DE10056281B4 - Electronic component having a semiconductor chip - Google Patents

Electronic component having a semiconductor chip

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DE10056281B4
DE10056281B4 DE2000156281 DE10056281A DE10056281B4 DE 10056281 B4 DE10056281 B4 DE 10056281B4 DE 2000156281 DE2000156281 DE 2000156281 DE 10056281 A DE10056281 A DE 10056281A DE 10056281 B4 DE10056281 B4 DE 10056281B4
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Abstract

Elektronisches Bauteil mit mindestens einem Halbleiterchip (2), der eine aktive Oberseite (3) mit integrierten Schaltungen (4) und eine passive Rückseite (5) ohne integrierte Schaltungen aufweist, wobei der Halbleiterchip (2) mindestens eine makroskopische Durchgangsöffnung (6) aufweist, in der eine Mehrzahl voneinander beabstandeter Durchgangsverbindungsleitungen (7) angeordnet sind, die sich von der Oberseite (3) zu der Rückseite (5) erstrecken, wobei die Durchgangsverbindungsleitungen (7) in einem elektrisch isolierenden Leitungsblock (9) angeordnet sind, der eine Oberseite (10) und eine Rückseite (11) aufweist, wobei sich die Durchgangsverbindungsleitungen (7) von der Oberseite (10) des Leitungsblockes (9) zu der Rückseite (11) des Leitungsblockes (9) erstrecken. Electronic component with at least one semiconductor chip (2) having an active upper surface (3) with integrated circuitry (4) and a passive back surface (5) without integrated circuits, wherein the semiconductor chip (2) has at least one macroscopic passage opening (6), are arranged in a plurality of spaced apart from each other through connection lines (7) extending from the top (3) extend to the rear side (5), wherein the through connection lines (7) are arranged in an electrically insulating conduit block (9), the (an upper surface comprising 10) and a back (11), wherein the through connection lines (7) of the top (10) of the pipe block (9) to the rear side (11) of the pipe block (9) extend.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein elektronisches Bauteil mit mindestens einem Halbleiterchip und ein Verfahren zu seiner Herstellung entsprechend den unabhängigen Ansprüchen. The invention relates to an electronic component having at least one semiconductor chip and a method for its manufacture according to the independent claims.
  • Die Packungsdichte elektronischer Bauteile mit Halbleiterchips wird ständig erhöht. The packing density of electronic components with semiconductor chips is constantly increasing. Dabei nimmt der Platzbedarf für Verbindungsleitungen und Kontaktflächen ständig zu, zumal die Verbindungsleitungen peripher um die Halbleiterchips herum angeordnet werden und somit der Flächenbedarf der Trägersysteme ständig zunimmt. In this case, the space required for connection lines and contact surfaces is constantly increasing, especially as the connecting lines are arranged peripherally around the semiconductor chip around and hence the space requirements of the vehicle systems is constantly increasing.
  • Aus der WO 99-08318 A1 ist ein elektronisches Bauteil mit einem Halbleiterchip bekannt, bei dem Verbindungsleitungen durch eine Durchgangsöffnung von der Ober- auf die Unterseite des Bauteils geführt werden. From WO 99-08318 A1, an electronic component comprising a semiconductor chip is known to be performed in the connecting lines by a through hole from the top to the bottom of the component. Dazu wird in einem ersten Schritt durch Ätzen eine makroskopische Durchgangsöffnung in dem Bauteil erzeugt, die Wände dieser Öffnung in einem zweiten Schritt mit einem organischen Isolator ausgekleidet und in einem dritten Schritt mit einem elektrisch leitenden Material überzogen. For this purpose, a macroscopic passage opening is produced in the component in a first step by etching, lined the walls of this opening in a second step with an organic insulator, and plated in a third step with an electrically conductive material. Dabei können der zweite und der dritte Schritt bei Bedarf mehrfach wiederholt werden, um mehrere voneinander getrennte Verbindungsleitungen durch die Durchgangsöffnung zu führen. Here, the second and the third step, if necessary can be repeated several times in order to perform a plurality of separate connecting pipes through the through-opening.
  • Aus Proceedings IEEE Micro Electro Mechan. Proceedings of IEEE Micro Electro Mechanical working. Syst. Syst. in Investigation of Micro Structures, IEEE 1994, 0-7803-1833-1/94, pp. in Investigation of Microstructures, IEEE 1994, 0-7803-1833-1 / 94, pp. 349-54 ist ebenfalls ein elektronisches Bauteil mit einer Durchgangsöffnung und einer oder mehrerer durch die Durchgangsöffnung geführter Verbindungsleitungen bekannt. 349-54 is also an electronic component having a through aperture and one or more guided through the through-hole connecting lines known.
  • Dabei wird die Durchgangsöffnung ebenfalls durch Ätzen erzeugt und ihre Wände anschließend mit einem Isolator versehen. Here, the through hole is also generated by etching, and then provide their walls with an insulator. Anschließend kann entweder die gesamte Wandfläche mit einem leitenden Material ausgekleidet werden oder nur Teile der Wandfläche, beispielsweise um mehrere voneinander getrennte Verbindungsleitungen zu erzeugen. Subsequently, the entire wall surface can be either lined with a conductive material, or only parts of the wall surface, for example to produce separate connecting lines to a plurality of mutually.
  • Auf diese Weise ist es zwar möglich, lange Verbindungsleitungen um die Ränder eines Halbleiterchips herum zu vermeiden und sogar mehrere Verbindungsleitungen durch eine Durchgangsöffnung hindurch zu führen. In this way it is possible, around the edges of a semiconductor chip to avoid long connecting lines around and even to perform several connection lines through a through-opening. Jedoch nehmen die einzelnen Verbindungsleitungen im Verhältnis zum in der Durchgangsöffnung zur Verfügung stehenden Raum ein großes Volumen in Anspruch. However, the individual connecting lines to take in relation to the means available in the through-hole space, a large volume to complete.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, den Flächenbedarf von elektronischen Bauteilen mit ihren Zu- und Ausgangsleitungen zu vermindern und insbesondere eine optimale Ausnutzung des in Durchgangslöchern zur Verfügung stehenden Raumes zu erreichen. The object of the invention is therefore to reduce the space requirement of electronic components with their intake and output lines, and in particular to achieve an optimal utilization of the available space in through holes.
  • Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. This object is achieved by the subject matter of the independent claims. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Further developments of the invention result from the subclaims.
  • Erfindungsgemäß weist ein elektronisches Bauteil mit mindestens einem Halbleiterchip eine aktive Oberseite mit integrierten Schaltungen und eine passive Rückseite ohne integrierte Schaltungen auf. According to the invention an electronic component having at least one semiconductor chip on top of an active integrated circuit and a passive back without integrated circuits. Der Halbleiterchip des erfindungsgemäßen elektronischen Bauteils weist mindestens eine makroskopische Durchgangsöffnung auf, das heißt, die Durchgangsöffnung hat makroskopische, mit bloßem Auge erkennbare und meß bare Abmessungen im Gegensatz zu mikroskopischen Durchgangsöffnungen, die nur noch unter einem Lichtmikroskop meßbar werden. The semiconductor chip of the electronic component according to the invention comprises at least a macroscopic passage opening, that is, the through hole has macroscopic, visible to the naked eye and meß face dimensions as opposed to microscopic vias that are measurable only under a light microscope. In dieser makroskopischen Durchgangsöffnung eines Halbleiterchips sind eine Mehrzahl voneinander beabstandeter Durchgangsverbindungsleitungen angeordnet, die sich von der Oberseite zu der Unterseite des Halbleiterchips erstrecken. In this macroscopic through-hole of a semiconductor chip are a plurality of spaced through-connection lines from one another, which extend from the top to the bottom of the semiconductor chip.
  • Ein derartiges elektronisches Bauteil hat den Vorteil, daß sich auf engstem Raum Durchgangsverbindungsleitungen von der Oberseite eines Halbleiterchips zu der Rückseite eines Halbleiterchips konzentrieren. Such an electronic component that has focus in a confined space through connection lines from the top of a semiconductor chip to the back side of a semiconductor chip the advantage. Die Rückseite des Halbleiterchips steht für Anordnungen weiterer Halbleiterchips oder für das Anordnen passiver Bauelemente auf der Rückseite des Halbleiterchips zur Verfügung. The back side of the semiconductor chip is further arrangements semiconductor chips or passive components for placement on the back of the semiconductor chips. Darüber hinaus wird die Querschnittsfläche von Einkoppelschleifen durch Verbindungsleitungen von der Oberseite eines Halbleiterchips zu der Rückseite eines Halbleiterchips vermindert, da eine Mehrzahl von Durchgangsverbindungsleitungen eng nebeneinander in der makroskopischen Durchgangsöffnung angeordnet werden können. In addition, the cross-sectional area of ​​coupling loops is reduced by connecting lines from the top of a semiconductor chip to the back side of a semiconductor chip, since a plurality of through-connecting lines can be closely arranged side by side in the macroscopic passage opening.
  • In einer nicht die Erfindung zeigenden Ausführung weisen die Durchgangsverbindungsleitungen Bonddrähte auf. In a not the invention facing execution through connection lines have bonding wires. Dabei können die Bonddrähte unmittelbar auf der Oberseite des Halbleiterchips mit entsprechenden Kontaktflächen des Halbleiterchips verbunden sein und sich durch die makroskopische Durchgangsöffnung zu der Rückseite des Halbleiterchips erstrecken. In this case, the bonding wires can be connected directly on top of the semiconductor chip to corresponding contact pads of the semiconductor chip and extending through the macroscopic passage opening to the rear side of the semiconductor chip. Es können auch die Kontaktflächen des Halbleiterchips über eine Umverdrahtungsfolie zu der makroskopischen Durchgangsöffnung geführt werden. It can be performed over a Umverdrahtungsfolie to the macroscopic through hole and the contact areas of the semiconductor chip. Von dort aus sind Bonddrähte mit der Rückseite des elektronischen Bauteils verbunden. From there, bonding wires are connected to the back of the electronic component. Diese Bonddrähte können aus den Materialien Gold, Kupfer, Aluminium und Legierung derselben zusammengesetzt sein. These bonding wires can be composed of the materials gold, copper, aluminum and alloy thereof.
  • Die Bonddrähte aus Gold haben den Vorteil, daß sie mit Aluminiumoberflächen, beispielsweise einer Umverdrahtungsfolie, eine eutektische Schmelze bilden, so daß die Bonddrähte mit einfachem Ultraschallbonden oder mit Thermokompressionsbonden oder mit Thermosonicbonden im Bereich der makroskopischen Durchgangsöffnung mit den Leiterbahnen bzw. Kontaktanschlußflächen einer Umverdrahtungsfolie, die auf der Oberseite des Halbleiterchips angeordnet ist, verbunden werden können. The bonding wires made of gold have the advantage that they form with aluminum surfaces, for example a Umverdrahtungsfolie, a eutectic melt so that the bonding wires with a simple ultrasonic bonding or thermocompression bonding or thermosonic bonding in the area of ​​macroscopic passage opening to the conductor tracks or contact pads of a Umverdrahtungsfolie that is placed on top of the semiconductor chip can be connected. Von dort aus kann auf kürzestem Wege, nämlich durch die makroskopische Durchgangsöffnung, über Bonddrähte eine Verbindung zu der Rückseite des Halbleiterchips hergestellt werden. From there, a connection can be made to the back of the semiconductor chip by the shortest route, namely the macroscopic through-bonding wires. Die passive Rückseite des Halbleiterchips kann nun vorteilhaft genutzt werden, indem auf ihr zunächst ein Leiterbahnmuster aufgebracht ist. The passive backside of the semiconductor chips can now be used to advantage by a wiring pattern is applied to her at first. Mit dem Leiterbahnmuster werden weitere Bauelemente und Halbleiterchips in Kontakt gebracht. With the conductor pattern further components and semiconductor chips are contacted. Somit läßt sich mit Hilfe der in der makroskopischen Durchgangsöffnung konzentrierten Durchgangsverbindungsleitungen eine kurze platzsparende und effektive Verbindungsleitungsführung realisieren. Thus a short space-saving and effective interconnection routing can be realized with the help of concentrated in the macroscopic through hole through connection lines. Die Rückseite kann neben einem zu Leiterbahnen strukturierten metallischen Muster auch eine Umverdrahtungsfolie aufweisen, die ihrerseits in Verbindung mit weiteren Bauteilen oder Chips stehen kann. The back may also have a Umverdrahtungsfolie which in turn may be in communication with other components or chips in addition to a structured conductor tracks metallic pattern.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Durchgangsverbindungsleitung in einem die Durchgangsverbindungsleitung elektrisch isolierenden Leitungsblock angeordnet sind. An embodiment of the invention provides that the passage connecting line through connection line electrically insulative lead block are arranged in a. Dieser Leitungsblock weist eine Oberseite und eine Rückseite auf, wobei sich die Durchgangsverbindungsleitungen von der Oberseite des Leitungsblockes zu der Rückseite des Leitungsblockes erstrecken. This conduction block has a top side and a back side, wherein the through connection lines from the top of the conduction block extending to the rear of the line block. Mit einem derartigen Leitungsblock kann ein hohes Maß an Durchgangsverbindungsleitungen in einer makroskopischen Durchgangsleitung untergebracht werden. With such a high degree of conduction block passage connecting lines can be housed in a macroscopic passage line.
  • Dazu werden in einer weiteren Ausführungform der Erfindung Querschnittsdichten von Durchgangsverbindungsleitungen in dem Leitungsblock von 15 Durchgangsverbindungsleitungen pro mm 2 bis zu 150 Durchgangsverbindungsleitungen pro mm 2 realisiert. For this purpose, in a further embodiment of the invention, cross-sectional densities of through connection lines in the conductive block 15 through connection lines per mm 2 can be realized up to 150 through connection lines per mm 2. Dabei weisen die Durchgangsverbindungsleitungen in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung Durchmesser zwischen 20 und 50 μm auf. The through connection lines comprise in a further embodiment of the invention, a diameter between 20 and 50 microns.
  • Um die Enden der Durchgangsverbindungsleitungen mit einer Leiterplatine oder mit einer Umverdrahtungsfolie zu verbinden, weisen diese Enden auf mindestens einer Seite Lötbälle oder Löthöcker auf. To connect the ends of the through connection lines with a circuit board or with a Umverdrahtungsfolie, these ends have at least one side solder balls or solder bumps. Auf der gegenüberliegenden anderen Seite können in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung Bonddrahtverbindungen zu jeweils den Enden der Durchgangsverbindungsleitungen angeordnet sein. On the opposite other side bonding wire connections may each be disposed at the ends of the through connection lines in a further embodiment of the invention. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß eine breite Variation der Verbindungsmöglichkeiten und der Kombination von Durchgangsverbindungsleitungen in einem Leitungsblock und zwischen der Ober- und Rückseite eines Halbleiterchips durchgeführt werden können. This embodiment has the advantage that a wide variation of connection possibilities and the combination of through connection lines in a line block, and between the top and back of a semiconductor chip can be performed.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weisen beide Enden jeder Durchgangsverbindungsleitung Kontakthöcker oder Lötbälle auf. In a further embodiment of the invention, both ends have each passage connecting line contact bumps or solder balls. Diese Kontakthöcker oder Lötbälle sind entsprechend den Durchgangsverbindungsleitungen des Leitungsblockes in einer dichten Matrix angeordnet. These bumps or solder balls are arranged corresponding to the through connection lines of conduction block in a dense matrix. Mit Hilfe von Umverdrahtungsfolien können diese dichtgepackten Anschlüsse an den Enden der Durchgangsverbindungsleitungen auf die Gesamtfläche eines Halbleiterchips verteilt werden, so daß auf den Halbleiterchips entsprechend dimensionierte Kontakthöcker als Außenkontakte angeordnet werden können. With the help of this Umverdrahtungsfolien densely packed connections can be distributed to the ends of the through connection lines to the total area of ​​a semiconductor chip, so that correspondingly dimensioned bumps may be located as external contacts on the semiconductor chip.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine Umverdrahtungsfolie auf der Oberseite des Halbleiterchips angeordnet. In a further embodiment of the invention, a Umverdrahtungsfolie on the upper side of the semiconductor chip is arranged. Diese Umverdrahtungsfolie weist elektrische Leiterbahnen zwischen Kontaktflächen auf der Oberseite des Halblei terchips und Kontaktanschlußflächen auf der Umverdrahtungsfolie auf, welche mit den Kontakthöckern verbunden sind. This Umverdrahtungsfolie has electrical conductor paths between contact pads on the upper surface of the semiconductor chips and contact pads on the Umverdrahtungsfolie, which are connected to the bumps. Derartige Umverdrahtungsfolien haben den Vorteil, daß sie äußerst dünn mit Hilfe einer kupferkaschierten oder aluminiumbeschichteten Polyimidfolie hergestellt werden können und das elektronische Bauteil nicht wesentlich in seiner Dicke vergrößern. Such Umverdrahtungsfolien have the advantage that they can be made extremely thin by means of a copper-clad or aluminum-clad polyimide film and does not substantially enlarge the electronic component in its thickness.
  • Bei einem äußerst dicht bepackten Leitungsblock mit Durchgangsverbindungsleitungen kann es Probleme bei Anwendung von nur einlagigen Umverdrahtungsfolien geben, da flächig innerhalb der Umverdrahtungsfolie jede Durchgangsverbindungsleitung mit einer Leiterbahn in der Umverdrahtungsfolie verbunden werden muß. In an extremely densely packed line block through connection lines there can be problems with the use of only single-layer Umverdrahtungsfolien because each area through connection cable must be connected to a conductor in the Umverdrahtungsfolie within the Umverdrahtungsfolie. In einem derartigen Fall äußerst dicht gepackter Durchgangsverbindungsleitungen können Umverdrahtungsfolien mit mehreren Umverdrahtungsebenen eingesetzt werden. In such a case very closely packed through connection lines Umverdrahtungsfolien can be used with multiple wiring planes. Somit kann in genügendem Isolationsabstand jede der Durchgangsverbindungsleitungen mit einer Leitung in der Umverdrahtungsfolie verbunden werden. Thus, a sufficient insulation distance, each of the through connection lines can be connected to a line in the Umverdrahtungsfolie. Derartige Umverdrahtungsfolien mit übereinander angeordneten Umverdrahtungsebenen weisen Durchkontakte auf, die in ihren Positionen und Anordnungen der Durchkontaktverbindungsleitung des Leitungsblockes entsprechen. Such Umverdrahtungsfolien with superimposed wiring planes have through contacts corresponding in their positions and arrangements of the via connection line of the line block. Somit ist im Bereich der Lötbälle oder Löthöcker des Leitungsblockes genau gegenüberliegend ein entsprechender Durchkontakt einer Umverdrahtungsleitung angeordnet, so daß die Lötbälle oder Löthöcker des Leitungsblockes lediglich in einem Reflow-Prozeß mit den Durchkontakten der mehrlagigen Umverdrahtungsfolie verbunden werden können. Thus, a corresponding through-a redistribution is arranged in the region of the solder balls or solder bumps of the conductive block exactly opposite each other, so that the solder balls or solder bumps of the conduction block may be in one reflow process connected to the vias of the multilayer Umverdrahtungsfolie only.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist auf der Rückseite des Halbleiterchips mit makroskopischer Durchgangsöffnung, Leitungsblock und Umverdrahtungsfolie ein wei terer Halbleiterchip gestapelt. In a further embodiment of the invention, a more excellent wei semiconductor chip is stacked on the back of the semiconductor chip with a macroscopic passage opening, conduction block and Umverdrahtungsfolie. Bei diesem weiteren Halbleiterchips kann auf eine makroskopische Durchgangsöffnung verzichtet werden. This further semiconductor chips can be dispensed with a macroscopic passage opening. Ferner hat dieser weitere Halbleiterchip nur auf seiner aktiven Oberseite eine Umverdrahtungsfolie angeordnet, die die Kontaktflächen des Halbleiterchips über Leiterbahnen der Umverdrahtungsfolie mit Löthöckern als Außenkontakte verbindet. Further, this additional semiconductor chip has its active upper side arranged only on a Umverdrahtungsfolie that connects the contact surfaces of the semiconductor chip via conductor tracks of the Umverdrahtungsfolie with solder bumps as external contacts. Mit diesen Außenkontakten ist der weitere Halbleiterchip auf einer Umverdrahtungsfolie angeordnet, die auf der Rückseite des Halbleiterchips mit Leitungsblock und makroskopischer Öffnung angeordnet ist. These external contacts of the other semiconductor chip is arranged on a Umverdrahtungsfolie disposed on the back of the semiconductor chip with conduction block and macroscopic opening. Ein derartiger gestapelter Chipaufbau ist äußerst kompakt und zeigt kürzeste Verbindungen zwischen den Außenkontakten eines oberen Chips und den Kontaktflächen der aktiven Oberseite eines darunter angeordneten Chips. Such a stacked chip assembly is extremely compact and shows shortest connections between the external contacts of an upper chip and the contact areas of the active top side of a chip disposed thereunder.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß das elektronische Bauteil mehrere aufeinandergestapelte Halbleiterchips aufweist. Another embodiment of the invention provides that the electronic component comprises a plurality of stacked semiconductor chips. Diese mehreren gestapelten Halbleiterchips sind elektrisch über Leitungsblöcke verbunden, die eine entsprechende Anzahl von Durchgangsverbindungsleitungen in einer makroskopischen Durchgangsöffnung der Halbleiterchips aufweisen. This plurality of stacked semiconductor chips are electrically connected via line blocks which have a corresponding number of through connection lines in a macroscopic passage opening of the semiconductor chip. Dazu können die Leitungsblöcke in der makroskopischen Durchgangsöffnung angeordnet sein. For this, the line blocks can be arranged in the macroscopic through opening. Die Enden der Durchgangsverbindungsleitungen auf der Ober- und Rückseite der Leitungsblöcke können entweder über Bonddrähte oder über Löthöcker mit entsprechenden Umverdrahtungsfolien verbunden sein. The ends of the cut-through connection lines on the top and back of the lead blocks can be connected either via bonding wires or solder bumps with corresponding Umverdrahtungsfolien.
  • Die Umverdrahtungsfolie auf einer aktiven Oberseite hat die Aufgabe, die Signale der integrierten Schaltungen über Kontaktflächen des Halbleiterchips und Leiterbahnen der Umverdrahtungsfolie zu den Anschlußpunkten oder Löthöckern des Leitungsblocks zu führen. The Umverdrahtungsfolie on an active top side has to perform the task, the signals from the integrated circuits via contact surfaces of the semiconductor chip and conductor tracks of the Umverdrahtungsfolie to the connection points, or solder bumps of the line block. Von dort wandern die Signale innerhalb des Leitungsblockes über die Durchgangsverbindungsleitungen zu der Rückseite des Halbleiterchips und werden auf der Rückseite des Halbleiterchips auf die Außenkontakthöcker des darüberliegenden Chips verteilt. From there, the signals travel within the line block via the through connection lines to the back of the semiconductor chip and are distributed to the back of the semiconductor chip to the outer contact bumps of the overlying chip. Die Außenkontakthöcker des darüberliegenden Chips sind wiederum über entsprechende Leiterbahnen mit den Kontakthöckern des Leitungsblocks des darüberliegenden Chips verbunden. The outer bump of the overlying chip are in turn connected via respective conductive traces with the bumps of the line block of the overlying chip. Die Signale können über die Durchkontaktverbindungsleitungen und mit Hilfe einer weiteren Umverdrahtungsfolie auf der Rückseite des nächsten Halbleiterchips in den nächst höhergelegenen Halbleiterchip gelangen. The signals can reach the next higher semiconductor chip through the via interconnections and with the help of another Umverdrahtungsfolie on the back of the next semiconductor chips. Somit wird mit der erfindungsgemäßen Anordnung erreicht, daß Signale vom untersten bis zum obersten Chip durchgegeben werden können und in jeder der Stufe Signale von diesem durchgängigen Leitungsbaum aus Leitungsblöcken abgezweigt werden können. Thus is achieved with the inventive arrangement is that signals from the bottom to the top chip may be added and can be branched off in each of the level signals from this continuous line tree of line blocks.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß ein oberster Halbleiterchip des elektronischen Bauteils aus mehreren gestapelten Halbleiterchips mit makroskopischen Durchgangsöffnungen keine Durchgangsöffnung aufweist. Another embodiment of the invention provides that an uppermost semiconductor chip of the electronic component from a plurality of stacked semiconductor chips having macroscopic apertures no through hole. Eine Durchgangsöffnung für den obersten Halbleiterchip ist schon deshalb nicht erforderlich, weil keine Signale auf die Rückseite dieses obersten Halbleiterchips zu transportieren sind. A through hole for the top semiconductor chip is already therefore not required because no signals on the back to be transported this uppermost semiconductor chips. Dieses oberste Halbleiterchip kann mit seiner Rückseite bereits eine äußere Fläche des Gehäuses des elektronischen Bauteils darstellen. This uppermost semiconductor chip can already constitute with its rear side an outer surface of the housing of the electronic component. Dieses oberste Chip wirkt deshalb wie ein schützendes und versiegelndes Dach auf den mit makroskopischen Durchgangsöffnungen versehenen übrigen gestapelten Halbleiterchips. This topmost chip therefore acts as a protective and sealing the roof on the macroscopic provided with through holes other stacked semiconductor chips.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Halbleiterchip ein Siliciumchip mit einer Kristallorientierung <100>. In another embodiment of the invention, the semiconductor chip is a silicon chip with a crystal orientation <100>. Diese Kristallorientierung hat den Vorteil, daß bei einem naßchemischen Ätzen makroskopische Durchgangsöffnungen erzeugt werden können, die sich von der Seite des Ätzangriffs aus zu der gegenüberliegenden Seite verjüngen und dabei einen Neigungswinkel von 54,7 Grad aufweisen. This crystal orientation has the advantage that in a wet chemical etching macroscopic passage openings can be created, which taper from the side of the etching attack from the opposite side, while having a tilt angle of 54.7 degrees. Der Vorteil dieser mit Hilfe der Kristallorientierung <100> erreichbaren makroskopischen Öffnungen ist, daß aufgrund des Neigungswinkels die Öffnung auf der Rückseite wesentlich größer ist als die Öffnung auf der integrierte Schaltungen aufweisenden Oberseite des Halbleiterchips. The advantage of this can be achieved with the aid of the crystal orientation <100> macroscopic openings that, due to the inclination angle of the opening on the back is substantially greater than the opening on the integrated circuits having top of the semiconductor chip. Somit wird, wenn von der Rückseite des Halbleiterchips aus geätzt wird, eine verminderte Oberfläche der aktiven Oberseite des Halbleiterchips für die makroskopische Durchgangsöffnung verbraucht. Thus, when etched from the back side of the semiconductor chip of a reduced surface area of ​​the active top side of the semiconductor chip is consumed for the macroscopic passage opening. Da jedoch eine hohe Dichte an Durchgangsverbindungsleitungen in einem Leitungsblock erreichbar ist, gleicht sich der minimale Flächenverlust auf der aktiven Oberseite des Halbleiterchips vollständig aus. However, because a high density of crossing interconnection lines can be reached in a line block, the minimum area loss on the active top side of the semiconductor chip compensates completely. Müssen hingegen die oberen Chips über Signal- und Versorgungsleitungen entlang oder im Abstand von den Außenkanten der unterschiedlichen Halbleiterchips versorgt werden, so ergibt sich dabei ein wesentlich höherer Flächenbedarf als bei der erfindungsgemäßen Lösung mit einer makroskopischen Öffnung für die einzelnen Halbleiterchips. other hand, have the upper chips are supplied via signal and supply lines along or at a distance from the outer edges of the different semiconductor chips so, this results in a much higher area requirement as in the inventive solution with a macroscopic opening for the individual semiconductor chips.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Leitungsblock als elektrisch isolierendes Material zwischen den Durchgangsverbindungsleitungen einen Kunststoff auf. In a further embodiment of the invention, the conduction block as an electrically insulating material between the through-connection lines to a plastic. Dieser Kunststoff kann vorzugsweise Polyimid sein. This plastic can be preferably polyimide. Jedoch sind auch andere Polymere und Copolymere sowie Ester einsetzbar, soweit sie eine hohe Isolations- und Spannungsfestigkeit für die Durchgangsverbindungsleitungen liefern. However, other polymers and copolymers and esters can be used as far as they provide a high insulation and withstand voltage for the through connection lines. Reichen bei Hochfrequenzanwendungen die Isolationseigenschaften von Kunststoffen nicht aus, so kann für den Leitungsblock auch auf Keramik übergegangen werden, das als elektrisch isolierendes Material in dem Leitungsblock einsetzbar ist. Rich in high frequency applications, the insulation properties are not of plastics, it may be passed to the conduction block also on ceramic, which is used as an electrically insulating material in the conduction block.
  • Ein Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils mit mindestens einem Halbleiterchip, der eine makroskopische Durchgangsöffnung für eine Mehrzahl von Durchgangsverbindungsleitungen aufweist, wird durch folgende Verfahrensschritte hergestellt: zunächst wird ein Halbleiterwafer bereitgestellt, der auf einer aktiven Oberseite integrierte Schaltungen aufweist. A method for manufacturing an electronic component comprising at least one semiconductor chip having a macroscopic opening for passage of a plurality of through connection lines is produced by the following process steps: first, a semiconductor wafer is provided which has on an active upper side of integrated circuits. Jedoch sind auf diesem Halbleiterwafer Oberseitenbereiche von Schaltungselementen freigehalten, in denen eine makroskopische Durchgangsöffnung für jeweils mehrere Durchgangsverbindungsleitungen vorgesehen ist. However, upper side portions are on this semiconductor wafer is kept free of circuit elements, in which a macroscopic passage opening for each of a plurality of through connection lines is provided. Die derart strukturierte Oberseite des Halbleiterwafers wird dann mit einer Schutzschicht gegen ein Ätzmittel abgedeckt. The thus structured upper side of the semiconductor wafer is then covered with a protective layer against an etchant. Dieses Ätzmittel soll von der Rückseite aus Ätzgruben in den Halbleiterwafer einfügen. This etchant should insert from the backside etch pits in the semiconductor wafer. Dazu wird vor dem Ätzen selektiv die Rückseite des Halbleiterwafers unter Freilassung von Bereichen, in denen die Durchgangsöffnungen für jeweils mehrere Durchgangsverbindungsleitungen vorgesehen sind, abgedeckt. To the back of the semiconductor wafer while leaving areas where the through-holes are provided for each plurality of through-connection lines covered is selectively before etching.
  • Nach dem selektiven Abdecken der Rückseite kann dann der Halbleiterwafer in ein chemisches Ätzbad gelegt werden, und naßchemisch von der Rückseite aus werden die Durchgangsöffnungen gleichzeitig für alle Halbleiterchips auf dem Halbleiterwafer eingebracht. After the selective masking of the back of the semiconductor wafer can then be placed into a chemical etching bath, and wet-chemically from the back of the through holes are introduced simultaneously for all the semiconductor chips on the semiconductor wafer. Nach dem Einbringen der Durchgangsöffnungen wird der Wafer von den Schutzschichten befreit und gereinigt, und anschließend wird der Halbleiterwafer in einzelne Halbleiterchips getrennt. After the introduction of the through holes, the wafer is released from the protective layers and purified, and then the semiconductor wafer is separated into individual semiconductor chips.
  • Jeder Halbleiterchip weist mindestens eine makroskopische Durchgangsöffnung auf, welche sich von der Rückseite des Chips zu der Oberseite des Halbleiterchips erstreckt. Each semiconductor die has at least one macroscopic passage opening which extends from the back of the chip to the top surface of the semiconductor chip.
  • Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß in rationeller Weise preiswert die erforderlichen makroskopischen Durchgangsöffnungen gleichzeitig für alle Chips auf einem Wafer hergestellt werden können. This method has the advantage that in a rational manner the necessary macroscopic passage openings can be made simultaneously for all chips on a wafer inexpensive. Ferner lassen sich mit diesem Verfahren quadratische Durchgangsöffnungen herstellen, die auf der passiven Rückseite des Chips größer sind als auf der aktiven Oberseite des Chips. Further, this method can be square through holes prepared greater on the passive back of the chip than on the active top side of the chip. Das selektive Abdecken der Rückseite des Halbleiterwafers unter Freilassen der Bereiche für die Durchgangsöffnungen kann mit Hilfe der Photolithographietechnik vorbereitet werden. Selectively covering the backside of the semiconductor wafer while leaving the areas of the through holes can be prepared with the aid of the photolithography technique. Dazu wird eine entsprechende Photolackmaske als Abdeckschicht auf die Rückseite des Halbleiter-Wafers aufgebracht wird. For this purpose, an appropriate photoresist mask is applied as a covering layer on the back of the semiconductor wafer. Die Ätzlösung für die naßchemische Ätzung umfaßt im wesentlichen eine Mischung aus Salpetersäure und Flußsäure, wobei die Salpetersäure das Silicium oxidiert und die Flußsäure dafür sorgt, daß das Siliciumoxid seinerseits aufgelöst wird. The etching solution for the wet chemical etching comprises a mixture of nitric acid and hydrofluoric acid substantially, wherein the nitric acid oxidizes the silicon and the hydrofluoric acid ensures that the silica is in turn dissolved. Diese Lösung kann durch Zugaben von Ammoniak gepuffert werden. This solution can be buffered by additions of ammonia.
  • Das Trennen des Halbleiterwafers in einzelne Halbleiterchips mit makroskopischer Durchgangsöffnung kann durch eine Sägetechnik erreicht werden, bei der dünne diamantbestückte Sägeblattfolien durch eine hohe Drehgeschwindigkeit, die durch Luftlagerung des Sägemotors erreicht wird, aufgrund der dabei auftretenden Fliehkräfte zu einem formstabilen Sägeblatt mit nur wenigen 10 μm Breite führen. Separating the semiconductor wafer into individual semiconductor chips with a macroscopic passage opening can be achieved by a sawing technique, wherein the thin diamond-tipped saw blade slides through a high rotational speed, which is achieved by the air bearing of the saw motor, because of the occurring centrifugal forces to form a dimensionally stable saw blade with only a few 10 micrometers width to lead. Mit derart stabilisierten Sägefolien können von der Oberseite des Halbleiterwafers aus sehr präzise die Halbleiterwafer in einzelne Halbleiterchips getrennt werden. With such dicing tapes stabilized the semiconductor wafer can be separated into individual semiconductor chips very precisely from the upper surface of the semiconductor wafer from.
  • Nach dem Vorliegen einzelner Halbleiterchips mit makroskopischer Durchgangsöffnung werden zunächst auf der aktiven Oberseite des Halbleiterchips die dort befindlichen Kontaktflächen mit Leiterbahnen einer Umverdrahtungsfolie verbunden. After the presence of individual semiconductor chips with a macroscopic passage opening the contact surfaces of conductor tracks with a Umverdrahtungsfolie located there are first connected on the active top side of the semiconductor chip. Danach wird ein Leitungsblock mit Durchgangsverbindungsleitungen und Löthöckern auf den Enden der Durchgangsverbindungsleitungen in der makroskopischen Durchgangsöffnung des Halbleiterchips angeordnet. Thereafter, a conduction block is arranged with through connection lines and solder bumps on the ends of the through connection lines in the macroscopic through-hole of the semiconductor chip. Anschließend wird ein Verbinden der Löthöcker des Leitungsblockes mit Kontaktanschlußflächen der Umverdrahtungsfolie in Form eines Reflow-Prozesses durchgeführt. Subsequently, a joining of the solder bumps of the lead block with contact pads of the Umverdrahtungsfolie is carried out in the form of a reflow process.
  • Nachdem die Umverdrahtungsfolie fixiert und positioniert und auch der Leitungsblock elektrisch mit der Umverdrahtungsfolie verbunden ist, kann nun auf der Rückseite des Halbleiterchips eine weitere Umverdrahtungsfolie angeordnet werden. After the Umverdrahtungsfolie fixed and positioned, and also the line block is electrically connected to the Umverdrahtungsfolie, can now be placed on the back of the semiconductor chip another Umverdrahtungsfolie. Diese wird mit den auf der Rückseite herausragenden Enden der Durchgangsverbindungsleitungen des Leitungsblockes über entsprechende Löthöcker verbunden. This is connected with the outstanding on the back ends of the through connection lines of the line block via respective solder bumps. Sowohl die Umverdrahtungsfolie für die Oberseite des Halbleiterchips als auch die Umverdrahtungsfolie auf der Rückseite des Halbleiterchips kann mehrere Umverdrahtungslagen aufweisen, um bei hoher Dichte der Durchgangsverbindungsleitungen in dem Leitungsblock diese auf die Fläche der Halbleiterchips zu verteilen. Both the Umverdrahtungsfolie for the top side of the semiconductor chip and the Umverdrahtungsfolie on the back of the semiconductor chip may comprise a plurality Umverdrahtungslagen to in the conduction block to distribute them at a high density of the through connection lines on the surface of the semiconductor chip.
  • Nach dem Verbinden der Löthöcker auf der Rückseite des Leitungsblockes mit Kontaktanschlußflächen der rückseitigen Umverdrahtungsfolie und nach Befestigen der rückseitigen Umverdrahtungsfolie auf der Rückseite des Halbleiterchips ist ein stapelbarer Chip entstanden, auf den gleichartig Chips in fast beliebiger Anzahl gestapelt werden können, die über die jeweiligen Leitungsblöcke miteinander gekoppelt sind. After the joining of the solder bumps on the back side of the lead block with contact pads of the back Umverdrahtungsfolie and after fixing the rear Umverdrahtungsfolie on the back of the semiconductor chip a stackable chip is formed, on the chips can be stacked in almost any number of similar, connected to one another via the respective line blocks are coupled.
  • Aufgrund der Verjüngung der makroskopischen Durchgangsöffnung zur Oberseite hin entstehen in diesem Bereich relativ scharfe Kanten. Due to the tapering of the macroscopic passage opening towards the upper side relatively sharp edges are formed in this area. Diese scharfen Kanten können durch eine Phase ge schützt werden. These sharp edges can be protected by a phase ge. Dazu wird gleichzeitig mit dem Einbringen von Markierungen für die Trennfugen auf der Halbleiteroberseite der Halbleiterwafer senkrecht zu der Oberseite angeätzt. For this purpose is etched simultaneously with the introduction of markings for the parting lines on the semiconductor top side of the semiconductor wafer perpendicularly to the top. Wenn dann von der Rückseite aus der Abtrag des Halbleitermaterials erfolgt, ergibt sich automatisch durch die von der Oberseite eingebrachte Einätzung eine Phase, die dem Kantenschutz der makroskopischen Öffnung auf der Oberseite des Halbleiterchips dient. If then carried out from the back of removal of the semiconductor material, a phase which serves the edge protectors of the macroscopic opening on the top of the semiconductor chip is automatically obtained by the introduced etching on from the top.
  • Bei einer weiteren Durchführung des Verfahrens wird die makroskopische Durchgangsöffnung in einem Rand- oder Eckbereich des Halbleiterchips angeordnet. In a further implementation of the method, the macroscopic passage opening is disposed at an edge or corner region of the semiconductor chip. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß das Einbringen des Leitungsblockes nicht unmittelbar nach Anbringen der ersten Umverdrahtungsfolie erfolgen muß. This arrangement has the advantage that the insertion of the line block does not have to take place immediately after attaching the first Umverdrahtungsfolie. Es kann vielmehr auch noch nach Aufbringen der auf der Rückseite des Halbleiterchips anzuordnenden Umverdrahtungsfolie der Leitungsblock angeordnet, justiert und durch einen Reflow-Prozeß mit den beiden Umverdrahtungsfolien gleichzeitig verbunden werden. Rather, it can be arranged, even after applying the to be arranged on the back of the semiconductor chip Umverdrahtungsfolie of conduction block, adjusted and at the same time connected by a reflow process with the two Umverdrahtungsfolien.
  • Bei einem weiteren Durchführungsbeispiel des Verfahrens wird die makroskopische Durchgangsöffnung in einem zentralen Bereich des Halbleiterchips angeordnet. In a further exemplary implementation of the method, the macroscopic passage opening is arranged in a central region of the semiconductor chip. Mit dieser Anordnung ist der Vorteil verbunden, daß zu den Rändern des Halbleiterchips völlig gleichmäßige Abstände entstehen und somit eine hohe Symmetrie erreichbar wird. With this arrangement has the advantage that the edges of the semiconductor chip completely uniform distances occur and thus a high degree of symmetry is achieved.
  • Für elektronische Bauteile mit gestapelten Halbleiterchips, den sogenannten "stacked chip scale packages" ist Platzeinsparung ein wesentliches Ziel. For electronic components with stacked semiconductor chips, the so-called "stacked chip scale packages" is space saving a key objective. Werden zwei CSP-Bausteine (chip size packages) übereinandergesetzt, so sind dafür Verbindungen von unten nach oben, dh von der Chipoberseite zur Chiprückseite erforderlich. If two CSP devices (chip size packages) one above the other set, compounds are from bottom to top, that is required of the chip surface for chip backside. Diese sollten den geringstmöglichen Platz beanspruchen. This should require the least possible space. Dabei bedingen Verdrahtungen um einen Chip herum lange Leiterbahnen und entsprechend einen großen Platzbedarf. Here, wirings to cause a chip around long traces and accordingly a large amount of space. Wird jedoch in die Chipfläche ein erfindungsgemäßes makroskopisches Durchgangsloch eingebracht, durch welches sämtliche Verbindungen von der Oberseite zur Rückseite des Chips geführt werden können, so wird vorteilhaft der Platzbedarf minimiert und die Leiterbahnlänge beträchtlich vermindert. However, introduced an inventive macroscopic through hole in the chip area through which all connections from the top to back of the chips can be performed, so the required space is advantageously minimized and the interconnect length considerably reduced.
  • Dazu kann der erfindungsgemäße Leitungsblock bzw. "connector insert" mit einem äußerst geringen "pitch"-Abstand, das heißt, einer geringen Schrittweite von Durchgangsverbindungsleitung zu Durchgangsverbindungsleitung und kleinen Außenkontakten ausgestattet sein. For this purpose, the conduction block according to the invention or "connector insert" with a very low "pitch" distance, that is, a small increment of through connecting line to pass the link and the small external contacts to be equipped. So können in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung auf einem Quadratmillimeter bei einem "pitch"-Abstand von 125 μm und Kontaktdurchmessern von 50 μm 64 Durchgangsverbindungsleitungen untergebracht werden. As can be accommodated in a preferred embodiment of the invention on a square millimeter at a "pitch" distance of 125 microns and diameters of 50 microns contact 64 through connection lines.
  • Wenn mit Hilfe der erfindungsgemäßen Lösung die Verdrahtung der unterschiedlichen Ebenen von gestapelten Halbleiterchips über makroskopische Durchgangsöffnungen durch die unteren Chips hindurch erfolgt, so kann dies in komprimierter und damit platzsparender Form erfolgen. When done with the solution of the invention the wiring of the different layers of stacked semiconductor chips over macroscopic passage openings through the lower die through, this can be done in compressed and thus space-saving form. Der Platzbedarf der Durchgangsöffnung ist wesentlich geringer als bei einer Leiterbahnführung um jeden Chip herum. The space requirement of the through hole is substantially less than at a conductor guide for each chip around. Darüber hinaus wird die Verdrahtung bei der erfindungsgemäßen Lösung durch das angrenzende Chipvolumen geschützt. In addition, the wiring in the inventive solution through the adjacent chip volume is protected.
  • Bei Silicium als Halbleitermaterial mit einer <100>-Orientierung läßt sich durch einen naßchemischen Ätzvorgang ein quadratischer Durchbruch mit einem Flankenwinkel von 54,7 Grad darstellen. With silicon as the semiconductor material with a <100> orientation, a square opening with a flank angle of 54.7 degrees can be represented by a wet chemical etching process. Zur Vermeidung einer undefinierten, scharfen Kante an der Oberseite des Halbleiterchips im Bereich der Durchgangsöffnung kann eine mehrere μm hohe Phase auf der Oberseite bzw. Vorderseite des Chips dargestellt werden. To avoid an undefined, sharp edge on the upper side of the semiconductor chip in the region of the passage opening is a plurality of micrometers high phase can be represented on the top side or front side of the chip. Eine derartige Phase läßt sich zum Beispiel während des "trench"-Ätzvorgangs "in situ" von der Oberseite her ausführen. Such a phase can be carried out from the upper side, for example, during the "trench" -Ätzvorgangs "in situ". In eine derart gestaltete makroskopische Durchgangsöffnung werden beim Montageprozeß in der Durchgangsöffnung Durchgangsverbindungsleitungen angeordnet, die als "connector insert" eingebracht sein können und über die Kontaktierungen auf der Oberseite und der Rückseite dieses Leitungsblockes entweder zu der nächsthöhren Ebene oder zu dem darüberliegenden Chip geführt werden können. In such a designed macroscopic passage opening during the assembly process in the through hole through connection lines are arranged, which may be introduced as "connector insert" and can be guided over the contacts on the top and the back of this conduction block either the nächsthöhren layer or to the overlying chip.
  • Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsformen mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert. The invention will now be explained in more detail by way of embodiments with reference to the accompanying drawings.
  • 1 1 ist ein schematischer Querschnitt durch eine nicht die Erfindung zeigende Ausführung is a schematic cross section of an invention not displayed execution
  • 2 2 ist eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung. is a perspective view of a first embodiment of the invention.
  • 3 3 ist ein schematischer Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung. is a schematic cross-section through a second embodiment of the invention.
  • 4 4 ist ein schematischer Querschnitt durch eine dritte Ausführungsform der Erfindung. is a schematic cross-section through a third embodiment of the invention.
  • 5 5 ist ein schematischer Querschnitt durch eine vierte Ausführungsform der Erfindung. is a schematic cross-section through a fourth embodiment of the invention.
  • 6 6 ist ein schematischer Querschnitt eines elektronischen Bauteils mit zwei gestapelten Halbleiterchips unter Anwendung der vierten Ausführungsform der Erfindung. is a schematic cross section of an electronic device having two stacked semiconductor chips using the fourth embodiment of the invention.
  • 7 7 ist ein schematischer Querschnitt eines elektronischen Bauteils mit mehreren gestapelten Halbleiterchips unter Anwendung der vierten Ausführungsform der Erfindung. is a schematic cross section of an electronic component having a plurality of stacked semiconductor chips using the fourth embodiment of the invention.
  • 1 1 ist ein schematischer Querschnitt durch eine nicht die Erfindung zeigende Ausführung. is a schematic cross section of an invention not displayed execution. In In 2 2 bezeichnet die Bezugsnummer , reference number 1 1 ein elektronisches Bauteil, die Bezugsnummer an electronic component, the reference number 2 2 einen Halbleiterchip, die Bezugsnummer a semiconductor chip, the reference numeral 3 3 eine aktive Oberseite des Halbleiterchips, die Bezugsnummer an active upper side of the semiconductor chip, the reference numeral 4 4 den Bereich integrierter Schaltungen im Halbleiterchip, die Bezugsnummer the field of integrated circuits in the semiconductor chip, the reference numeral 5 5 eine passive Rückseite des Halbleiterchips, die Bezugsnummer a passive back side of the semiconductor chip, the reference numeral 6 6 eine makroskopische Durchgangsöffnung durch den Halbleiterchip von der Oberseite zur Rückseite des Halbleiterchips, die Bezugsnummer a macroscopic passage opening through the semiconductor chip from the upper side to the rear side of the semiconductor chip, the reference numeral 7 7 Durchgangsverbindungsleitungen, die Bezugsnummer Through connection lines, the reference number 8 8th Bonddrähte, die Bezugsnummer Bond wires, the reference number 20 20 Kontaktflächen des Halbleiterchips und die Bezugsnummer Contact areas of the semiconductor chip and the reference number 23 23 eine Verjüngung der makroskopischen Durchgangsöffnung a taper of the macroscopic passage opening 6 6 von der Rückseite from the back 5 5 zur Oberseite to the top 3 3 des Halbleiterchips the semiconductor chip 2 2 unter einem Neigungswinkel α. α at an inclination angle.
  • In der Ausführung nach In the embodiment of 1 1 weist das elektronische Bauteil includes the electronic component 1 1 mindestens einen Halbleiterchip at least one semiconductor chip 2 2 auf. on. Die aktive Oberseite The active top 3 3 mit integrierten Schaltungen with integrated circuits 4 4 weist Kontaktflächen has contact surfaces 20 20 auf, die über Verbindungselemente on, which fasteners 25 25 mit einer Leiterbahnstruktur with a conductor track structure 26 26 einer Leiterplatte a printed circuit board 27 27 verbunden sind. are connected. Anstelle einer Leiterplatte Instead of a printed circuit board 27 27 kann das Bauelement auch einen Systemträger the device can also be a system carrier 28 28 oder ein mehrlagiges Keramiksubstrat or a multi-layer ceramic substrate 29 29 aufweisen. respectively. Die Rückseite des Halbleiterchips trägt entweder unmittelbar, wie es auf der rechten Seite der The back side of the semiconductor chip contributes either directly as it is on the right side of 1 1 zu sehen ist, eine mit Leiterbahnen strukturierte Metallschicht is to see a structured metal layer with conductor tracks 29 29 , so daß auf der Rückseite des Halbleiterchips So that on the backside of the semiconductor chip 2 2 weitere aktive und passive Bauelemente angeordnet werden können. other active and passive components can be placed. Diese strukturierte Metallschicht ist in dieser Ausführungsform über einen Bonddraht This patterned metal layer in this embodiment via a bonding wire 8 8th , der von der Rückseite als Durchgangsverbindungsleitung That from the back as a passage connecting line 7 7 durch die makroskopische Durchgangsöffnung by the macroscopic passage opening 6 6 hindurchragt, mit der Leiterbahnstruktur protrudes, with the interconnect structure 26 26 der Leiterplatte verbunden. the circuit board is connected. Somit ist die aktive Oberseite Thus, the active top 3 3 des Halbleiterchips the semiconductor chip 2 2 mit der passiven Rückseite with the passive back 5 5 gekoppelt und kann mit entsprechend angeordneten aktiven und passiven Bauelementen auf der Rückseite des Halbleiterchips coupled and can be correspondingly disposed active and passive components on the back side of the semiconductor chip 2 2 korrespondieren. correspond.
  • Auf der linken Hälfte der On the left half of the 1 1 wird ein Bonddraht is a bond wire 8 8th von der Leiterbahnstruktur of the conductor track structure 26 26 zur Rückseite des Halbleiterchips to the back of the semiconductor chip 2 2 geführt, wobei die Rückseite nicht unmittelbar eine strukturierte Metallschicht trägt, sondern eine Umverdrahtungsfolie out with the back side bearing a patterned metal layer are not directly, but a Umverdrahtungsfolie 18 18 , die einerseits isolierend wirkt und andererseits auf ihrer Oberseite On the one hand has an insulating effect and on the other hand on its top side 30 30 eine strukturierte Metallschicht trägt, über die entweder Außenkontaktanschlüsse oder weitere passive oder aktive Bauteile angeschlossen sein können. carries a patterned metal layer on either outer contact terminals or other passive or active components may be connected.
  • Diese Ausführung kann beispielsweise gewählt werden, wenn der Halbleiterchip This embodiment can for example be selected when the semiconductor chip 2 2 ein Speicherbaustein ist und auf der Rückseite dieses Speicherbausteins weitere Chips mit logischen integrierten Schaltungen angeordnet werden. a memory device, and more chips are arranged with logic integrated circuits on the back of this memory block. In der In the 1 1 ist das Gehäuse, das im wesentlichen aus einer Kunststoff-Füllmasse bestehen kann, zur Vereinfachung der Darstellung weggelassen worden. the housing, which can consist of a plastic material filler substantially been omitted for simplicity of illustration.
  • 2 2 ist eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung. is a perspective view of a first embodiment of the invention. In In 2 2 sind zur Vereinfachung der Darstellung das Gehäuse, Außenkontaktflächen und Verbindungsleitungen weggelassen worden. the housing, the outer contact surfaces and connecting lines have been omitted for simplicity of illustration. In In 2 2 sind Komponenten, welche die gleiche Funktion wie in are components having the same function as in 1 1 erfüllen, mit gleichen Bezugsnummern gekennzeichnet, und ihre Funktion wird nicht erneut erläutert. meet, marked with the same reference numbers, and their function will not be explained again. Von dem Halbleiterchip Of the semiconductor chip 2 2 ist in is in 2 2 lediglich ein Abschnitt perspektivisch dargestellt, der die makroskopische Durchgangsöffnung only a portion shown in perspective, of the macroscopic passage opening 4 4 zeigt, in der in der Ausführungsform der shows, in the in the embodiment of 2 2 ein Leitungsblock a conduction block 9 9 angeordnet ist. is arranged.
  • Der Leitungsblock The line block 9 9 besteht im wesentlichen aus einem isolierenden Material und Durchgangsverbindungsleitungen essentially consists of an insulating material and through connection lines 7 7 , die von der Oberseite That from the top 10 10 des Leitungsblockes the conduction block 9 9 zur Rückseite to the back 11 11 des Leitungsblockes reichen. the conduction block rich. In dieser Ausführungsform sind in dem Leitungsblock In this embodiment, in the line block 64 64 Durchgangsverbindungsleitungen angeordnet, die einen Durchmesser von 20 bis 50 μm aufweisen. arranged through connection lines having a diameter of 20 to 50 microns. Der Leitungsblock hat eine Querschnittsfläche von 1 mm 2 . The conduction block has a cross-sectional area of 1 mm 2. Auf den Enden On the ends 14 14 und and 15 15 der Durchgangsverbindungsleitungen the passage connecting lines 7 7 des Leitungsblocks the line block 9 9 können Löthöcker oder Lötbälle angeordnet sein. Solder bumps or solder balls may be located. Um die 64 Anschlüsse auf einem mm 2 zu der Oberseite To the 64 ports on a 2 mm to the top 3 3 des Halbleiterchips the semiconductor chip 2 2 und zur Rückseite and back 5 5 des Halbleiterchips the semiconductor chip 2 2 zu übertragen bzw. auf diesen Flächen des Halbleiterchips zu verteilen, werden mehrlagige Umverdrahtungsfolien eingesetzt, die für jedes Ende einer Durchgangsverbindungsleitung einen Durchkontakt aufweisen, der eine der 128 Enden der Durchgangsverbindungsleitungen to transmit or to distribute on those surfaces of the semiconductor chip, multilayer Umverdrahtungsfolien be used which have a via for each end of a passage connecting line, which one of the ends of the passage 128 connecting lines 7 7 kontaktiert und ein Signal auf der Durchgangsverbindungsleitung contacted and a signal on the passage connecting line 7 7 in eine Leiterbahnebene der Umverdrahtungsfolie lenkt. deflected into a conductor track plane of Umverdrahtungsfolie.
  • Somit laufen die Strom-, Leitungs- und/oder Signalpfade von den Halbleiterelektroden der Bauelemente der integrierten Schaltung auf dem Halbleiterchip über Leitungen, die unmittelbar auf dem Halbleiterchip angeordnet sind, zu Kontaktflächen des Halbleiterchips Thus, the current, line and / or signal paths running from the semiconductor electrode of the components of the integrated circuit on the semiconductor chip via lines, which are arranged directly on the semiconductor chip to contact areas of the semiconductor chip 2 2 . , Von dort aus werden sie über Durchkontakte einer Umverdrahtungsfolie in eine Ebene der Umverdrahtungsfolie eingekoppelt und über entsprechende Durchkontakte zu der Vorderseite From there, they are coupled via through contacts a Umverdrahtungsfolie in a level of Umverdrahtungsfolie and corresponding through contacts with the front 10 10 des Leitungsblocks the line block 9 9 geführt, und mit einer der Durchgangsverbindungsleitungen out, and a passage connecting lines 7 7 verbunden. connected. Von der Rückseite From the back 11 11 des Leitungsblockes gehen die Signale über in Durchkontakte einer mehrlagigen Umverdrahtungfolie auf der Rückseite des Halbleiterchips the conduction block walk the signals through vias in a multilayer Umverdrahtungfolie on the back of the semiconductor chip 2 2 und werden in einer der Leiterbahnlagen der mehrlagigen Umverdrahtungsfolie auf der Rückseite des Halbleiters and in one of the conductor layers of the multilayer are Umverdrahtungsfolie on the back side of the semiconductor 2 2 zu entsprechenden Durchkontakten geführt, die entweder mit der nächsten Chipebene korrespondieren oder über die Umverdrahtungsfolie zum nächsthöheren Leitungsblock geführt werden. led to corresponding vias, which correspond to either the chip level or next be guided over the Umverdrahtungsfolie to the next higher line block. Somit kann das Prinzip der in Thus, the principle of in 2 2 gezeigten Ausführungsform mehrfach übereinandergelagert wiederholt werden, und ein elektronisches Bauteil mit gestapelten Halbleiterchips realisiert werden. Embodiment shown be repeated several times superposed, and an electronic component having the stacked semiconductor chip are realized.
  • 3 3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung. shows a schematic cross section through a second embodiment of the invention. In In 3 3 werden Komponenten, die gleiche Funktionen erfüllen wie in den are components that perform the same functions as in the 1 1 und and 2 2 mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. identified by the same reference numerals. Eine Erläuterung dieser Komponenten wird weggelassen. An explanation of these components is omitted. Der in in 3 3 gezeigte Leitungsblock Line block shown 9 9 unterscheidet sich von dem in differs from that in 2 2 gezeigten Leitungsblock durch einen Ansatz Conduction block shown by an approach 33 33 , welcher den Leitungsblock That the conduction block 9 9 in der makroskopischen Durchgangsöffnung in the macroscopic through opening 6 6 hält. holds. Der Halbleiterchip The semiconductor chip 2 2 ist mit seiner aktiven Oberseite with its active upper side 3 3 auf einem Träger on a support 31 31 montiert, wobei teilweise die Kontaktflächen mounted, in part, the contact surfaces 20 20 des Halbleiterchips über Bonddrähte mit den Enden the semiconductor chip via bonding wires with the ends 14 14 der Durchgangsverbindungsleitungen the passage connecting lines 7 7 verbunden sind und teilweise über Verbindungselemente are connected and partly via connecting elements 25 25 unmittelbar mit Leiterbahnen auf dem Träger directly with conductor paths on the carrier 31 31 gekoppelt sind. are coupled. Die Rückseite The backside 11 11 des Leitungsblockes weist miniaturisierte Lötbälle mit einem Durchmesser zwischen 20 und 50 μm auf, die mit Kontaktanschlußflächen elektrischer Leiterbahnen of conduction block has miniature solder balls having a diameter between 20 and 50 microns, with the contact pads of electrically conductive paths 19 19 auf der Umverdrahtungsfolie on the Umverdrahtungsfolie 18 18 korrespondieren. correspond. Die Umverdrahtungsfolie the Umverdrahtungsfolie 18 18 deckt die makroskopische Durchgangsöffnung covers the macroscopic through opening 6 6 auf der Unterseite vollständig ab. on the bottom completely.
  • Die makroskopische Durchgangsöffnung The macroscopic passage opening 6 6 ist in dieser Ausführungsform naßchemisch in ein Siliciumsubstrat von der Rückseite in this embodiment is a wet chemical process in a silicon substrate from the back 5 5 aus hineingeätzt, so daß ein Neigungswinkel α von 54,7 Grad entsteht, da als Halbleitersubstanz eine Siliciumscheibe mit einer Kristallorientierung <100> gewählt wurde. from etched, so that an inclination angle α of 54.7 degrees is formed as a silicon wafer having a crystal orientation was chosen <100> as a semiconductor substance. Die Verbindungselemente The connecting elements 25 25 an der Oberseite at the top 3 3 des Halbleiterchips the semiconductor chip 2 2 sorgen gleichzeitig für einen ausreichenden Abstand von dem Träger the same time provide a sufficient distance from the carrier 31 31 , so daß die Bondverbindungen So that the bond connections 16 16 zu dem Leitungsblock to the line block 9 9 in dem Zwischenraum zwischen Halbleiterchip in the gap between the semiconductor chip 2 2 und Träger and support 31 31 angeordnet werden können. can be placed. Die Verbindungselemente The connecting elements 25 25 können einerseits eine mechanische Verbindungsfunktion und andererseits auch eine elektrische Verbindungsfunktion wahrnehmen. on the one hand can carry out a mechanical connection function and on the other hand an electrical connection function.
  • 4 4 ist ein schematischer Querschnitt durch eine dritte Ausführungsform der Erfindung. is a schematic cross-section through a third embodiment of the invention. In In 4 4 sind Komponenten, welche die gleiche Funktion erfüllen wie in den are components which perform the same function as in the 1 1 bis to 3 3 mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. identified by the same reference numerals. Der Leitungsblock der The line block 4 4 unterscheidet sich von dem Leitungsblock different from the line block 9 9 der of the 3 3 dadurch, daß an seiner Oberseite miniaturisierte Lötbälle characterized in that on its upper side miniaturized solder balls 12 12 oder Löthöcker or bump 13 13 angeordnet sind und an seiner Rückseite are arranged and on its rear side 11 11 Kontaktanschlußflächen Contact pads 34 34 geformt sind, die über Bondverbindungen are formed, the via bonding connections 16 16 mit einer Leiterbahnstruktur with a conductor track structure 26 26 unmittelbar auf dem Halbleiterchip directly on the semiconductor chip 2 2 oder mit Leiterbahnen or with conductor tracks 19 19 einer Umverdrahtungsfolie a Umverdrahtungsfolie 18 18 auf der Rückseite on the back side 5 5 des Halbleiterchips the semiconductor chip 2 2 verbunden sind. are connected. In dieser Ausführungsform haben die Verbindungselemente In this embodiment, the connecting elements have 25 25 auf der Oberseite on the top 3 3 des Halbleiterchips auch eine elektrische Koppelfunktion zwischen den Kontaktflächen of the semiconductor chip, an electric coupling function between the contact surfaces 20 20 des Halbleiterchips the semiconductor chip 2 2 und einer Leiterbahnstruktur and a conductor pattern 26 26 auf einem Träger on a support 31 31 . ,
  • 5 5 ist ein schematischer Querschnitt durch eine vierte Ausführungsform der Erfindung. is a schematic cross-section through a fourth embodiment of the invention. In In 5 5 sind Komponenten mit gleicher Funktion wie in den are components with the same function as in the 1 1 bis to 4 4 mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. identified by the same reference numerals. Eine Erläuterung der Bezugszeichen wird deshalb weggelassen. An explanation of the reference numerals is omitted.
  • Der Leitungsblock The line block 9 9 der of the 5 5 weist zum Unterschied zu den Leitungsblöcken der has in contrast to the line of blocks 3 3 und and 4 4 sowohl auf seiner Oberseite both on its top side 10 10 als auch auf seiner Rückseite and on its back 11 11 miniaturisierte Lötbälle miniaturized solder balls 12 12 oder Löthöcker auf. or solder bumps on. Die Lötbälle the solder balls 12 12 oder Löthöcker or bump 13 13 sind elektrisch mit den Enden der Durchgangsverbindungsleitungen are electrically connected to the ends of the through connection lines 7 7 des Leiterblocks the lead block 9 9 verbunden. connected. Ferner sind die Lötbälle Furthermore, the solder balls are 12 12 oder Löthöcker or bump 13 13 mit einer Leiterbahnstruktur with a conductor track structure 26 26 eines Trägers a carrier 31 31 auf der Oberseite des Halbleiterchips on the top side of the semiconductor chip 2 2 verbunden. connected. Die Lötbälle the solder balls 12 12 oder Löthöcker or bump 13 13 auf der Rückseite on the back side 11 11 des Leiterblocks the lead block 9 9 sind mit den elektrischen Leiterbahnen are connected to the electrical conductor tracks 19 19 einer Umverdrahtungsfolie a Umverdrahtungsfolie 18 18 verbunden, die auf der Rückseite connected, on the back side 5 5 des Halbleiterchips the semiconductor chip 2 2 angeordnet ist. is arranged.
  • Die Kontaktflächen The contact surfaces 20 20 des Halbleiterchips the semiconductor chip 2 2 sind auf der Oberseite are on top 3 3 angeordnet und sind über Verbindungselemente arranged and via connecting elements 25 25 mit der Leiterbahnstruktur with the conductor track structure 26 26 des Trägers verbunden. connected to the carrier. Der Träger the carrier 31 31 kann eine Leiterplatte, ein Systemträger, ein mehrlagiges Keramiksubstrat oder eine mehrlagige Umverdrahtungsfolie sein. can be a circuit board, a leadframe, a multilayer ceramic substrate or a multilayer Umverdrahtungsfolie. In Abhängigkeit von der Dichte der Durchgangsverbindungsleitungen Depending on the density of the through connection lines 7 7 in dem Leitungsblock in the line block 9 9 kann die Umverdrahtungsfolie can Umverdrahtungsfolie 18 18 einlagig oder mehrlagig ausgebildet sein. be formed single-layer or multi-layered. Mit dieser Ausführungsform der With this embodiment, the 5 5 werden Signale des Halbleiterchips Signals of the semiconductor chip 2 2 über die Kontaktflächen des Halbleiterchips via the contact pads of the semiconductor chip 2 2 , die Verbindungselemente , The connecting elements 25 25 und die Leiterbahnstruktur and the conductor path structure 26 26 des Trägers of the carrier 31 31 zu dem Leitungsblock to the line block 9 9 geführt und in dem Leitungsblock out and in the conduction block 9 9 über die Durchgangsverbindungsleitung via the through-connection line 7 7 auf die rückseitige Umverdrahtungsfolie on the back Umverdrahtungsfolie 18 18 übertragen. transfer.
  • Die rückseitige Umverdrahtungsfolie The back Umverdrahtungsfolie 18 18 kann ihrerseits ein weiteres Halbleiterchip oder mehrere Einzelchips aufnehmen und mit der aktiven Seite may in turn take another semiconductor chip or a plurality of individual chips, and with the active side 3 3 des Halbleiterchips the semiconductor chip 2 2 über den Leitungsblock verbunden sein. be connected via the conduction block. Der Leitungsblock The line block 9 9 wird vor dem Aufbringen der Umverdrahtungsfolie is prior to the application of the Umverdrahtungsfolie 18 18 auf der Rückseite on the back side 5 5 des Halbleiterchips the semiconductor chip 2 2 in die makroskopische Durchgangsöffnung in the macroscopic through opening 6 6 eingebracht. brought in. Eine Lötverbindung der miniaturisierten Lötbälle mit der Umverdrahtungsfolie A solder connection of miniaturized solder balls with the Umverdrahtungsfolie 18 18 kann gleichzeitig in einem Reflow-Prozeß mit der Verbindung zu der Leiterbahnstruktur des Trägers can at the same time in a reflow process with the connection to the wiring pattern of the carrier 31 31 erfolgen. respectively.
  • 6 6 ist ein schematischer Querschnitt eines elektronischen Bauteils mit zwei gestapelten Halbleiterchips is a schematic cross section of an electronic device having two stacked semiconductor chips 2 2 und and 22 22 unter Anwendung der vierten Ausführungsform der Erfindung. using the fourth embodiment of the invention.
  • Komponenten in components in 6 6 , die gleiche Funktionen wie in den The same functions as in the 1 1 bis to 5 5 erfüllen, werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht näher erläutert. meet are denoted by the same reference numerals and not described in detail. Der Stapel aus zwei Halbleiterchips The stack of two semiconductor chips 2 2 und and 22 22 wird von einem Träger is from a carrier 31 31 getragen, wobei der untere Halbleiterchip worn, the lower semiconductor chip 2 2 eine Ausführungsform aufweist, wie sie bereits mit der having an embodiment as already having the 5 5 näher erläutert wurde. was explained in detail. Der obere Halbleiterchip The upper semiconductor chip 22 22 weist keine makroskopische Durchgangsöffnung auf, wie der untere Halbleiterchip, da in dieser Stapelfolge von lediglich zwei aufeinander angeordneten Halbleiterchips has no macroscopic through hole, as the lower semiconductor chip, as arranged in the stacking order of only two successive semiconductor chips 2 2 und and 22 22 keine weiteren Halbleiterchips in dem Stapel vorgesehen sind. no further semiconductor chips are provided in the stack.
  • Die miniaturisierten Lötbälle The miniaturized solder balls 12 12 oder Löthöcker or bump 13 13 , wie sie in As in 5 5 gezeigt werden, sind derart klein, daß sie in dieser Darstellungsform nicht einzeln gezeigt werden können. shown are so small that they can not be shown separately in this diagram form. Sie sind jedoch auf der Vorderseite However, they are on the front 10 10 und der Rückseite and back 11 11 des Leitungsblockes the conduction block 9 9 angeordnet. arranged. Die Umverdrahtungsfolien the Umverdrahtungsfolien 18 18 auf der Oberseite der Halbleiterchips on top of the semiconductor chip 2 2 und and 22 22 sind ähnlich strukturiert wie die Leiterbahnstrukturen are similar in structure to the interconnect structures 26 26 auf der Rückseite des Halbleiterchips bzw. auf dem Träger on the back of the semiconductor chip or on the carrier 31 31 . , In dieser Ausführungsform der Erfindung können mehrere Speicherbausteine mit gleicher Struktur übereinander angeordnet werden. In this embodiment of the invention, a plurality of memory blocks with the same structure can be arranged one above the other.
  • 7 7 ist ein schematischer Querschnitt eines elektrischen Bauteils mit mehreren gestapelten Halbleiterchips is a schematic cross sectional view of an electrical component having a plurality of stacked semiconductor chips 2 2 , . 32 32 unter Anwendung der vierten Ausführungsform der Erfindung. using the fourth embodiment of the invention. Jeder der unteren Halbleiterchips weist in dieser Ausführungsform Leitungsblöcke Each of the lower semiconductor chip in this embodiment, conduction blocks 9 9 auf, welche die Unterseite on which the underside 3 3 eines Halbleiterchips mit einer Leiterbahnstruktur a semiconductor chip having a wiring pattern 26 26 auf der Rückseite on the back side 5 5 des Halbleiterchips the semiconductor chip 2 2 verbinden. connect. Nur der oberste Halbleiterchip Only the uppermost semiconductor chip 32 32 weist keinen Leitungsblock mehr auf, was den Vorteil hat, daß die Rückseite no longer has a conduction block, which has the advantage that the back 5 5 des obersten Halbleiterchips the top semiconductor chips 32 32 als Gehäuseaußenseite eingesetzt werden kann. can be used as housing exterior. Die Außenumrisse des Gehäuses sind in The outer contours of the housing are in 7 7 weggelassen, um die Klarheit der Darstellung zu verbessern. omitted to improve the clarity of presentation.
  • 1 1
    elektronisches Bauteil electronic component
    2 2
    Halbleiterchip Semiconductor chip
    3 3
    aktive Oberseite des Halbleiterchips active top side of the semiconductor chip
    4 4
    integrierte Schaltung des Halbleiterchips integrated circuit of the semiconductor chip
    5 5
    passive Rückseite des Halbleiterchips passive back side of the semiconductor chip
    6 6
    makroskopische Durchgangsöffnung des Halbleiter macroscopic through opening of semiconductors
    chips crisps
    7 7
    Durchgangsverbindungsleitungen Through connection lines
    8 8th
    Bonddrähte Bond wires
    9 9
    Leitungsblock conduction block
    10 10
    Oberseite des Leitungsblockes Top of the conduction block
    11 11
    Rückseite des Leitungsblockes Back of the line block
    12 12
    Lötbälle solder balls
    13 13
    Löthöcker bumps
    14, 15 14, 15
    Enden der Durchgangsverbindungsleitungen Ends of the through connection lines
    16 16
    Bonddrahtverbindungen am Leitungsblock Bonding wire connections at the line block
    17 17
    Kontaktanschlußflächen Contact pads
    18 18
    Umverdrahtungsfolie Umverdrahtungsfolie
    19 19
    elektrische Leiterbahn electrical trace
    20 20
    Kontaktflächen des Halbleiterchips Contact areas of the semiconductor chip
    21 21
    Leiterbahnmuster Conductor pattern
    22 22
    weiterer Halbleiterchip Another semiconductor chip
    23 23
    Verjüngung rejuvenation
    24 24
    Oberseitenbereiche Top Areas
    25 25
    Verbindungselement connecting element
    26 26
    Leiterbahnstruktur Conductor structure
    27 27
    Leiterplatte circuit board
    28 28
    Systemträger system support
    29 29
    strukturierte Metallschicht structured metal layer
    30 30
    Oberseite der Umverdrahtungsfolie Top of the Umverdrahtungsfolie
    31 31
    Träger carrier
    32 32
    Oberster Halbleiterchip Supreme semiconductor chip
    α α
    Neigungswinkel tilt angle
    33 33
    Ansatz approach
    34 34
    Kontaktanschlußflächen Contact pads

Claims (29)

  1. Elektronisches Bauteil mit mindestens einem Halbleiterchip ( Electronic component with at least one semiconductor chip ( 2 2 ), der eine aktive Oberseite ( ), The (an active top 3 3 ) mit integrierten Schaltungen ( ) (With integrated circuits 4 4 ) und eine passive Rückseite ( ) And a passive back ( 5 5 ) ohne integrierte Schaltungen aufweist, wobei der Halbleiterchip ( ), Has no integrated circuits in which the semiconductor chip ( 2 2 ) mindestens eine makroskopische Durchgangsöffnung ( ) At least one macroscopic passage ( 6 6 ) aufweist, in der eine Mehrzahl voneinander beabstandeter Durchgangsverbindungsleitungen ( ), In which a plurality of spaced apart from each other through connection lines ( 7 7 ) angeordnet sind, die sich von der Oberseite ( are arranged), which (from the top 3 3 ) zu der Rückseite ( ) (To the back 5 5 ) erstrecken, wobei die Durchgangsverbindungsleitungen ( ), Extending said through connection lines ( 7 7 ) in einem elektrisch isolierenden Leitungsblock ( ) (In an electrically insulating conduction block 9 9 ) angeordnet sind, der eine Oberseite ( are arranged), the (an upper surface 10 10 ) und eine Rückseite ( ) And a back ( 11 11 ) aufweist, wobei sich die Durchgangsverbindungsleitungen ( ), Wherein the through connection lines ( 7 7 ) von der Oberseite ( ) (From the top 10 10 ) des Leitungsblockes ( () Of the line block 9 9 ) zu der Rückseite ( ) (To the back 11 11 ) des Leitungsblockes ( () Of the line block 9 9 ) erstrecken. ) Extend.
  2. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf mindestens einer Seite ( Electronic component according to claim 1, characterized in that (at least one side 10 10 , . 11 11 ) des Leitungsblockes ( () Of the line block 9 9 ) Lötbälle ( () Solder balls 12 12 ) oder Löthöcker ( () Or bumps 12 12 ) an mindestens jeweils einem Ende ( ) (On at least one end of each 14 14 , . 15 15 ) der Durchgangsverbindungsleitungen ( () Of the through connection lines 7 7 ) angeordnet sind. ) Are arranged.
  3. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf mindestens einer der Seiten ( Electronic component according to claim 1 or claim 2, characterized in that (at least one of the sides 10 10 , . 11 11 ) des Leitungsblockes ( () Of the line block 9 9 ) Bonddrahtverbindungen ( () Bond wire connections 16 16 ) an mindestens jeweils einem Ende ( ) (On at least one end of each 14 14 , . 15 15 ) der Durchgangsverbindungsleitungen ( () Of the through connection lines 7 7 ) angeordnet sind. ) Are arranged.
  4. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsverbindungsleitungen ( Electronic component according to one of the preceding claims, characterized in that the through-connection lines ( 7 7 ) an ihren Enden ( ) (At their ends 14 14 , . 15 15 ) mit Kontaktanschlußflächen ( ) (With contact pads 17 17 ) von Umverdrahtungsfolien ( ) Of Umverdrahtungsfolien ( 18 18 ) über Kontakthöcker ( ) (Via bumps 13 13 ) oder Bonddrähte ( () Or bonding wires 8 8th ) verbunden sind. ) are connected.
  5. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umverdrahtungsfolie ( Electronic component according to one of the preceding claims, characterized in that a Umverdrahtungsfolie ( 18 18 ) auf der Rückseite ( ) on the back side ( 5 5 ) des Halbleiterchips ( () Of the semiconductor chip 2 2 ) angeordnet ist, wobei die Umverdrahtungsfolie ( is arranged), the Umverdrahtungsfolie ( 18 18 ) elektrische Leiterbahnen ( ) Electrical conductor tracks ( 19 19 ) zwischen Kontaktflächen ( ) (Between contact surfaces 20 20 ) auf der Oberseite ( ) on the top ( 3 3 ) des Halbleiterchips ( () Of the semiconductor chip 2 2 ) und Kontaktanschlußflächen ( (), And contact pads 17 17 ) auf der Umverdrahtungsfolie ( ) (On the Umverdrahtungsfolie 18 18 ), die mit Kontakthöckern ( ), The (bumped 13 13 ) verbunden sind, aufweist. ) Are connected, comprising.
  6. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Umverdrahtungsfolie ( Electronic component according to claim 4 or claim 5, characterized in that the Umverdrahtungsfolie ( 18 18 ) mehrere übereinander angeordnete Umverdrahtungsebenen und zwischen den Umverdrahtungsebenen Durchkontakte aufweist. ) A plurality of superimposed wiring planes and having wiring planes between the vias.
  7. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Position und Anordnung der Durchkontakte den Positionen und den Anordnungen der Durchgangsverbindungsleitungen ( Electronic component according to claim 6, characterized in that the position and arrangement of the contacts (the positions and arrangements of the through connection lines 7 7 ) des Leitungsblockes ( () Of the line block 9 9 ) entsprechen. ) correspond.
  8. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass, die passive Rückseite ( Electronic component according to one of the preceding claims, characterized in that the passive back ( 5 5 ) des Halbleiterchips ( () Of the semiconductor chip 2 2 ) ein Leiterbahnmuster ( ) A conductor pattern ( 21 21 ) aufweist. ) having.
  9. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der passiven Rückseite ( Electronic component according to one of the preceding claims, characterized in that (on the passive back 5 5 ) des Halbleiterchips ( () Of the semiconductor chip 2 2 ) und auf der Oberseite ( (), And on the top 3 3 ) des Halbleiterchips ( () Of the semiconductor chip 2 2 ) jeweils eine Umverdrahtungsfolie ( ) Each have a Umverdrahtungsfolie ( 18 18 , . 31 31 ) angeordnet ist, wobei die Leiterbahnen ( is arranged), the conductor tracks ( 19 19 ) der Umverdrahtungsfolien ( () Of the Umverdrahtungsfolien 18 18 , . 31 31 ) über die Durchgangsverbindungsleitungen ( ) (Via the through connection lines 7 7 ) des Leitungsblockes ( () Of the line block 9 9 ) miteinander verbunden sind. ) Are connected together.
  10. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Rückseite des Halbleiterchips ( Electronic component according to one of the preceding claims, characterized in that (on the back of the semiconductor chip 2 2 ) mit makroskopischer Durchgangsöffnung ( ) (With a macroscopic passage opening 6 6 ), Leitungsblock ( () Conduction block 9 9 ) und Umverdrahtungsfolie ( () And Umverdrahtungsfolie 18 18 ) ein weiterer Halbleiterchip ( ) A further semiconductor chip ( 22 22 ) gestapelt ist, wobei mindestens einer der beiden Halbleiterchips ( ) Is stacked, wherein at least one of the two semiconductor chips ( 2 2 , . 22 22 ) einen Leitungsblock ( ) A pipe block ( 9 9 ) aufweist. ) having.
  11. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Bauteil ( Electronic component according to one of the preceding claims, characterized in that the electronic component ( 1 1 ) mehrere aufeinander gestapelte Halbleiterchips ( ) A plurality of stacked semiconductor chips ( 2 2 ) aufweist, die elektrisch über Leitungsblöcke ( ), Which electrically (via line blocks 9 9 ) mit Durchgangsverbindungsleitungen ( ) (With cut-through connection lines 7 7 ) untereinander gekoppelt sind, wobei die Halbleiterchips ( ) Are coupled to one another, wherein the semiconductor chip ( 2 2 ) makroskopische Durchgangsöffnungen ( ) Macroscopic passage openings ( 6 6 ) aufweisen, in denen die Leitungsblöcke ( ), Into which the line blocks ( 9 9 ) angeordnet sind. ) Are arranged.
  12. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein oberster Halbleiterchip ( Electronic component according to claim 10 or claim 11, characterized in that an uppermost semiconductor chip ( 32 32 ) des elektronischen Bauteils ( () Of the electronic component 1 1 ) aus gestapelten Halbleiterchips ( ) (Of stacked semiconductor chips 2 2 ) mit makroskopischen Durchgangsöffnungen ( ) (With macroscopic apertures 6 6 ) keine Durchgangsöffnung aufweist ) Has no through hole
  13. Elektronisches Bauteil nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterchips ( Electronic component according to one of claims 10 to 12, characterized in that the semiconductor chip ( 2 2 ) eines Stapels jeweils auf ihrer Oberseite ( ) Of a stack (in each case on its upper side 3 3 ) und auf ihrer Rückseite ( (), And on its rear side 5 5 ) Umverdrahtungsfolien ( () Umverdrahtungsfolien 18 18 ) aufweisen. ) respectively.
  14. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterchip ( Electronic component according to one of the preceding claims, characterized in that the semiconductor chip ( 2 2 ) ein Silicium-Chip mit einer Kristallorientierung <100> ist. ) Is a silicon chip with a crystal orientation <100>.
  15. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die makroskopische Durchgangsöffnung ( Electronic component according to one of the preceding claims, characterized in that the macroscopic passage ( 6 6 ) eine Verjüngung ( ) A taper ( 23 23 ) von der Rückseite ( ) (From the rear side 5 5 ) zur Oberseite ( ) (To the top 3 3 ) des Halbleiterchips ( () Of the semiconductor chip 2 2 ) hin aufweist. has) out.
  16. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Verjüngung ( Electronic component according to claim 15, characterized in that the taper ( 23 23 ) einen Neigungswinkel α von 54,7 Grad aufweist. ) Has an inclination angle α of 54.7 degrees.
  17. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangsverbindungsleitungen ( Electronic component according to one of the preceding claims, characterized in that the through-connection lines ( 7 7 ) eines der Metalle, Gold, Kupfer, Aluminium oder Legierung derselben aufweisen. ) One of the metals, gold, copper, aluminum or alloy thereof have.
  18. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte der Durchgangsverbindungsleitungen ( Electronic component according to one of the preceding claims, characterized in that the density of the through connection lines ( 7 7 ) im Querschnitt des Leitungsblockes ( ) (In cross-section of the line block 9 9 ) zwischen 15 und 150 Durchgangsverbindungsleitungen ( ) (Between 15 and 150 through connection lines 7 7 ) pro mm 2 ist. ) Per mm 2.
  19. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser einer Durchgangsverbindungsleitung ( Electronic component according to one of the preceding claims, characterized in that (the diameter of a passage connecting line 7 7 ) im Bereich zwischen 20 und 50 Mikrometer liegt. ) Is in the range between 20 and 50 microns.
  20. Elektronisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsblock ( Electronic component according to one of claims 1 to 19, characterized in that the cable block ( 9 9 ) als elektrisch isolierendes Material zwischen den Durchgangsverbindungsleitungen ( ) As an electrically insulating material (between the through-connection lines 7 7 ) einen Kunststoff, vorzugsweise Polyimid aufweist. having) a plastic material, preferably polyimide.
  21. Elektronisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsblock ( Electronic component according to one of claims 1 to 19, characterized in that the cable block ( 9 9 ) als elektrisch isolierendes Material Keramik aufweist. ) As electrically insulating material ceramic.
  22. Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils ( A method for manufacturing an electronic component ( 1 1 ) mit mindestens einem Halbleiterchip ( ) (With at least one semiconductor chip 2 2 ), der eine makroskopische Durchgangsöffnung ( ), The (a macroscopic passage opening 6 6 ) für eine Mehrzahl von Durchgangsverbindungsleitungen ( ) (For a plurality of through connection lines 7 7 ) aufweist, wobei das Verfahren durch folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist: – Bereitstellen eines Halbleiterchips ( ), Wherein the method is characterized by the following steps: - providing a semiconductor chip ( 2 2 ), der auf einer aktiven Oberseite ( ), Of (on an active top side 3 3 ) integrierte Schaltungen ( ) integrated circuits ( 4 4 ) aufweist, wobei ein Oberseitenbereich ( ), Wherein an upper side region ( 24 24 ) von Schaltungselementen freigehalten ist, in welchem eine makroskopische Durchgangsöffnung ( ) Is kept free of circuit elements, in which a macroscopic passage ( 6 6 ) für mehrere Durchgangsverbindungsleitungen ( ) (For a plurality of through connection lines 7 7 ) angeordnet ist, und – Anordnen eines Leitungsblocks ( ) Is arranged, and - arranging a line block ( 9 9 ) mit Durchgangsverbindungsleitungen ( ) (With cut-through connection lines 7 7 ) in der makroskopischen Durchgangsöffnung ( ) (In the macroscopic passage opening 6 6 ) des Halbleiterchips ( () Of the semiconductor chip 2 2 ), so dass sich die Durchgangsverbindungsleitungen ( ), So that the through connection lines ( 7 7 ) von der Oberseite ( ) (From the top 3 3 ) zu der Rückseite ( ) (To the back 5 5 ) erstrecken. ) Extend.
  23. Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils ( A method for manufacturing an electronic component ( 1 1 ) nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterchip mit einer makroskopischen Durchgangsöffnung für mehrere Durchgangsverbindungsleitungen durch ein Verfahren hergestellt wird, die die folgenden Schritte aufweist: – Bereitstellen eines Halbleiterwafers, der auf einer aktiven Oberseite ( ) According to claim 22, characterized in that the semiconductor chip with a macroscopic opening for passage of a plurality of through connection lines is made by a process comprising the steps of: - providing a semiconductor wafer (on an active top side 3 3 ) integrierte Schaltungen ( ) integrated circuits ( 4 4 ) aufweist, wobei Oberseitenbereiche ( ), Said upper side portions ( 24 24 ) von Schaltungselementen freigehalten werden, in denen makroskopische Durchgangsöffnungen ( ) Are kept free of circuit elements, in which macroscopic passage openings ( 6 6 ) für jeweils mehrere Durchgangsverbindungsleitungen ( ) (For each of a plurality of through connection lines 7 7 ) vorgesehen sind, – Abdecken der Oberseite ( ) are provided, - covering the upper side ( 3 3 ) des Halbleiter-Wafers mit einer Schutzschicht gegen ein Ätzmittel, – Selektives Abdecken der Rückseite des Halbleiter-Wafers unter Freilassung von Bereichen, in denen Durchgangsöffnungen ( ) Of the semiconductor wafer with a protective layer against an etchant - Selective covering the back of the semiconductor wafer while leaving areas where (through holes 6 6 ) für jeweils mehrere Durchgangsverbindungsleitungen ( ) (For each of a plurality of through connection lines 7 7 ) vorgesehen sind, – Naßchemisches Ätzen des Halbleiter-Wafers von seiner Rückseite ( ) are provided, - wet-chemical etching of the semiconductor wafer (from its rear side 5 5 ) aus, – Trennen des Halbleiter-Wafers in einzelne Halbleiterchips ( ) From, - separating the semiconductor wafer into individual semiconductor chips ( 2 2 ), die mindestens eine makroskopische Durchgangsöffnung ( ), The (at least one macroscopic passage opening 6 6 ) aufweisen, von der Oberseite ( ) Which (from the top 3 3 ) des Halbleiterchips ( () Of the semiconductor chip 2 2 ) aus. ) out.
  24. Verfahren nach Anspruch 22 oder Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterchip ( The method of claim 22 or claim 23, characterized in that the semiconductor chip ( 2 2 ) mit einer Umverdrahtungsfolie ( ) (With a Umverdrahtungsfolie 18 18 ) auf seiner Oberseite ( ) (On its top side 3 3 ) und einer weiteren Umverdrahtungsfolie ( ) And another Umverdrahtungsfolie ( 18 18 ) auf seiner Rückseite ( ) (On its rear side 5 5 ) versehen wird. ) Is provided.
  25. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Halbleiterchips ( A method according to any one of claims 22 to 24, characterized in that a plurality of semiconductor chips ( 2 2 ), die auf ihren Ober- und Rückseiten Umverdrahtungsfolien ( ) That (on its top and back sides Umverdrahtungsfolien 18 18 ) aufweisen, aufeinander gestapelt werden. ) Which are stacked.
  26. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 25, das weiterhin folgende Verfahrensschritte aufweist: – Verbinden von Kontaktflächen auf der Oberseite ( A method according to any one of claims 22 to 25, further comprising the steps of: - connecting contact surfaces on the top ( 3 3 ) des Halbleiterchips ( () Of the semiconductor chip 2 2 ) mit Leiterbahnen ( ) (With conductor tracks 19 19 ) einer Umverdrahtungsfolie ( () A Umverdrahtungsfolie 18 18 ), – Anordnen von Löthöckern auf die Enden ( ), - arranging of solder bumps (on the ends 14 14 , . 15 15 ) der Durchgangsverbindungsleitungen ( () Of the through connection lines 7 7 ) des Leitungsblocks ( () Of the line block 9 9 ) – Verbinden der Löthöcker ( ) - connecting the solder bumps ( 13 13 ) des Leitungsblocks ( () Of the line block 9 9 ) mit Kontaktanschlußflächen ( ) (With contact pads 17 17 ) der Umverdrahtungsfolie ( () Of the Umverdrahtungsfolie 18 18 ), – Anordnen einer weiteren Umverdrahtungsfolie ( ), - placing a further Umverdrahtungsfolie ( 18 18 ) auf der Rückseite ( ) on the back side ( 5 5 ) des Halbleiterchips ( () Of the semiconductor chip 2 2 ) und auf der Rückseite ( (), And on the back 11 11 ) des Leitungsblocks ( () Of the line block 9 9 ), – Verbinden der Löthöcker ( ), - connecting the solder bumps ( 13 13 ) auf der Rückseite des Leitungsblockes ( ) (On the back of the conduction block 9 9 ) mit Kontaktanschlußflächen ( ) (With contact pads 17 17 ) der weiteren Umverdrahtungsfolie ( () Of the further Umverdrahtungsfolie 18 18 ), und – Befestigen der weiteren Umverdrahtungsfolie auf der Rückseite ( ), And - mounting the other Umverdrahtungsfolie on the back ( 5 5 ) des Halbleiterchips ( () Of the semiconductor chip 2 2 ). ).
  27. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Einbringen von Vertiefungen in die Oberseite ( A method according to any one of claims 22 to 26, characterized in that (at an introducing recesses into the top 3 3 ) des Halbleiter-Wafers zur Makierung von Trennfugen für die Halbleiterchips ( ) Of the semiconductor wafer to Makierung case of joints for semiconductor chips ( 2 2 ) des Halbleiter-Wafers gleichzeitig eine senkrecht zu der Oberseite ( ) Of the semiconductor wafer at the same time a perpendicular (to the top 3 3 ) des Halbleiter-Wafers angeordnete Phase zum Schutz von Kanten der makroskopischen Durchgangsöffnungen ( ) Of the semiconductor wafer disposed phase for the protection of edges of the macroscopic passage openings ( 6 6 ) der Halbleiterchips ( () Of the semiconductor chips 2 2 ) in die Oberseite ( ) (In the top 3 3 ) des Halbleiter-Wafers eingebracht wird. ) Of the semiconductor wafer is placed.
  28. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die makroskopische Durchgangsöffnung ( A method according to any one of claims 22 to 27, characterized in that the macroscopic passage ( 7 7 ) in einem Rand- oder Eckbereich des Halbleiterchips ( ) (In an edge or corner region of the semiconductor chip 2 2 ) angeordnet wird. ) Is placed.
  29. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die makroskopische Durchgangsöffnung ( A method according to any one of claims 22 to 27, characterized in that the macroscopic passage ( 7 7 ) in einem zentralen Bereich des Halbleiterchips ( ) (In a central region of the semiconductor chip 2 2 ) angeordnet wird. ) Is placed.
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