DE10024376A1 - Halbleiterbauelement und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung schlägt ein Halbleiterbauelement mit einem auf seiner ersten Hauptfläche Kontaktpads aufweisenden Halbleiterchip vor, wobei auf der ersten Hauptfläche eine die Kontaktpads aussparende Umverdrahtungsfolie aufgebracht ist, die auf der von der ersten Hauptseite des Halbleiterchips abgewandten Seite eine Leiterzüge bedeckende Lötstoppmaske aufweist, wobei die in der zumindest einen Aussparung liegenden Kontaktpads über Drahtverbindungen mit benachbarten Leiterzugenden der Leiterzüge zur Verbindung der Kontaktpads mit in Aussparungen der Lötstoppmaske gelegenen Lötkontakten verbunden sind und wobei jede Drahtverbindung zusammen mit dem zugehörigen Leiterzugende mit einer Vergussmasse umgeben ist. Hierbei weist die Lötstoppmaske zumindest eine Vertiefung und/oder zumindest eine Erhöhung auf, durch die die Ausbreitung der Vergussmasse beim Aufbringen auf das Halbleiterbauelement gezielt gelenkt werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement mit einem auf seiner ersten Hauptfläche Kontaktpads aufweisenden Halblei­ terchip, wobei auf der ersten Hauptfläche eine die Kontakt­ pads aussparende Umverdrahtungsfolie aufgebracht ist, die auf der von der ersten Hauptseite des Halbleiterchips abgewandten Seite eine Leiterzüge bedeckende Lötstoppmaske aufweist, wo­ bei die in der zumindest einen Aussparung liegenden Kontakt­ pads über Drahtverbindungen mit benachbarten Leiterzugenden der Leiterzüge zur Verbindung der Kontaktpads mit in Ausspa­ rungen der Lötstoppmaske gelegenen Lötkontakten verbunden sind und wobei jede Drahtverbindung zusammen mit dem zugehö­ rigen Leiterzugende mit einer Vergußmasse umgeben ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Halbleiterbauelementes.

Halbleiterbauelemente mit einem sogenannten Board on Chip (BOC)-Gehäuse werden mittels eines Ball Grid Arrays (BGA) auf ein Trägersubstrat aufgebracht und mit diesem elektrisch ver­ bunden. Kennzeichnendes Merkmal dieser BOC-Gehäuse ist eine Umverdrahtungsfolie, die auf der von der ersten Hauptseite des Halbleiterchips abgewandten Seite Leiterzüge aufweist, die in der Nähe der Aussparungen der Umverdrahtungsfolie en­ den. Die zumindest eine Aussparung in der Folie ermöglicht eine elektrische Verbindung des Leiterbahnendes über einen Bonddraht mit dem oder den in der Aussparung befindlichen Kontaktpad(s). Üblicherweise ist auf den Leiterbahnen eine Lötstoppmaske aufgebracht, die die anderen Enden der Leiter­ züge ausspart. Diese freigelegten Enden der Leiterzüge bilden einen Lötkontakt, der mit einer Lötkugel (Ball) elektrisch leitend verbunden werden kann. Um eine Beschädigung der Drahtverbindungen, zum Beispiel beim Aufbringen des Halblei­ terbauelementes auf das Trägersubstrat (Board) zu vermeiden, werden die Aussparung der Kontaktpads sowie die Verbindungsstelle der Bonddrähte mit den Leiterzugenden vollständig mit einer Vergußmasse umhüllt. Bei dieser Vergußmasse kann es sich beispielsweise um eine Epoxyd- oder eine Silikonmasse handeln. Diese wird in einem flüssigen Zustand gezielt an die Stellen der Aussparungen der Umverdrahtungsfolie sowie die Verbindungsbereiche der Leiterzugenden mit der Drahtverbin­ dung aufgebracht und anschließend ausgehärtet. Die Verguß­ masse dient dem Feuchtigkeitsschutz der aktiven Chipstruktu­ ren sowie einem mechanischen Schutz der Drahtverbindungen. Das Vergießen muß dabei derart erfolgen, daß alle Vertiefun­ gen ohne Lufteinschlüsse aufgefüllt werden. Gleichzeitig müs­ sen die Bonddrähte, insbesondere an der Verbindungsstelle mit den Leiterzugenden bedeckt sein. Die Höhe der Vergußmasse darf dabei den Durchmesser der Lötkugeln nicht überschreiten, da ansonsten keine elektrische Verbindung des Halbleiterbau­ elementes mit dem Trägersubstrat mehr möglich wäre. Das Auf­ bringen der Vergußmasse stellt in der Praxis ein großes Pro­ blem dar, da sich das viskose Material der Vergußmasse vor allem auf dem Lötstopplack, welcher auf den Leiterzügen auf­ gebracht ist, rasch ausbreitet. Die Vergußmasse könnte somit in die für die Lötkontakte vorgesehene(n) Aussparung(en) fließen. Gelangt jedoch die Vergußmasse in diese Aussparun­ gen, so kann keine sichere Lötverbindung zwischen dem Lötkon­ takt und der Lötkugel hergestellt werden.

Zur Vermeidung dieses Problemes kann der Abstand zwischen den Aussparungen für die Lötkontakte und der zumindest einen Aus­ sparung, in denen sich die Kontaktpads befinden, so groß ge­ staltet werden, daß die Vergußmasse genügend "Auslaufweg" bis zum Erhärten hat. Hierdurch sind jedoch der Miniaturisierung des Halbleiterbauelementes enge Grenzen gesetzt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein Halbleiterbauelement anzugeben, bei dem mit einfachen Mitteln diese Nachteile überwunden werden können. Ferner soll ein Herstellungsverfahren für ein derartiges Halbleiterbau­ element angegeben werden.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Das Herstellungsverfahren ist im Patentanspruch 10 angegeben.

Zur Vermeidung dieses Problemes schlägt die Erfindung deshalb vor, die Lötstoppmaske mit zumindest einer Vertiefung und/oder mit zumindest einer Erhöhung zu versehen, durch die die Ausbreitung der Vergußmasse beim Aufbringen auf das Halb­ leiterbauelement gezielt gelenkt werden kann.

Ein Verlaufen der Vergußmasse wird somit begrenzt durch eine beziehungsweise mehrere Vertiefungen in der Lötstoppmaske, die die Funktion eines Kanales für die Vergußmasse überneh­ men. Hierdurch kann die Vergußmasse umgeleitet werden, das heißt an den Aussparungen für die Lötkontakte vorbei geleitet werden. Stattdessen oder zusätzlich können auch Erhöhungen, also Barrieren, zum Lenken der Vergußmasse vorgesehen sein. Die Erfindung ermöglicht es somit, die Abstände zwischen der zumindest einen Aussparung, in denen die Kontaktpads gelegen sind, und den Aussparungen, in die die späteren Lötkugeln eingesetzt werden, gering zu halten. Somit ist eine Miniatu­ risierung des Halbleiterbauelementes möglich.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den untergeord­ neten Ansprüchen.

Vorteilhafterweise ist die zumindest eine Vertiefung und/oder die zumindest eine Erhöhung in einem Bereich der Lötstoppmas­ ke gelegen, der sich zwischen der zumindest einen Aussparung der Umverdrahtungsfolie und den zugeordneten Aussparungen für die Lötkontakte befindet. In diesem Fall bilden die Vertie­ fung und/oder die Erhöhung eine Barriere, die ein Verlaufen der Vergußmasse in Richtung der Aussparungen für die Lötkon­ takte verhindert.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umgibt die zu­ mindest eine Vertiefung und/oder die zumindest eine Erhöhung die zumindest eine Aussparung der Umverdrahtungsfolie rings­ herum. Sind die Kontaktpads des Halbleiterchips beispielswei­ se in einer Reihe angeordnet, so ist es möglich, diese in ei­ ner einzigen Aussparung der Umverdrahtungsfolie zu plazieren. In diesem Fall ist es vorteilhaft, die Vertiefung und/oder die Erhöhung entlang des Umfanges dieser Aussparung verlaufen zu lassen.

Alternativ oder zusätzlich ist es vorstellbar, daß die zumin­ dest eine Vertiefungen und/oder die zumindest eine Erhöhung jeweils wenigstens um eine Aussparung für die Lötkontakte herum verläuft. In diesem Fall kann die Lötstoppmaske ein verzweigtes System von Vertiefungen und/oder Erhöhungen auf­ weisen, die die Funktion von Kanälen für die Vergußmasse übernehmen. Diese Ausgestaltung ermöglicht auch die Aufnahme einer großen Menge an überschüssiger Vergußmasse.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Lötstoppmaske photo­ chemisch strukturierbar ist. In diesem Fall können die Ver­ tiefungen zusammen mit den Aussparungen für die Lötkontakte hergestellt werden. Es ist deshalb kein zusätzlicher Herstel­ lungsschritt notwendig. Weiterhin kann das gleiche Bearbei­ tungswerkzeug, wie bisher üblich, verwendet werden. Die Ver­ tiefung kann dabei die Lötstoppmaske zumindest teilweise durchdringen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Vertie­ fung die Lötstoppmaske vollständig durchdringt, da in diesem Fall der Ätzschritt zur Herstellung der Aussparung für die Lötkontakte und zur Herstellung der Vertiefungen in nur einem Schritt möglich ist. Durchdringt die Vertiefung die Lötstopp­ maske jedoch nur teilweise, so muß der Ätzprozeß ein erstes Mal unterbrochen werden, um dann in einem zweiten Schritt die Aussparungen für die Lötkontakte vollständig auszuätzen.

Eine weitere vorteilhafte Variante besteht darin, daß die Lötstoppmaske dauerhaft verformbar ist. In diesem Fall können die Vertiefungen mittels einer Prägung hergestellt werden. Die Ausgestaltung der Vertiefung ist in diesem Fall beliebig wählbar, sie hängt lediglich von dem verwendeten Prägewerk­ zeug ab.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, die Lötstoppmaske aus einem druckbaren Material herzustellen. In diesem Fall können die zumindest eine Erhöhung auf einfache Weise auf die Lötstoppmaske aufgedruckt werden. Alternativ wäre es auch denkbar, die Erhöhung aus einem mit dem Löt­ stopplack kompatiblen Material zu erzeugen. Die Erhöhung könnte jedoch auch dadurch erzeugt werden, daß an den er­ wünschten Stellen der Lötstopplack bereichsweise dicker auf­ gebracht wird, zum Beispiel durch Laminierung einer Folie, durch Printen oder Sprühen, und beim späteren Strukturieren des Lötstopplackes (der auch die Erzeugung der Aussparung für die Lötkontakte beinhaltet) durch Belichten, Stanzen, Bohren oder Fräsen die Endkontur der Erhöhungen zu erzeugen.

Vorteilhafterweise weist die Erhöhung eine geringere Höhe als die später mit den Lötkontakten verbundenen Lötkugeln auf, um eine sichere elektrische Verbindung mit einer Leiterplatte (Board) zu ermöglichen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines gattungs­ gemäßen Halbleiterbauelementes gemäß dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruches 1 umfaßt die folgenden Schritte:

• a) Aufbringen einer Umverdrahtungsfolie auf einen Halblei­ terchip, so daß die Kontaktpads in der zumindest einen Aussparung der Umverdrahtungsfolie zum Liegen kommen,
• b) Aufbringen einer Schablone oder einer Gießform auf die Umverdrahtungsfolie,
• c) Einfüllen der Vergußmasse in die Schablone oder die Gießform,
• d) Aushärten der Vergußmasse und
• e) Entfernen der Schablone oder Gießform.

Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren ermöglicht ein Halbleiterbauelement, bei dem die Abstände zwischen der zu­ mindest einen Aussparung, in der die Kontaktpads liegen und den Aussparungen für die Lötkontakte mit geringem Abstand zu­ einander angeordnet sein können. Ein Fließen der Vergußmasse wird dadurch behindert, daß beim Aufbringen der Vergußmasse die Seitenwände der Schablone oder die Gießform ein Fließen in Richtung der Aussparungen für die Lötkontakte verhindert. Erst nachdem die Vergußmasse ausreichend verfestigt ist, wer­ den die Schablone beziehungsweise die Gießform entfernt. Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren ermöglicht eine über­ aus einfache Prozeßführung, da der Abdichtdruck und die Tem­ peraturbelastung auf einfache Weise den Anforderungen ange­ paßt werden können. Mit einfachsten Mitteln ist ein Ein­ schränken des Fließwegs der Vergußmasse möglich. Eine Tempe­ raturkontrolle ist entweder durch Aufheizen des Halbleiter­ bauelementes, zu diesem Zeitpunkt bestehend aus dem Halblei­ terchip und der Umverdrahtungsfolie, oder aber der Gießform realisierbar. Hierdurch können die genauen Materialeigen­ schaften eingestellt werden, das heißt die Viskosität der Vergußmasse ist einstellbar, so daß eine blasenfreie Auffül­ lung der Aussparung möglich ist. Weiterhin ermöglicht die Temperaturkontrolle, das ein weiteres Ausbreiten beziehungs­ weise Fließen der Vergußmasse nach dem Entfernen der Schablo­ ne oder der Gießform nicht mehr möglich ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Herstellungsverfahrens erge­ ben sich aus den untergeordneten Ansprüchen.

Vorteilhafterweise spart die Schablone oder die Gießform die zumindest eine Aussparung und die zugeordneten Leiterzugenden aus, wobei jedoch die Aussparungen für die Lötkugeln durch die Schablone bedeckt werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird die Schablone auf die Umverdrah­ tungsfolie aufgeklebt. Eine Entfernung ist beispielsweise durch Waschen, Ätzen oder Abziehen der Schablone von der Um­ verdrahtungsfolie möglich.

Die Erfindung der Vorteile werden anhand der nachfolgenden Figuren weiter erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Ausschnitt eines aus dem Stand der Tech­ nik bekannten BOC-Halbleiterbauelementes im Querschnitt, bei dem die Aussparungen noch nicht mit einer Vergußmasse bedeckt sind,

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfin­ dungsgemäßen Halbleiterbauelementes im Quer­ schnitt,

Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Halbleiterbauelement in der Draufsicht,

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfin­ dungsgemäßen Halbleiterbauelementes in der Draufsicht,

Fig. 5 ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfin­ dungsgemäßen Halbleiterbauelementes im Quer­ schnitt,

Fig. 6 ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfin­ dungsgemäßen Halbleiterbauelementes im Quer­ schnitt,

Fig. 7 bis 9 eine erste Variante eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens und

Fig. 10 bis 12 Eine zweite Variante eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens für ein BOC-Halbleiterbauelement.

Die Fig. 1 zeigt im Querschnitt einen Ausschnitt eines aus dem Stand der Technik bekannten BOC-Halbleiterbauelementes. Ein Halbleiterchip 1 weist auf einer ersten Hauptseite 11 Kontaktpads 2 auf. In der Fig. 1 ist lediglich ein Kontakt­ pad 2 dargestellt, es versteht sich jedoch von selbst, daß der Halbleiterchip 1 auf seiner ersten Hauptseite 11 eine Vielzahl an Kontaktpads aufweisen kann. Diese könnten bei­ spielsweise in einer Reihe angeordnet sein. Alternativ wäre es jedoch auch denkbar, daß diese über die erste Hauptfläche verteilt sind. Auf die erste Hauptseite 11 des Halbleiter­ chips 1 ist eine Umverdrahtungsfolie 3 aufgebracht. Die Um­ verdrahtungsfolie 3 besteht aus einem Substrat 5, auf dem Leiterzüge 6 aufgebracht sind. Auf den Leiterzügen 6 ist eine Lötstoppmaske 7 gelegen. Die Umverdrahtungsfolie 3 ist mit­ tels einer Kleberschicht 4 auf der ersten Hauptseite 11 des Halbleiterchips 1 aufgebracht. Dabei weist die Umverdrah­ tungsfolie 3 an den Stellen der Kontaktpads 2 zumindest eine Aussparung 9 auf. Die Kontaktpads 2 können dabei alle in ei­ ner Aussparung 9 liegen. Selbstverständlich könnte die Umver­ drahtungsfolie 3 auch mehrere Aussparungen 9 aufweisen, wobei dann jeweils mindestens ein Kontaktpad 2 in jeder der Ausspa­ rungen 9 zum Liegen käme. Die Lötstoppmaske 7 ist derart aus­ geführt, daß diese benachbart der Aussparung 9 die Leiterzüge 6 nicht bedeckt und Leiterzugenden 12, 12' zugänglich macht. Ferner weist die Lötstoppmaske 7 weitere Aussparungen 10 auf, so daß der Bereich eines Leiterzuges freigelegt wird zur Bil­ dung eines Lötkontaktes 17. Der Lötkontakt 17 ist zur Verbin­ dung mit einer Lotkugel vorgesehen, wobei die Verbindung üb­ licherweise durch Löten hergestellt wird. In der Regel wird ein Leiterzug 6 an den Stellen einer Aussparung 10 enden. Selbstverständlich kann ein Leiterzug auch mehrere Lötkontakte (zugänglich jeweils durch eine Aussparung 10) aufweisen. Das Leiterzugende 12 ist über eine Drahtverbindung 8, im vor­ liegenden Ausführungsbeispiel ein Bonddraht, mit dem Kontakt­ pad 2 des Halbleiterchips 1 verbunden.

Um einen Feuchtigkeitsschutz und einen mechanischen Schutz der Drahtverbindung 8 zu gewährleisten, werden die Ausnehmung 9 sowie die Leiterzugenden 12, 12' mit einer Vergußmasse um­ geben. Um den Einschluß von Luft zu verhindern, weist die Vergußmasse beim Aufbringen in der Regel eine sehr niedrige Viskosität auf. Hierdurch kann ein Teil der Vergußmasse auf die Oberfläche der Lötstoppmaske 7, 7' gelangen und in Rich­ tung der Aussparungen 10 verlaufen. Kommt die Vergußmasse mit dem Leiterzuge 13 in Kontakt, so kann keine sichere elektri­ sche Verbindung zwischen dem Lötkontakt 17 und einer Lötkugel hergestellt werden.

In der Fig. 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines er­ findungsgemäßen Halbleiterbauelementes dargestellt, das die beschriebene Problematik löst. Die Lötstoppmaske 7 weist in dem Bereich, der zwischen der Aussparung 9 und der Aussparung 10 gelegen ist, zumindest eine Vertiefung 15 auf. In dem vor­ liegenden Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 sind drei Vertie­ fungen 15 dargestellt. Es wäre auch ausreichend, lediglich eine Vertiefung 15 vorzusehen. Die Breite der Vertiefung 15 im Verhältnis zu dem Lötstopplack 7 ist prinzipiell beliebig wählbar. Je mehr Volumen die Vertiefung beziehungsweise die Vertiefungen haben, desto mehr überschüssige Vergußmasse kann hierdurch aufgenommen werden. Die Vertiefungen 15 durchdrin­ gen, wie in der Fig. 2 ersichtlich, die Lötstoppmaske 7 vollständig. Dies bedeutet, an den Stellen der Vertiefungen 15 wären die Leiterzüge 6 zugänglich. Es ist deshalb vorteil­ haft, die Vergußmasse 14 aus einem nicht leitenden Material zu verwenden. Es wäre auch denkbar, daß die Vertiefungen 15 lediglich teilweise die Lötstoppmaske 7 durchdringen würden. In diesem Fall müßten die elektrischen Eigenschaften der Ver­ gußmasse 14 nicht beachtet werden.

In der Fig. 3 ist das erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel gemäß der ersten Variante in einer Draufsicht dargestellt. Die Kontaktpads 2 sind hierbei in einer Reihe angeordnet und liegen in einer einzigen Aussparung 9. Die Kontaktpads 2 sind über Drahtverbindungen 8 mit benachbarten Leiterzugenden 12, 12' verbunden, die beidseitig der Aussparung 9 gelegen sind. Die Leiterzugenden 12, 12' können dabei spiegelsymmetrisch bezüglich der Aussparung angeordnet sein, müssen es jedoch nicht. Um beim Auffüllen der Aussparung 9 mit einer Verguß­ masse 14 ein Verlaufen in Richtung der Aussparungen 10, die Lötkontakte 17 freilegen, zu vermeiden, ist eine um die Aus­ sparung 9 umlaufende Vertiefung 15 vorgesehen. Das Ausfüh­ rungsbeispiel gemäß der Fig. 3 weist nur eine einzige Ver­ tiefung 15 auf. Wie in Fig. 2 dargestellt, könnten jedoch auch mehrere, konzentrische Vertiefungen an die Aussparung 9 angeordnet sein. Im Ausführungsbeispiel durchdringt die Ver­ tiefung 15 die Lötstoppmaske 7 nicht, dies bedeutet, die Lei­ terzüge 6 werden durch die Vertiefung 15 nicht freigelegt.

Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt aus einem zweiten Ausführungs­ beispiel eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementes. Die Vertiefungen 15 können beispielsweise in Form "Kanalsystems" auf der Lötstoppmaske 7 aufgebracht sein. Die Vertiefungen 15a, 15b, 15c verlaufen dabei, miteinander verbunden, um eine Aussparung 10 jeweils herum, so daß eine überschüssige Ver­ gußmasse hierdurch gezielt von den Aussparungen 10 weg gelei­ tet werden kann. Das in der Fig. 4 dargestellte Kanalsystem stellt lediglich ein Ausführungsbeispiel dar. Prinzipiell ist auch jede beliebige Anordnung von Vertiefungen denkbar, die dazu dient, die Vergußmasse von den Aussparungen 10 (Lötkon­ takten 17) weg zu leiten.

Die Vertiefungen 15 lassen sich auf einfache Weise dadurch einbringen, daß die Lötstoppmaske photochemisch strukturiert wird. Die photochemische Strukturierung kann zusammen mit der Strukturierung der Ausnehmungen 10 erfolgen. Eine besonders einfache Herstellung ist dann gegeben, wenn die Vertiefungen 15, wie die Aussparungen 10 die Lötstoppmaske 7 vollständig durchdringen.

Ein Ausschnitt aus einem dritten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementes ist in der Fig. 5 dargestellt. In diesem Fall ist die Vertiefung 15 durch einen Prägevorgang in die Lötstoppmaske 7 eingebracht worden. Die Ausgestaltung der Vertiefung 15 ist lediglich durch die Form des Prägewerkzeuges bestimmt. Im vorliegenden Ausführungsbei­ spiel weist die Vertiefung die Form eines Halbkreises auf. Sie könnte jedoch auch die Form eines Rechteckes oder eines Dreieckes oder eines Trapezes aufweisen. Um die Herstellung der Vertiefung 15 mittels Prägung zu ermöglichen, muß die Lötstoppmaske 7 aus einem Material bestehen, welches dauer­ haft verformbar ist. Das Prägen der Vertiefung 15 könnte zu­ sammen mit dem Ausstanzen der Aussparung 9 erfolgen, noch be­ vor die Umverdrahtungsfolie 3 auf die erste Hauptseite 11 des Halbleiterchips 1 aufgebracht worden ist.

In der Fig. 6 ist im Querschnitt ein drittes Ausführungsbei­ spiel eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementes darge­ stellt. Anstatt einer Vertiefung in der Lötstoppmaske 7 kann als Barriere auch eine Erhöhung 16 vorgesehen sein. Die Erhö­ hung 16 dient ebenfalls als Barriere für die beim Aufbringen noch flüssige Vergußmasse. Die Erhöhung kann beispielsweise aus Lötstopplack oder einem mit dem Lötstopplack kompatiblen Material bestehen. Die Erzeugung der Erhöhung ist beispiels­ weise durch Druck möglich. Alternativ könnte der Lötstopplack bereichsweise dicker aufgebracht werden (sogenannter double print process), indem eine Folie auflaminiert, aufgeprintet oder gesprüht wird. Die Endkontur wird durch eine spätere Strukturierung, zum Beispiel durch Belichten, Stanzen, Bohren oder Fräsen erzeugt.

Es ist auch denkbar, eine Kombination aus Erhöhungen 16 und Vertiefungen 15 in dem Bereich zwischen der zumindest einen Aussparung 9 und den Aussparungen 10 vorzusehen. Die Erhöhung 16 muß nicht, wie in Fig. 6 gezeigt, an dem in Richtung der Aussparung 9 gelegenen Rand der Lötstoppmaske liegen. Die Er­ höhung 16 könnte auch mittig oder in Richtung der Ausnehmung 10 gelegen sein. Je weiter die Erhöhung 16 in Richtung der Aussparung 10 gelegen ist, desto mehr Auslauffläche für die Vergußmasse 14 besteht.

Um eine Kontaminierung der Lötkontakte 17 mit der Vergußmasse zu verhindern, kann anstatt einer erfindungsgemäßen Ausge­ staltung der Lötstoppmaske 7 auch das folgende Herstellungs­ verfahren gemäß der Fig. 7 bis 9 angewandt werden. Hierbei wird eine Schablone 18 auf die Umverdrahtungsfolie 3 aufge­ bracht. Die Schablone 18 kann hierbei entweder mit Druck auf die Umverdrahtungsfolie 3 aufgepreßt werden oder aber mit dieser klebend verbunden sein. Die Schablone 18 weist selbst­ verständlich an den Stellen, an denen die Vergußmasse aufge­ bracht werden soll, also an Stellen der Aussparung 9 sowie der Verbindungsstelle zwischen der Drahtverbindung 8 und dem Leiterzugende 12, eine Aussparung auf, in die mittels einer Dispensnadel 20 eine Vergußmasse 14 eingebracht werden kann. Erst nachdem die Vergußmasse 14 ausgehärtet ist, wird die Schablone 18 von der Umverdrahtungsfolie 3 entfernt. Dadurch, daß die Schablone 18 die Stellen der Lötkontakte 17 bedeckt, wird ein Fließen der Vergußmasse in die Aussparungen 10, das heißt die Lötkontakte 17, verhindert. Es versteht sich von selbst, daß die Umverdrahtungsfolie 3 mit dem Halbleiterchip 1 vor dem Aufbringen der Vergußmasse 14 bereits fest verbun­ den wurde und vorher strukturiert wurde.

Ein alternatives Herstellungsverfahren ist in den Fig. 10 bis 12 dargestellt. Anstatt einer Schablone ist auch die Ver­ wendung einer Gießform 19 denkbar. Gegenüber der Schablone 18 weist die Gießform 19 den Vorteil auf, daß hierdurch die Form der Vergußmasse vorgebbar ist. Die Vergußmasse weist dann beispielsweise, wie in Fig. 12 ersichtlich, die Form einer Kuppe auf. Die Gießform 19 wird mit Druck auf die bereits mit dem Halbleiterchip 1 fest verbundene Umverdrahtungsfolie 3 aufgepreßt. Die Seitenränder der Gießform 19 stehen dabei vorteilhafterweise auf die Lötstoppmaske 7 auf. Die Verguß­ masse 14 wird dann in bekannter Weise in den zwischen die Gießform 19 und das Halbleiterelement gebildeten Hohlraum eingepreßt. Nach dem Aushärten der Vergußmasse 14 wird die Gießform 19 entfernt.

Die beiden beschriebenen Herstellungsverfahren ermöglichen eine einfache Prozeßführung. In beiden Fällen wird der Fließ­ weg der Vergußmasse sicher von den Lötkontakten 17 fern ge­ halten. Es ist in beiden Fällen eine einfache Temperaturkon­ trolle möglich, um eine Anpassung an die Materialeigenschaf­ ten der Vergußmasse vorzunehmen. Die Temperaturkontrolle kann entweder durch Aufheizen des Substrates oder durch Aufheizen der Gußform realisiert werden. Die beiden beschriebenen Her­ stellungsverfahren ermöglichen ebenfalls eine Miniaturisie­ rung eines BOC-Halbleiterbauelementes.

Bezugszeichenliste

1

Halbleiterchip

2

Kontaktpad

3

Umverdrahtungsfolie

4

Klebeschicht

5

Substrat

6

Leiterzug

7

Lötstoppmaske

8

Drahtverbindung

9

Aussparung

10

Aussparung

11

Erste Hauptseite

12

,

12

' Leiterzugende

13

Leiterzugende

14

Vergußmasse

15

Vertiefung

16

Erhöhung

17

Lötkontakt

18

Schablone

19

Gießform

20

Dispensnadel

21

Entlüftungskanal

Claims (13)

1. Halbleiterbauelement mit einem auf seiner ersten Hauptflä­ che (11) Kontaktpads (2) aufweisenden Halbleiterchip (1), wo­ bei auf der ersten Hauptfläche (11) eine die Kontaktpads (2) aussparende Umverdrahtungsfolie (3) aufgebracht ist, die auf der von der ersten Hauptseite des Halbleiterchips (1) abge­ wandten Seite eine Leiterzüge (6) bedeckende Lötstoppmaske (7) aufweist, wobei die in der zumindest einen Aussparung liegenden Kontaktpads (2) über Drahtverbindungen (8) mit be­ nachbarten Leiterzugenden (12) der Leiterzüge (6) zur Verbin­ dung der Kontaktpads (2) mit in Aussparungen (10) der Löt­ stoppmaske gelegenen Lötkontakten (17) verbunden sind und wo­ bei jede Drahtverbindung (8) zusammen mit dem zugehörigen Leiterzugende (12) mit einer Vergußmasse (14) umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötstoppmaske (7) zumindest eine Vertiefung (15) und/oder zumindest eine Erhöhung (16) aufweist, durch die die Ausbrei­ tung der Vergußmasse beim Aufbringen auf das Halbleiterbau­ element gezielt gelenkt werden kann.

2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Vertiefung (15) und/oder die zumindest ei­ ne Erhöhung (16) in einem Bereich der Lötstoppmaske (7) gele­ gen ist, der sich zwischen der zumindest einen Aussparung (9) der Umverdrahtungsfolie (3) und den zugeordneten Aussparungen (10) für die Lötkontakte (17) befindet.

3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Vertiefung (15) und/oder die zumindest ei­ ne Erhöhung (16) die zumindest eine Aussparung (9) der Umver­ drahtungsfolie (3) ringsherum umgibt.

4. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Vertiefung (15) und/oder zumindest eine Erhöhung (16) jeweils wenigstens um eine Aussparung (10) für die Lötkontakte (17) herum verläuft.

5. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötstoppmaske (7) photochemisch strukturierbar ist.

6. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötstoppmaske (7) dauerhaft verformbar ist.

7. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötstoppmaske (7) aus einem druckbaren Material besteht.

8. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (15) die Lötstoppmaske (7) zumindest teilweise durchdringt.

9. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung (16) eine geringere Höhe als sie später mit den Lötkontakten verbundenen Lötkugeln aufweist.

10. Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelementes ge­ mäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 mit den folgenden Schritten:

• a) Aufbringen einer Umverdrahtungsfolie (3) auf einen Halb­ leiterchip (1), so daß die Kontaktpads (2) in der zumin­ dest einen Aussparung (9) zum Liegen kommen,
• b) Aufbringen einer Schablone (18) oder einer Gießform (19) auf die Umverdrahtungsfolie (3),
• c) Einfüllen der Vergußmasse (14) in die Schablone (18) oder die Gießform (19),
• d) Aushärten der Vergußmasse (14) und
• e) Entfernen der Schablone (18) oder der Gießform (19).

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schablone (18) oder die Gießform (19) die zumindest eine Aussparung (9) und die zugeordneten Leiterzugenden (12) aus­ spart und die Aussparungen (10) für die Lötkugeln durch die Schablone (18) bedeckt werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schablone (18) auf die Umverdrahtungsfolie (3) aufgeklebt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schablone (18) durch Waschen, Ätzen oder Abziehen von der Umverdrahtungsfolie (3) wieder entfernt wird.