. Der Lötstoppring 14 verhindert, dass sich beim Einlöten der Außenkontakte 30 auf der Außenkontaktfläche 11 das Lot auf die Umverdrahtungsleitung 8 verteilt und teilweise zwischen den Umverdrahtungsleitungen 8 Kurzschlüsse verursacht.
- Die Außenkontakte 30 sind gleichzeitig mit den Bondenden 10 nach dem Aufbringen der Lötstoppringe 14 auf ihren Oberseiten durch eine Kombination aus kupferdiffusionshemmender Metallschicht 22 und Edelmetallschicht 23 veredelt. Um ein sicheres Auflöten auf einer derartig veredelten Oberfläche zu gewährleisten, wird in den Bereichen der Außenkontaktflächen 11 eine Beschichtung 31 aus einem Fluss des einführen sind Sie mich mittel aufgebracht.
- Das Bezugszeichen 17 kennzeichnet eine Kunststoffabdeckmasse, die im Bondkanal 15 angeordnet ist und die Bondverbindung 29 in Kunststoff einbettet. Diese Kunststoffabdeckmasse 17 kann noch vor dem Aufbringen und Einlöten der Außenkontakte 30 mittels Schablonendruck in den Bondkanal 15 eingebracht werden. Dabei muß die Kunststoffabdeckmasse 17 auf den Bereich des Bondkanals 15 begrenzt werden und darf nicht die Außenkontaktflächen 11 benetzen, da sonst ein Aufbringen der Außenkontakte 30 erschwert wird.
- Wie die schematische Querschnittsansicht der Fig. 1 zeigt, ist dieser Gehäuseaufbau eines elektronischen Bauteils 1äußerst kompakt, da unmittelbar auf der aktiven Oberseite 5 des Halbleiterchips 2 die Kernplatte 21 der Umverdrahtungsplatte 3 über eine doppelt klebende Folie 6 angeordnet ist. Ferner wird die Kompaktheit dieses Aufbaus dadurch erreicht, dass die Umverdrahtungsplatte 3 lediglich aus drei Schichten besteht, nämlich der Kernplatte 21, der Metallschicht 9 und den Lötstoppflächen 12. Dabei sind die Lötstoppflächen 12 auf die notwendigen Bereiche als Lötstopplackflecken 13 oder Lötstopplackringe 14 um jede Außenkontaktfläche 11 begrenzt.
- Eine Verwölbung der Kernplatte 21 und damit eine Verwölbung der Umverdrahtungsplatte 3 ist aufgrund der Strukturierung sowohl der Metallschicht als auch der Lötstoppflächen 12 unterbunden. Dies hat besondere Vorteile für die Zuverlässigkeit des elektronischen Bauteils 1, für die Lebensdauer des elektronischen Bauteils 1 und insbesondere für die Bereitstellung der Umverdrahtungsplatte 3, die ein Teil eines Systemträgers 24 für mehrere elektronische Bauteile 1 ist. Dieser Systemträger 24 kann aufgrund dieser erfindungsgemäßen Stukturierung sowohl der Metallschicht 9 als auch der Lötstoppflächen 12 vollständig eben hergestellt werden, so dass eine parallele Herstellung von mehreren elektronischen Bauteilen 1 gleichzeitig möglich wird.
- Fig. 2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Teilbereichs eines elektronischen Bauteils 1 einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in Fig. 1 werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert.
- Ein Unterschied zwischen der ersten Ausführungsform nach Fig. 1 und der zweiten Ausführungsform nach Fig. 2 besteht im wesentlichen darin, dass die Ausbreitung der Kunststoffabdeckmasse 17 für den Bondkanal 15 durch einen Ring 16, der den Bondkanal 15 umgibt, begrenzt wird. Damit wird gewährleistet, dass beim Schablonendruck der Kunststoffabdeckmasse 17 für den Bondkanal 15 das Ausbreiten der Kunststoffabdeckung definiert begrenzt wird und somit die Außenkontaktflächen 11 vor der Kunststoffabdeckmasse 17 für den Bondkanal 15 geschützt bleiben.
- Fig. 3 zeigt eine schematische Untersicht eines elektronischen Bauteils 1 der zweiten Ausführungsform der Erfindung. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert.
- Auf der schematischen Untersicht eines elektronischen Bauteils 1 nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung sind einerseits die Lötstoppringe 14 um jede der Außenkontaktflächen 11 zu sehen. Ferner wird ein Ring 16 aus Lötstopp- Polymer um den Bondkanal 15 gezeigt. Die Außenkontakte 30 aus Lötbällen 33 sind in zehn Zeilen 37 und sechs Spalten 38 auf der Unterseite des elektronischen Bauteils 1 angeordnet. Jeder Außenkontakt 30 ist über Umverdrahtungsleitungen 9, den Bondenden 10 der Umverdrahtungsleitungen und über die Bonddrähte 20 mit Kontaktflächen 19 auf der Oberseite 5 des Halbleiterchips 2 verbunden. Der Umriß des Halbleiterchips 2 ist durch eine strichpunktierte Linie 39 markiert. Aufgrund der Kunststoffabdeckmasse 17 in der Bondkanalöffnung 18 sind die dort skizzierten Kontaktflächen 19 und die Bondverbindungen 29 nicht sichtbar, es sei denn die Kunststoffabdeckung ist transparent.
- Fig. 4 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Teilbereichs eines elektronischen Bauteils 1 einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert.
- Ein Unterschied der dritten Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 4 gegenüber der zweiten Ausführungsform der Erfindung, wie sie in den Fig. 2 und 3 gezeigt wird, besteht darin, dass die Kanten 40 vom Außenrand 41 des Halbleiterchips 2 durch eine Kunststoffgehäusemasse 32 geschützt sind. Diese Kunststoffgehäusemasse kann noch vor dem Zersägen eines Systemträgers 24 in einzelne elektronische Bauteile 1 in die Zwischenräume zwischen den Halbleiterchips 2 auf der Oberseite 4 des Systemträgers 24 aufgebracht werden. Die Phase 42 zum Brechen der Kunststoffkante kann durch Profilsägen beim Trennen des Systemträgers 24 in einzelne elektronische Bauteile 1 erreicht werden.
- Fig. 5 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Teilbereichs eines elektronischen Bauteils 1 einer vierten Ausführungsform der Erfindung. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert.
- Ein Unterschied zwischen der vierten Ausführungsform der Erfindung und der dritten Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass nicht nur ein Kantenschutz durch eine Kunststoffgehäusemasse 32 bei diesem elektronischen Bauteil 1 gewährleistet wird, sondern auch die Rückseite des Halbleiterchips 2 durch die Kunststoffgehäusemasse 32 geschützt wird. Diese Kunststoffgehäusemasse 32 kann zunächst auf den Systemträger 24 als geschlossene Schicht auf die Oberseite des Systemträgers und die Rückseite 43 der Halbleiterchips 2 aufgebracht werden, so dass eine einfache Spritzgußform mit nur einer einzigen Kavität für alle elektronischen Bauteile erforderlich ist.
- Fig. 6 zeigt eine schematische Untersicht eines elektronischen Bauteils 1 einer fünften Ausführungsform der Erfindung. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert.
- Ein Unterschied zu den vorhergehenden Ausführungsformen besteht darin, dass bei der fünften Ausführungsform der Erfindung lediglich der Übergang von den Außenkontaktflächen 11 auf die Umverdrahtungsleitungen 8 mit einem Lötstoppflecken 13 als Lötstoppfläche 12 bedeckt ist. Diese minimale Aufbringung eines Lötstoppfleckens am Übergang von der Außenkontaktfläche 11 zu den Umverdrahtungsleitungen 8 reicht aus, um das Lot des Lotballs auf die Außenkontaktflächen 11 zu beschränken. Insbesondere reicht es dann aus, wenn das Material der Kernplatte 21 kein Benetzen durch Lotmaterial zuläßt. Darüber hinaus weist die fünfte Ausführungsform, ähnlich wie die zweite, dritte und vierte Ausführungsform, einen Ring 16 aus Lötstopp-Polymer auf, der den Bondkanal 15 umgibt, um die Kunststoffabdeckmasse 17 für den Bondkanal 15 auf diesen zu beschränken.
- Fig. 7 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Teilbereichs eines elektronischen Bauteils 1 aus dem Stand der Technik. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert.
- Wie Fig. 7 zeigt, weist das elektronische Bauteil 1 zwei nahezu geschlossene Lötstoppschichten 34 und 35 auf, nämlich eine geschlossene obere Lätstoppschicht 34, die zwischen der doppelseitig klebenden Folie 6 auf der Kernplatte 21 angeordnet ist und eine nahezu geschlossene Lötstoppschicht 35 auf der Unterseite der Kernplatte 21 auf. Durch diese zusätzlichen geschlossenen großflächigen Lötstoppschichten ist einerseits die Zuverlässigkeit des elektronischen Bauteils 1 gefährdet, da die Lötstoppschichten hygroskopisch sind. Zum anderen ist das elektronische Bauteil 1 dicker, und zum weiteren sind zur Herstellung des elektronischen Bauteils 1 mehr Verfahrensschritte erforderlich als bei dem erfindungsgemäßen elektronischen Bauteil 1. Bezugszeichenliste 1 elektronisches Bauteil
2 Halbleiterchip
3 Umverdrahtungsplatte
4 Oberseite der Umverdrahtungsplatte
5 aktive Oberseite des Halbleiterchips
6 doppelseitig klebende Folie
7 Unterseite der Umverdrahtungsplatte
8 Umverdrahtungsleitungen
9 Metallschicht
10 Bondende
11 Außenkontaktfläche
12 Lötstoppfläche
13 Lötstoppflecken
14 Lötstoppringe
15 Bondkanal
16 Ring um den Bondkanal
17 Kunststoffabdeckmasse
18 Bondkanalöffnung
19 Kontaktflächen des Halbleiterchips
20 Bonddrähte
21 Kernplatte
22 kupferdiffusionshemmendes Metall(schicht)
23 Edelmetall(schicht)
24 Systemträger
25 Oberseite des Systemträgers
26 Bauteilpositionen
27 Unterseite des Systemträgers
28 Lötstopp-Polymerschicht
29 Bondverbindungen
30 Außenkontakte
31 Beschichtung aus Flußmittel
32 Kunststoffgehäusemasse
33 Lotbälle
34 obere Lötstoppschicht
35 untere Lötstoppschicht
36 bondbare Beschichtung
37 Zeilen
38 Spalten
39 strichpunktierte Linie
40 Kante
41 Außenrand
42 Phase
43 Rückseite des Halbleiterchips
Claims (32)
1. Elektronisches Bauteil mit einem Halbleiterchip (2) und
einer Umverdrahtungsplatte (3), wobei die Oberseite (4)
der Umverdrahtungsplatte (3) mit der aktiven Oberseite
(5) des Halbleiterchips (2) durch eine doppelseitig
klebende Folie (6) verbunden ist, und wobei die
Umverdrahtungsplatte (3) auf ihrer Unterseite (7) eine in
Umverdrahtungsleitungen (8) strukturierte Metallschicht (9)
aufweist, wobei jede Umverdrahtungsleitung (8) ein
Bondende (10) und eine Außenkontaktfläche (11) aufweist,
und wobei jede Umverdrahtungsleitung (8) an ihrem
Übergang zu dem Bondende (10) und/oder an einem Übergang zu
der Außenkontaktfläche (11) jeweils eine Lötstoppfläche
(12) aufweist.
2. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Lötstoppflächen (12) Lötstoppflecken (13) sind,
welche die Umverdrahtungsleitung (8) an ihrem Übergang zu
den Bondenden (10) und/oder an ihrem Übergang zu den
Außenkontaktflächen (11) abdecken.
3. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Lötstoppflächen (12) Lötstoppringe (14) sind, die
mindestens jede Außenkontaktfläche (11) ringförmig
umgeben.
4. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Bereich eines zentralen Bondkanals (15) der
Umverdrahtungsplatte (3) ein den Bondkanal (15) umgebender
Ring (16) aus einem Lötstopp-Polymer angeordnet ist, der
eine Kunststoffabdeckmasse (17) des Bondkanals (15)
örtlich begrenzt.
5. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
jede Außenkontaktfläche (11) von mindestens drei
Lötstoppflecken (13) umgeben ist.
6. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Umverdrahtungsplatte (13) Leiterbahnbrücken über
einer Bondkanalöffnung (18) aufweist, die auf
Kontaktflächen (19) des Halbleiterchips (2) gebonded sind.
7. Elektronisches Bauteil einem der Anspruche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Umverdrahtungsplatte (3) Bonddrähte (20) aufweist,
die zwischen den Bondenden (10) der
Umverdrahtungsleitungen (8) und Kontaktflächen (19) auf dem
Halbleiterchip (2) in einem Bondkanal (15) angeordnet sind und die
Außenkontaktflächen (11) mit der elektronischen
Schaltung auf der aktiven Oberseite (5) des Halbleiterchips
(2) elektrisch verbinden.
8. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Umverdrahtungsplatte (3) eine Kernplatte (21) aus
einem glasfaserverstärkten duroplastischen Kunststoff
aufweist.
9. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die doppelseitig klebende Folie (6) ein Kernmaterial aus
einem Polytetrafluorethylengewebe aufweist, das
beidseitig von einem Klebstoff auf Epoxidharzbasis beschichtet
ist.
10. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Bondenden (10) und/oder die Außenkontaktflächen (11)
mit einem kupferdiffusionshemmenden Metall (22) und mit
einem Edelmetall (23) beschichtet sind.
11. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
das kupferdiffusionshemmende Metall (22) Nickel oder
eine Legierung desselben aufweist.
12. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 10 oder Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Bondenden und/oder die Außenkontaktflächen als
Edelmetallbeschichtung (23) Gold oder Silber oder
Legierungen derselben aufweisen.
13. Systemträger für mehrere elektronische Bauteile (1),
wobei der Systemträger (24) auf seiner Oberseite (25)
mehrere Bauteilpositionen (26) zum Positionieren einer
doppelseitig klebenden Folie (6) und zum Anbringen jeweils
eines Halbleiterchips (2) in jeder Bauteilposition (26)
aufweist, und wobei der Systemträger (24) auf seiner
Unterseite (27) auf einer Kernplatte (21) eine
strukturierte Metallschicht (9) aufweist, die in jeder
Bauteilposition (26) Umverdrahtungsleitungen (8) mit jeweils
einem Bondende (10) und einer Außenkontaktfläche (11)
aufweist, und wobei jede Umverdrahtungsleitung (8) an
ihrem Übergang zu dem Bondende (10) und an ihrem
Übergang zu der Außenkontaktfläche (11) jeweils eine
Lötstoppfläche (12) aufweist.
14. Systemträger nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Lötstoppflächen (12) Lötstoppflecken (13) sind,
welche die Umverdrahtungsleitung (8) an ihrem Übergang zu
dem Bondende (10) und/oder an ihrem Übergang zu der
Außenkontaktfläche (11) abdecken.
15. Systemträger nach Anspruch 13 oder Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Lötstoppflächen (12) Lötstoppringe (13) sind, die
mindestens jede Außenkontaktfläche (11) ringförmig
umgeben.
16. Systemträger nach einem der Ansprüche 13 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Bereich eines zentralen Bondkanals (15) einer jeden
Bauteilposition (26) ein den Bondkanal (15) umgebender
Ring (16) aus einem Lötstopp-Polymer angeordnet ist.
17. Systemträger nach einem der Ansprüche 13 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, dass
jede Außenkontaktfläche (11) von mindestens drei
Lötstoppflecken (13) umgeben ist.
18. Systemträger nach einem der Ansprüche die 13 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Bondenden (10) und/oder die Außenkontaktflächen (11)
mit einem kupferdiffusionshemmenden Metall (22) und mit
einem Edelmetall (23) beschichtet sind.
19. Systemträger nach einem der Ansprüche 13 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, dass
das kupferdiffusionshemmende Metall (22) Nickel oder
eine Legierung desselben aufweist.
20. Systemträger nach einem der Ansprüche 13 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Bondenden (10) und/oder die Außenkontaktflächen (11)
als Edelmetallbeschichtung (23) Gold oder Silber oder
Legierungen derselben aufweisen.
21. Verfahren zur Herstellung eines Systemträgers, das
folgende Verfahrensschritte aufweist:
- Bereitstellen einer Kernplatte (21) aus
glasfaserverstärktem Kunststoff mit einer strukturierten
Metallschicht (9), die Umverdrahtungsleitungen (8)
mit Bondenden (10) und mit Außenkontaktflächen (11)
in mehreren Bauteilpositionen (26) auf der
Unterseite der Kernplatte (21) aufweist,
- Aufbringen einer in Lötstoppflächen (12)
strukturierten Lötstopp-Polymerschicht (28) auf der
Unterseite der Kernplatte (21) unter Freilassen der
Bondenden (10) und der Außenkontaktflächen (11) für
Bondverbindungen (29) bzw. für Außenkontakte (30)
auf Enden der Umverdrahtungsleitungen (8), wobei
die Lötstopplackflächen (12) mindestens die
Übergänge von den Umverdrahtungsleitungen (8) zu den
Außenkontaktflächen (11) bedecken,
- Einbringen mindestens einer Durchgangsöffnung in
jeder Bauteilposition (26) als Bondkanal (15).
22. Verfahren nach Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet, dass
nach dem Freilegen der Bondenden (10) und/oder der
Außenkontaktflächen (11) auf diese eine
kupferdiffusionshemmende Metallschicht (22) und eine Edelmetallschicht
(23) aufgebracht wird.
23. Verfahren nach Anspruch 21 oder Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Beschichtung (31) aus Flussmittel auf die
Außenkontaktflächen (11) nach dem Freilegen der
Außenkontaktflächen (11) aufgebracht wird.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Einbringen einer Bondkanalöffnung (18) in jeder
Bauteilposition (26) des Systemträgers (24) mittels
Stanztechnik erfolgt.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Einbringen einer Bondkanalöffnung (18) in jeder
Bauteilposition (26) des Systemträgers (24) mittels
Laserabtrag erfolgt.
26. Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils,
das folgende Verfahrensschritte aufweist,
- Herstellen eines Systemträgers (24) nach einem der
Ansprüche 21 bis 25,
- Aufbringen einer strukturierten doppelseitig
klebenden Folie (6) mit Bondkanalöffnungen (18) in
jeder Bauteilposition (26) auf die Oberseite des
Systemträgers (24),
- Aufbringen eines Halbleiterchips (2) mit seiner
aktiven Oberseite (5) auf die doppelseitig klebende
Folie (6) in jeder Bauteilposition (26),
- Herstellen von Bondverbindungen (29) zwischen den
Umverdrahtungsleitungen (8) auf der Unterseite (27)
des Systemträgers (24) und Kontaktflächen (19) auf
der aktiven Oberseite (5) des Halbleiterchips (2)
im Bereich des Bondkanals (15) in jeder
Bauteilposition (26) des Systemträgers (24),
- Auffüllen des Bondkanals (15) mit einer
Kunststoffabdeckmasse (17) in jeder Bauteilposition (26)
des Systemträgers (24),
- Auftrennen des Systemträgers (24) mit mehreren
Halbleiterchips (2) in einzelne elektronische
Bauteile (1).
27. Verfahren nach Anspruch 26,
dadurch gekennzeichnet, dass
zum Herstellen von Bondverbindungen (29) zwischen den
Bondenden (10) auf der Unterseite (27) des Systemträgers
(24) und Kontaktflächen (19) auf der aktiven Oberseite
(5) des Halbleiterchips (2) Leitungsbrücken, die den
Bondkanal (15) in jeder Bauteilposition (26)
überbrücken, auf die Kontaktflächen (19) gebondet werden.
28. Verfahren nach Anspruch 26,
dadurch gekennzeichnet, dass
zum Herstellen von Bondverbindungen (29) zwischen den
Bondenden (10) auf der Unterseite (27) des Systemträgers
(24) und Kontaktflächen (19) auf der aktiven Oberseite
(5) des Halbleiterchips (2) aus Bonddrähten (20) ein
Thermosonicbonden, ein Ultraschallbonden oder ein
Thermokompressionsbonden eingesetzt wird.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 28,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Auffüllen des Bondkanals (15) mit einer
Kunststoffabdeckmasse (17) in jeder Bauteilposition (26) des
Systemträgers (24) mittels einer Schablonendrucktechnik
erfolgt.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 29,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Systemträger (24) vor dem Auftrennen in einzelne
Bauteile (1) auf der Seite der Halbleiterchips (2) mit
einer Kunststoffgehäusemasse (32) versehen wird.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 30,
dadurch gekennzeichnet, dass
zum Aufbringen von Außenkontakten (30) auf die
freiliegenden Außenkontaktflächen (11) Lotbälle (33) auf die
Unterseite (27) des Systemträgers (24) aufgebracht und
gelötet werden.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10153211A DE10153211A1 (de) | 2001-10-31 | 2001-10-31 | Elektronisches Bauteil und Systemträger sowie Verfahren zur Herstellung derselben |
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Publications (1)
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|---|---|
| DE10153211A1 true DE10153211A1 (de) | 2003-01-30 |
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