DE10065722B9 - Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung und Vorrichtung mit einer elektrischen Verbindung - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung und Vorrichtung mit einer elektrischen Verbindung Download PDF

Info

Publication number
DE10065722B9
DE10065722B9 DE10065722A DE10065722A DE10065722B9 DE 10065722 B9 DE10065722 B9 DE 10065722B9 DE 10065722 A DE10065722 A DE 10065722A DE 10065722 A DE10065722 A DE 10065722A DE 10065722 B9 DE10065722 B9 DE 10065722B9
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
contact
wire
wedge
contact surface
bump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE10065722A
Other languages
English (en)
Other versions
DE10065722C1 (de
Inventor
Ingolf Wildner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7669424&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE10065722(B9) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE10065722A priority Critical patent/DE10065722B9/de
Priority to IT2001MI002821A priority patent/ITMI20012821A1/it
Publication of DE10065722C1 publication Critical patent/DE10065722C1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10065722B9 publication Critical patent/DE10065722B9/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/495—Lead-frames or other flat leads
    • H01L23/49517—Additional leads
    • H01L23/4952—Additional leads the additional leads being a bump or a wire
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/06—Wiring by machine
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2223/00—Details relating to semiconductor or other solid state devices covered by the group H01L23/00
    • H01L2223/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for
    • H01L2223/64—Impedance arrangements
    • H01L2223/66—High-frequency adaptations
    • H01L2223/6605—High-frequency electrical connections
    • H01L2223/6611—Wire connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/4501—Shape
    • H01L2224/45012—Cross-sectional shape
    • H01L2224/45015—Cross-sectional shape being circular
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45147—Copper (Cu) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484—Connecting portions
    • H01L2224/4847—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond
    • H01L2224/48471—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond the other connecting portion not on the bonding area being a ball bond, i.e. wedge-to-ball, reverse stitch
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484—Connecting portions
    • H01L2224/48475—Connecting portions connected to auxiliary connecting means on the bonding areas, e.g. pre-ball, wedge-on-ball, ball-on-ball
    • H01L2224/48476—Connecting portions connected to auxiliary connecting means on the bonding areas, e.g. pre-ball, wedge-on-ball, ball-on-ball between the wire connector and the bonding area
    • H01L2224/48477—Connecting portions connected to auxiliary connecting means on the bonding areas, e.g. pre-ball, wedge-on-ball, ball-on-ball between the wire connector and the bonding area being a pre-ball (i.e. a ball formed by capillary bonding)
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/485—Material
    • H01L2224/48505—Material at the bonding interface
    • H01L2224/48599—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au)
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4899—Auxiliary members for wire connectors, e.g. flow-barriers, reinforcing structures, spacers, alignment aids
    • H01L2224/48991—Auxiliary members for wire connectors, e.g. flow-barriers, reinforcing structures, spacers, alignment aids being formed on the semiconductor or solid-state body to be connected
    • H01L2224/48992—Reinforcing structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/4911—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/4911—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain
    • H01L2224/49111—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain the connectors connecting two common bonding areas, e.g. Litz or braid wires
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/494—Connecting portions
    • H01L2224/4941—Connecting portions the connecting portions being stacked
    • H01L2224/4942—Ball bonds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/85009—Pre-treatment of the connector or the bonding area
    • H01L2224/85051—Forming additional members, e.g. for "wedge-on-ball", "ball-on-wedge", "ball-on-ball" connections
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L24/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01013—Aluminum [Al]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01029—Copper [Cu]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01072—Hafnium [Hf]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01079—Gold [Au]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/20—Parameters
    • H01L2924/207—Diameter ranges
    • H01L2924/2076—Diameter ranges equal to or larger than 100 microns
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30—Technical effects
    • H01L2924/301—Electrical effects
    • H01L2924/3011—Impedance

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)
  • Multi-Conductor Connections (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einer ersten Kontaktfläche (10) und einer zweiten Kontaktfläche (20).
– wobei mittels einer Drahtbondeinrichtung zwischen den Kontaktflächen (10, 20) ein erster Kontaktdraht (2) angeordnet wird,
– wobei der erste Kontaktdraht (2) zunächst mit der ersten Kontaktfläche (10) und anschließend mit der zweiten Kontaktfläche (20) kontaktiert wird,
– und wobei mittels der Drahtbondeinrichtung sein zweiter Kontaktdraht (3) zwischen der ersten Kontaktfläche (10) und der zweiten Kontaktfläche (20) vorgesehen wird,
dadurch gekennzeichnet
– dass ein Ball-Wedge-Bondverfahren für den ersten Kontaktdraht (2) und den zweiten Kontaktdraht (3) Verwendung findet und
– dass der zweite Kontaktdraht (3) auf der Wedge-Seite oberhalb des ersten Kontaktdrahtes (2) derart angeordnet ist, dass des Drahtaustritt der Kontaktdichte (2, 3) aus einem Bump-Wedge-Stapel (1, 5, 7) parallel zueinander erfolgt.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Verbindung nach dem Oberbegriff des einzigen Anspruchs.
  • Ein solches Verfahren ist aus der JP 60132351A und der US 5,134,247 bekannt.
  • Aus der DE 198 23 623 A1 ist ein Verfahren und eine Kontaktstelle zur Herstellung einer elektrischen Verbindung bekannt, bei der mittels einer Drahtbondeinrichtung zwischen zwei Kontaktflächen ein Kontaktdraht angeordnet wird, indem der Kontaktdraht mit der ersten Kontaktfläche kontaktiert wird und anschließend zu der zweiten Kontaktfläche geführt, mit dieser kontaktiert und anschließend durch die Drahtbondeinrichtung abgetrennt wird.
  • Bekannt ist das Ball-Wedge-Verfahren zum "Bonden" zweier Kontktfläche miteinander, d.h. zur Herstellung einer elektrischen Verbindung.
  • Bekannt sind weiterhin Gehäusekontaktierungen für Elektronik-Module, wie beispielweise in der Kfz-Elektronik, etwa ABS-Module, Motorsteuergeräte-Module, etc., die in Aluminium-Dickdraht-Bond-Technik durchgeführt werden, wobei die Bonddrähte etwa 200μm–300μm Durchmesser aufweisen.
  • Für hohe leistungsmäßige Belastungen der Kontaktierungen wird das Aluminium-Dickdraht-Bond-Verfahren verwendet, für niedrige Belastungen wird das Ball-Wedge-Verfahren eingesetzt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass eine höhere Strombelastung der Bondverbindung möglich ist.
  • Zeichnung
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt
  • 1 eine erfindungsgemäße elektrische Verbindung.
  • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • Das Ball-Wedge-Verfahren wird erfindungsgemäß so modifiziert, dass höhere Ströme als in einem Einzeldraht, d.h. einem einzelnen Kontaktdraht, über die Verbindung abzuleiten sind. Hierzu ist erfindungsgemäß eine Parallelschaltung von Einzeldrähten vorgesehen.
  • In 1 ist eine erfindungsgemäß hergestellte elektrisch Verbindung dargestellt. eine erste Kontaktfläche 10 wird dabei mit einer zweiten Kontaktfläche 20 elektrisch niederohmig verbunden. Hierzu wird ein Basis-Bump 1 auf der ersten Kontaktfläch 10 aufgebracht. Ausgehend von dem Basis-Bump 1 wird ein erster Loop 2 als Wedge zur zweiten Kontaktfläche 20 ausgebildet. Oberhalb des Basis-Bumps 1 ist erfindungsgemäß ein zweiter Bump 5 vorgesehen, von dem aus ein zweiter Loop 3 als Wedge zur zweiten Kontaktfläche 20 ausgebildet wird. Dar zweite Bump 5 dient hierbei als Abstandshalter zwischen dem ersten Loop 2 und dem zweiten Loop 3. 5chließlich ist erfindungsgemäß noch ein Abschluß-Bump 7 vorgesehen. Merkmal der erfindungsgemäßen Stapel-Bondverbindung ist der gestapelte Wedge, wobei vor jedem Wedge ein Bump als "Bondfleck" gesetzt wird Bei dieser Anwendung ist die Ausführung des Bump multifunktional: Es wird ein definiertet Bonduntergrund für den Wedge geschaffen, der die Verbindung zwischen Wedge und Bump bei Raumtemperatur erlaubt. Weiterhin entkoppelt der Bump die Bondbelastung zu dem darunterliegenden Wedge bzw. zu dem Bonduntegrund. Der Bump wirkt weiterhin als Abstsndshalter zwischen den einzelnen Wedge, was insbesondere für die Ausbildung der Loop-Form wichtig ist. Der Bump wirkt weiterhin für den darunter liegenden Wedge als Sicherungsbond. Dia geometrische Ausformung besonders des Basis-Bumps 1 sorgt für minimale Übergangswiderstände. Erfindungsgemäß sind die Bump-Größen, d. h. der Höhenauftrag eines Bumps, zwischen den einzelnen Wedge einstellbar vorgesehen. Dadurch wird die notwendige Stabilität für den gesamtes Stapel hergestellt. Der direkte Übergang vom Bump in den Anschlußdraht, d. h. ohne Querschnittsverringerung, führt zu einem definierten und reproduzierbaren Stromübergang.
  • Die Stapelung, bestehend aus einem Bump und einem Wedge, kann erfindungsgemäß entsprechend der Stromerfoniernis mehrfach, d. h. auch mehr als zweifach, durchgeführt werden. Dem letzten Wedge wird, wie oben beschrieben, ein Abschluß-Bump 7 zugefügt.
  • Der erfindungsgemäße Stapelbond ist insbesondere mit einer Ballkontaktstelle auf einem Goldland vorgesehen, wobei ein Loop in Trapezauaführung (Reversebondung) vorgesehen ist.
  • Hierbei ist insbesondere ein Bump-Wedge-Stapel an der zweiten Kontaktstelle vorgesehen.
  • Erfindungsgemäß ist es ein wichtiges Merkmal, dass der Drahtaustritt der Loops 2, 3 aus dem Bump-Wedge-Stapel parallel zu einander vorgesehen sind. Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, zwischen einem Loop und der Chipkante einen Kantenschluß hervorzurufen, insbesondere hinsichtlich des untersehen Loops 2.
  • Erfindungsgemäß ist es insbesondere vorteilhaft, dass auf der Ball-Kontakstelle, d. h. in 1 bei der ersten Kontaktfläche 10, auch für mehrere Bondverbindungen lediglich der Platzbedarf für eine einzige Bondverbindung besteht. Es ergibt sich also erfindungsgemäß ein minimaler Platzbedarf.
  • Erfindungsgemäß werden Wedgekontakte von Ball-Wedge-Bondveabindungen zu einem Stapel verbunden, deren Anzahl sich nach der Strombelastung richtet. Der Stapel besteht erfindungsgemäß insbesondere nur aus einem Stoffsystem, vorzugsweise Gold, wobei jedoch auch die Verwendung von Kupfer erfindungsgemäß vorteilhaft ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren vermeidet die Probleme des Aluminium-Dickdrahtbondens, weil Aluminium als Matrial mit Schwächen im Langzeitverhalten vermieden wird, Weiterhin werden Probleme bezüglich der Zuverlässigkeit durch den Wegfall von Vorschädigungszonen in den Bondfersen vermieden. Es wird erfindungsgemäß die Zuverlässigkeit von Hochstromverbindungen durch eins variablere Gestaltungsmöglichkeit der Loopausbildung erhöht, insbesondere was die Temperaturwechselbelastungszuverlässigkeit angeht. Weiterhin ist es erfindungsgemäß mögGch, einen höheren Integrationsgrad bei Anbaugeräten zu erreichen, weil bei herkömmlichen Dickdrahtbondverbindungen lange flache Loops ausgebildet werden müssen. Beim erfindunsgemäßen Verfahren und bei der erfindungsgemäßen Anordnung werden dagegen hohe Loops möglich. Das erfindunsgemäße Verfahren benötigt weiterhin wesentlich weniger Bondfreiheit zur Ausführung der Kontaktstellen, womit es somit zur Kontaktierung von Kavitäten geeig net ist, ein Anwendungsbereich, bei dem die herkömmliche Technik nicht mehr ausreicht. Der Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens vereinfacht weiterhin den Aufbau von automatischen Fertigungslinien, da mit einem einzigen Bondverfahren alle notwendigen Kontaktierungen hinsichtlich ihrer Strombelastbarkeit genau auf die Kontaktstelle zugeschnitten werden können. Das Verfahren führt weiterhin zu Einsparungen bei der Montage, weil das Ball-Wedge Verfahren wesentlich schneller arbeitet als das beim Dickdrahtbonden verwendete Wedge-Wedge-Verfahren, Dies führt zu einer Taktzeitoptimierung. Ein weiterer Vorteil ist, dass das Bondland während der Kontaktierung weniger stark belastet wird. Dadurch können auf DSH's auch Goldlands zur Kontaktierung verwendet werden.
  • Erfindungsgemäß bestimmt die Anzahl der zu einem Stapel zusammengefaßten Einzeldrähte, oder Loops, die Strombelastbarkeit des Gesamtsystems. Der Verbrauch an Kontaktfläche ist minimiert, da der Kontakt in die Höhe", d. h. in z-Richtung, "wächst". Die Loops 2, 3 laufen in Hähenstufen übereinander.
  • Die Ausbildung der Ballseite der Einzeldrähte, d h. Loops 2, 3, ist ebenfalls als Stapel ausführbar, wenn eine einzige Kontaktstelle jeweils für Anfang und Ende der Loops vorgesehen ist. Die Realisierung erfolgt analog zu der oben beschriebenen Realsierung einer einzigen Kontaktstelle für mehrere Loops auf der Wedgeseite, d h. auf der ersten Kontaktfläche 10.
  • Es ist möglich, einzelnen Kontakten durch Variation der Anzahl der Einzeldrähte in Verbindung mit geeignoten Drahtdurchmessern bestimmte Belastungsgrenzen vorzugeben. Es sind somit Verbindungen und Funktionen einer Feinsicherung in voller Variabilität zwischen den Einzelkontakten möglich, beispielsweise gezieltes Durchbrennen bei Überschreitung einer Stromgrenze. Dies erlaubt zusätzlichen Spielraum für Konstruktion und Produkteigenschaften, auch im Hinblick auf Sicherheitstechnik.
  • Die Anordnung der Ballkontakte erlaubt die Stromentnahme flächig, beispielsweise auf einer Diodenkontaktstelle. Dadurch ist die Stromdichte am Kontakt beeinflußbar.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, kürzeste Anbindungen zwischen Kontaktstellen zu einem gemeinsamen Massepunkt herzustellen. Der dabei einstellbare Drahtdurchmesser der gegen Masse geführt wird, beeinflußt die Impedanz. Dies ist insbesondere für den HF-Bereich wichtig, weil dort kurz Leiterzüge und Masseknoten notwendig sind.

Claims (1)

  1. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einer ersten Kontaktfläche (10) und einer zweiten Kontaktfläche (20). – wobei mittels einer Drahtbondeinrichtung zwischen den Kontaktflächen (10, 20) ein erster Kontaktdraht (2) angeordnet wird, – wobei der erste Kontaktdraht (2) zunächst mit der ersten Kontaktfläche (10) und anschließend mit der zweiten Kontaktfläche (20) kontaktiert wird, – und wobei mittels der Drahtbondeinrichtung sein zweiter Kontaktdraht (3) zwischen der ersten Kontaktfläche (10) und der zweiten Kontaktfläche (20) vorgesehen wird, dadurch gekennzeichnet – dass ein Ball-Wedge-Bondverfahren für den ersten Kontaktdraht (2) und den zweiten Kontaktdraht (3) Verwendung findet und – dass der zweite Kontaktdraht (3) auf der Wedge-Seite oberhalb des ersten Kontaktdrahtes (2) derart angeordnet ist, dass des Drahtaustritt der Kontaktdichte (2, 3) aus einem Bump-Wedge-Stapel (1, 5, 7) parallel zueinander erfolgt.
DE10065722A 2000-12-29 2000-12-29 Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung und Vorrichtung mit einer elektrischen Verbindung Expired - Lifetime DE10065722B9 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10065722A DE10065722B9 (de) 2000-12-29 2000-12-29 Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung und Vorrichtung mit einer elektrischen Verbindung
IT2001MI002821A ITMI20012821A1 (it) 2000-12-29 2001-12-28 Procedimento per produrre un collegamento elettrico e dispositivo conun collegamento elettrico

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10065722A DE10065722B9 (de) 2000-12-29 2000-12-29 Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung und Vorrichtung mit einer elektrischen Verbindung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10065722C1 DE10065722C1 (de) 2002-04-04
DE10065722B9 true DE10065722B9 (de) 2004-09-09

Family

ID=7669424

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10065722A Expired - Lifetime DE10065722B9 (de) 2000-12-29 2000-12-29 Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung und Vorrichtung mit einer elektrischen Verbindung

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE10065722B9 (de)
IT (1) ITMI20012821A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8181845B2 (en) 2008-05-09 2012-05-22 Robert Bosch Gmbh Electrical bond connection system

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006007306B3 (de) * 2006-02-16 2007-09-13 Siemens Ag Elektrische Anordnung mit einer Drahtverbindungsanordnung und Verfahren zum Herstellen einer derartigen elektrischen Anordnung
DE102010055623A1 (de) * 2010-12-22 2012-06-28 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60132351A (ja) * 1983-12-21 1985-07-15 Hitachi Ltd 半導体装置
US5134247A (en) * 1989-02-21 1992-07-28 Cray Research Inc. Reduced capacitance chip carrier
DE19650296A1 (de) * 1996-03-28 1997-10-02 Mitsubishi Electric Corp Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements
DE19823623A1 (de) * 1998-05-27 1999-12-02 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Kontaktstelle zur Herstellung einer elektrischen Verbindung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60132351A (ja) * 1983-12-21 1985-07-15 Hitachi Ltd 半導体装置
US5134247A (en) * 1989-02-21 1992-07-28 Cray Research Inc. Reduced capacitance chip carrier
DE19650296A1 (de) * 1996-03-28 1997-10-02 Mitsubishi Electric Corp Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements
DE19823623A1 (de) * 1998-05-27 1999-12-02 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Kontaktstelle zur Herstellung einer elektrischen Verbindung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8181845B2 (en) 2008-05-09 2012-05-22 Robert Bosch Gmbh Electrical bond connection system

Also Published As

Publication number Publication date
ITMI20012821A1 (it) 2003-06-28
DE10065722C1 (de) 2002-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19720275B4 (de) Substrat für eine Halbleiteranordnung, Herstellungsverfahren für dasselbe und eine das Substrat verwendende stapelbare Halbleiteranordnung
DE60030931T2 (de) Halbleiteranordnung und Herstellungsverfahren dafür
DE69635083T2 (de) Herstellung von verbindungen und ansatzstücken unter verwendung eines opfersubstrats
DE102005006333B4 (de) Halbleiterbauteil mit mehreren Bondanschlüssen und gebondeten Kontaktelementen unterschiedlicher Metallzusammensetzung und Verfahren zur Herstellung desselben
DE102008017809B4 (de) Leistungshalbleitermodul
DE102008049193A1 (de) Leistungshalbleiteranordnung
DE2910959A1 (de) Strukturierter spannungsentlastungspuffer aus kupfer und diesen puffer enthaltende halbleiterbauteilanordnung
DE102014104399A1 (de) Leadframe, Halbleiterchipgehäuse umfassend einen Leadframe und ein Verfahren zur Herstellung eines Leadframe
DE102014220233A1 (de) Aufbau zum Verbinden eines Elektrodrahts mit einem Anschluss, Widerstandsschweißelektrode sowie Verfahren zum Verbinden eines Elektrodrahts mit einem Anschluss
EP0867932B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Bonddrahtverbindungen
DE1589695A1 (de) Verfahren zum Herstellen von Halbleiterbauelementen aus einer Halbleiterplatte
DE10227854A1 (de) Halbleitervorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung
DE10065722B9 (de) Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung und Vorrichtung mit einer elektrischen Verbindung
DE102018102744B4 (de) Halbleitervorrichtung und Verfahren zur Herstellung von dieser
EP0852807B1 (de) Verfahren zum elektrischen verbinden eines halbleiterchips mit zumindest einer kontaktfläche
DE10333800B3 (de) Halbleiterbauteil sowie dafür geeignetes Herstellungsverfahren
DE102014109824A1 (de) Konversionsanschlussvorrichtung und Verfahren zum Koppeln elektrischer Komponenten aus unähnlichem Metall
DE102020204406A1 (de) Halbleitervorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung
WO2010054875A1 (de) Anordnung von mindestens zwei wafern mit einer bondverbindung und verfahren zur herstellung einer solchen anordnung
DE102019111963A1 (de) Halbleitermodul mit einem Halbleiter und mit einem Metallformteil, der vom Halbleiter elektrisch kontaktiert wird
DE102016209604B4 (de) Halbleitervorrichtung und Leistungswandlungsvorrichtung
EP0995235B1 (de) Kontakt für kleinste bondkontakte sowie verfahren zur herstellung eines kontaktes
DE4433503C2 (de) Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements
WO2008025547A1 (de) Aluminium aufweisende bonddrähte mit eingebetteten kupferfasern
DE2536624A1 (de) Traegeranordnung fuer integrierte halbleiterschaltungen

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of patent without earlier publication of application
D1 Grant (no unexamined application published) patent law 81
8363 Opposition against the patent
8366 Restricted maintained after opposition proceedings
8397 Reprint of erroneous patent document
R071 Expiry of right