DE10117239A1 - Verfahren zum Anordnen eines Halbleiterchips auf einem Substrat, und zum Anordnen auf einem Substrat angepaßte Halbleitervorrichtung - Google Patents

Verfahren zum Anordnen eines Halbleiterchips auf einem Substrat, und zum Anordnen auf einem Substrat angepaßte Halbleitervorrichtung

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DE10117239A1 DE2001117239 DE10117239A DE10117239A1 DE 10117239 A1 DE10117239 A1 DE 10117239A1 DE 2001117239 DE2001117239 DE 2001117239 DE 10117239 A DE10117239 A DE 10117239A DE 10117239 A1 DE10117239 A1 DE 10117239A1
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Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung weist die Schritte auf: Bereitstellen eines Halbleiterchips, der eine Anschlußflächen-Befestigungsfläche mit Kontaktierungsanschlußflächen aufweist, Anbringen einer gedruckten Leiterplatte an die Anschlußflächen-Befestigungsfläche, Bilden leitender Kontaktierungsdrähte, die jeweils die Kontaktierungsanschlußflächen und Leiterbahnen auf der gedruckten Leiterplatte miteinander verbinden, Bilden einer Photoresistschicht auf der bedruckten Oberfläche und der Anschlußflächen-Befestigungsfläche, Bilden von Zugangslöchern in der Photoresistschicht, um Abschnitte der Leiterbahnen freizulegen, die jeweils von den Kontaktierungsanschlußflächen versetzt sind, und Bilden mehrerer leitender Körper in den Zugangslöchern, so daß jeder der leitenden Körper elektrisch mit einer jeweiligen der Kontaktierungsanschlußflächen verbunden wird.

Description

Diese Anmeldung steht in Beziehung mit der mitanhängigen DE-A-101 03 966.2. Deren gesamte Offenbarung ist hierin durch Verweis aufgenommen.
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anordnen eines Halbleiterchips auf einem Substrat und eine Halbleitervorrich­ tung, die zur Befestigung auf einem Substrat angepaßt ist.
Mit der schnellen Weiterentwicklung der Halbleiterfabrika­ tionstechnologie werden die Kontaktierungsanschlußflächen auf der Oberfläche eines Halbleiterchips in ihren Abmessungen klei­ ner, und die Abstände zwischen benachbarten Kontaktierungs­ anschlußflächen werden kürzer. Dies kann eine Schwierigkeit schaffen, wenn der Halbleiterchip mit einer äußeren Schaltung verbunden wird, und kann die Produktionsausbeute nachteilig be­ einflussen.
In der mitanhängigen DE-A-101 03 966.2 offenbarte der Anmel­ der ein Verfahren zum Anordnen eines Halbleiterchips auf einem Substrat, um eine Halbleitervorrichtung vorzubereiten. Das Sub­ strat weist einen Chipbefestigungsbereich auf, der mit mehreren Lötpunkten versehen ist. Der Halbleiterchip weist eine An­ schlußflächen-Befestigungsfläche auf, die mit mehreren Kontak­ tierungsanschlußflächen versehen ist, die mit entsprechenden der Lötpunkte verbunden werden sollen und die auf der Anschluß­ flächen-Befestigungsfläche an Stellen angeordnet sind, die von Stellen der entsprechenden der Lötpunkte auf dem Chipbefesti­ gungsbereich versetzt sind. Das Verfahren weist die Schritte auf: Bilden einer Photoresistschicht auf der Anschlußflä­ chen-Befestigungsfläche mit mehreren Kontaktaufnahmehohlräu­ men, von denen jeder mit einem Abschnitt der Kontaktierungs­ anschlußflächen auf der Anschlußflächen-Befestigungsfläche ausgerichtet ist und diesen freilegt, und Bilden von mehreren leitenden Körpern, von denen jeder mit einer der Kontaktie­ rungsanschlußflächen elektrisch verbunden ist, und von denen jeder einen Verankerungsabschnitt, der einen der Kontaktaufnah­ mehohlräume füllt und mit der jeweiligen Kontaktierungsan­ schlußfläche verbunden ist, einen Erweiterungsabschnitt, der sich vom Verankerungsabschnitt erstreckt und auf der Oberfläche der Photoresistschicht ausgebildet ist, und einen Kontaktab­ schnitt aufweist, der von einem Ende des Erweiterungsabschnitts vorsteht und auf der Oberfläche der Photoresistschicht ausge­ bildet ist, die dem Verankerungsabschnitt gegenüberliegt. Der Kontaktabschnitt ist an der Position angeordnet, die einem ent­ sprechenden der Lötpunkte auf dem Chipbefestigungsbereich des Substrats entspricht.
Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der Art, die ähnlich zu jener ist, die in der vorher erwähnten mitanhängigen DE-A-101 03 966.2 offenbart wird, zum An­ ordnen eines Halbleiterchips auf einem Substrat bereitzustel­ len, um den vorher erwähnten Nachteil zu überwinden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Halbleitervorrichtung der Art bereitzustellen, die ähnlich zu jener ist, die in der vorher erwähnten mitanhängigen DE-A- 101 03 966.2 offenbart wird, die fähig ist, den vorher erwähnten Nachteil zu überwinden.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Ver­ fahren zum Anordnen bzw. zur Befestigung eines Halbleiterchips auf einem Substrat bereitgestellt, das einen Chipanordnungs- bzw. Chipbefestigungsbereich aufweist, der mit mehreren Lötpunkten versehen ist. Der Halbleiterchip weist eine Anschlußflächen-Befestigungsfläche auf, die mit mehreren Kontaktierungsanschlußflächen versehen ist, die mit entsprechenden der Lötpunkte verbunden werden sol­ len und die auf der Anschlußflächen-Befestigungsfläche an Stel­ len angeordnet sind, die von Stellen der entsprechenden der Lötpunkte auf dem Chipbefestigungsbereich versetzt sind. Das Verfahren weist die Schritte auf: Anbringung einer gedruckten Leiterplatte an die Anschlußflächen-Befestigungsfläche, wobei die Kontaktierungsanschlußflächen von der gedruckten Leiter­ platte freiliegen, wobei die gedruckte Leiterplatte ein nicht­ leitendes Substrat mit einer gedruckten Oberfläche aufweist, die der Anschlußflächen-Befestigungsfläche gegenüberliegt und die mit mehreren Leiterbahnen bedruckt ist, die jeweils und elektrisch mit den Kontaktierungsanschlußflächen verbunden werden sollen und die jeweils von den Kontaktierungsanschluß­ flächen in laterale Richtungen längs der bedruckten Oberfläche beabstandet sind; Bilden mehrerer leitender Kontaktierungs­ drähte, die die Kontaktierungsanschlußflächen und die Leiter­ bahnen jeweils miteinander verbinden; Bilden einer Photoresist­ schicht auf der bedruckten Oberfläche und der Anschlußflächen- Befestigungsfläche, so daß die Kontaktierungsanschlußflächen und die Kontaktierungsdrähte in die Photoresistschicht einge­ bettet sind; Bilden von Zugangslöchern in der Photoresist­ schicht, von denen jedes mit mindestens einem Abschnitt einer jeweiligen der Leiterbahnen ausgerichtet ist und diesen frei­ legt; und Bilden mehrerer leitender Körper in den Zugangslö­ chern, wobei jeder der leitenden Körper elektrisch mit einer jeweiligen der Kontaktierungsanschlußflächen verbunden wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Halbleitervorrichtung zum Anordnen bzw. zur Befestigung auf einem Substrat angepaßt, das einen Chipbefestigungsbereich aufweist, der mit mehreren Lötpunkten versehen ist. Die Halb­ leitervorrichtung weist auf: einen Halbleiterchip mit einer An­ schlußflächen-Befestigungsfläche, die mit mehreren Kontaktie­ rungsanschlußflächen versehen ist, die auf der Anschlußflächen- Befestigungsfläche an Stellen angeordnet sind, die von Stellen von entsprechenden der Lötpunkte auf dem Chipbefestigungsbe­ reich versetzt sind; eine gedruckte Leiterplatte, die an der Anschlußflächen-Befestigungsfläche angebracht ist und ein nichtleitendes Substrat mit einer bedruckten Oberfläche auf­ weist, die der Anschlußflächen-Befestigungsfläche gegenüber­ liegt und die mit mehreren Leiterbahnen bedruckt ist, die je­ weils von den Kontaktierungsanschlußflächen in laterale Rich­ tungen längs der bedruckten Oberfläche beabstandet sind; meh­ rere leitende Kontaktierungsdrähte, die jeweils die Kontaktie­ rungsanschlußflächen und die Leiterbahnen miteinander verbin­ den; eine Photoresistschicht, die auf der bedruckten Oberfläche und der Anschlußflächen-Befestigungsfläche beschichtet ist, so daß die Kontaktierungsanschlußflächen und die Kontaktierungs­ drähte in die Photoresistschicht eingebettet sind, und die mit mehreren Zugangslöcher augebildet ist, von denen jedes mit min­ destens einem Abschnitt einer jeweiligen der Leiterbahnen aus­ gerichtet ist und diese freilegt; und mehrere leitende Körper, die jeweils in den Zugangslöchern angeordnet sind und elek­ trisch und jeweils mit den Kontaktierungsanschlußflächen ver­ bunden sind.
In den Zeichnungen, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellen, zeigen:
Fig. 1 eine fragmentarische perspektivische Ansicht, um einen Halbleiterchip dazustellen, der mit einer gedruckten Leiterplatte über leitende Kontaktierungsdrähte gemäß dem Verfahren dieser Erfindung verbunden wird;
Fig. 2 eine Querschnittansicht eines Aufbaus der gedruckten Leiterplatte, des Kontaktierungsdrahts und des Halb­ leiterchips der Fig. 1;
Fig. 3 eine Photoresistschicht und eine Maske, die in einem Photolithographieprozeß für den Aufbau der Fig. 2 gemäß dem Verfahren dieser Erfindung verwendet wird;
Fig. 4 ein Zugangsloch, das in der Photoresistschicht der Fig. 3 augebildet ist, und einen leitenden Körper, der im Zugangsloch gemäß dem Verfahren dieser Erfindung ge­ bildet wird;
Fig. 5 einen Aufbau der Photoresistschicht, des leitenden Kör­ pers, der gedruckten Leiterplatte, des Kontaktierungs­ drahts und des Halbleiterchips der Fig. 4; und
Fig. 6 und 7 unterschiedliche Gestaltungen von Aufbauten der Photoresistschicht, des leitenden Körpers, der ge­ druckten Leiterplatte, der Kontaktierungsdrähte und des Halbleiterchips, die gemäß anderen Layouts der Kon­ taktierungsanschlußflächen gegenüber Fig. 5 modifi­ ziert sind.
Fig. 5 stellt einen Halbleiterchip 1 dar, der auf einem Sub­ strat 9 gemäß dem. Verfahren dieser Erfindung angeordnet werden soll. Das Substrat 9 weist einen Chipbefestigungsbereich auf, der mit mehreren Lötpunkten 90 versehen ist. Der Halbleiterchip 1 weist eine Anschlußflächen-Befestigungsfläche 10 auf, die mit mehreren Kontaktierungsanschlußflächen 11 versehen ist (siehe Fig. 1), die mit entsprechenden der Lötpunkte 90 verbunden wer­ den sollen und die auf der Anschlußflächen-Befestigungsfläche 10 an Stellen angeordnet sind, die von Stellen der entsprechen­ den der Lötpunkte 90 auf dem Chipbefestigungsbereich des Sub­ strats 9 versetzt sind. Die Kontaktierungsanschlußflächen 11 sind längs einer Mittellinie der Anschlußflächen-Befestigungs­ fläche 10 ausgerichtet.
Die Fig. 1 bis 5 stellen aufeinanderfolgende Schritte zur Bearbeitung des Halbleiterchips 1 dar, um eine Halbleiter­ vorrichtung zu bilden, die auf dem Substrat 9 gemäß dem Verfah­ ren dieser Erfindung befestigt werden soll.
In den Fig. 1 und 2 ist eine gedruckte Leiterplatte 2 an der Anschlußflächen-Befestigungsfläche 10 so angebracht, daß ein Abschnitt der Anschlußflächen-Befestigungsfläche 10 mit den Kontaktierungsanschlußflächen 11 von der gedruckten Leiter­ platte 2 freiliegt. Die gedruckte Leiterplatte 2 weist ein nichtleitendes Substrat 21 mit einer bedruckten Oberfläche 20 auf, die der Anschlußflächen-Befestigungsfläche 10 gegenüber­ liegt und die mit mehreren beabstandeten Leiterbahnen 21 be­ druckt ist, die jeweils und elektrisch mit den Kontakt ierungs­ anschlußflächen 11 verbunden werden sollen und die jeweils von den Kontaktierungsanschlußflächen 11 in laterale Richtungen längs der bedruckten Oberfläche 20 beabstandet sind.
Mehrere leitende Kontaktierungsdrähte 22 werden über be­ kannte Drahtkontaktierungstechniken gebildet, um jeweils die Kontaktierungsanschlußflächen 11 und die Leiterbahnen 21 mit­ einander zu verbinden.
In Fig. 3 wird eine lichthärtende Schicht, wie eine Photo­ resistschicht 3 auf der bedruckten Oberfläche 20 und der An­ schlußflächen-Befestigungsfläche 10 gebildet, so daß die Kon­ taktierungsanschlußflächen 11 und die Kontaktierungsdrähte 22 in die Photoresistschicht 3 eingebettet werden. Eine Maske 4 wird auf die Photoresistschicht 3 gelegt, und die Photoresist­ schicht 3 wird an Stellen belichtet, die von Kontaktabschnitten 211 der Leiterbahnen 21 versetzt sind. Der belichtete Abschnitt der Photoresistschicht 3 härtet aus und bildet eine nichtleitende Isolationsschicht, die die bedruckte Oberfläche 20 und die Anschlußflächen-Befestigungsfläche 10 bedeckt.
In Fig. 4 werden mehrere Zugangslöcher 30 (nur eines wird gezeigt) in der Photoresistschicht 3 gebildet, indem der unbe­ lichtete Abschnitt der Photoresistschicht 3 von der Isolations­ schicht durch Waschen mit einem Lösungsmittel entfernt wird. Jedes der Zuganglöcher 30 legt den Kontaktabschnitt 2 11 einer jeweiligen der Leiterbahnen 21 frei. Vorzugsweise ist der Kon­ taktabschnitt 211 jeder der Leiterbahnen 21 mit einem jeweili­ gen der Lötpunkte 90 des Substrats 9 ausgerichtet (siehe Fig. 5).
Mehrere leitende Körper 5 werden jeweils in den Zugangslö­ chern 30 gebildet (in Fig. 5 wird nur eines gezeigt). Jeder der leitenden Körper 5 ist elektrisch mit einer jeweiligen der Kon­ taktierungsanschlußflächen 11 verbunden und steht von einem je­ weiligen der Zugangslöcher 30 vor, um eine elektrische Verbin­ dung mit dem entsprechenden Lötpunkt 90 des Substrats 9 zuzu­ lassen (siehe Fig. 5).
Die Fig. 6 und 7 stellen unterschiedliche Gestaltungen von Aufbauten der Photoresistschicht 3, des leitenden Körpers 5, der gedruckten Leiterplatte 2, der Kontaktierungsdrähte 22 und des Halbleiterchip 1 dar, die gemäß anderen Layouts der Kon­ taktierungsanschlußflächen 11 gegenüber Fig. 5 modifiziert sind. In Fig. 6 sind die Kontaktierungsanschlußflächen 11 an einem peripheren Abschnitt der Anschlußflächen-Befestigungs­ fläche 10 des Halbleiterchips 1 ausgebildet. In Fig. 7 sind die Kontaktierungsanschlußflächen 11 in zwei parallelen Reihen längs eines Mittelabschnitts der Anschlußflächen-Befestigungs­ fläche 10 des Halbleiterchips 1 ausgebildet.
Mit der gedruckte Leiterplatte 2, den Kontaktierungsdrähten und dem leitenden Körper 5 kann die elektrische Verbindung zwischen dem Halbleiterchip 1 und dem Substrat 9 leicht und fle­ xibel erreicht werden.
Bei der so erläuterten Erfindung ist es deutlich, daß ver­ schiedene Modifikationen und Variationen gemacht werden können, ohne den Geist der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Es wird daher beabsichtigt, daß die Erfindung nur so begrenzt ist, wie in den beigefügten Ansprüchen niedergelegt ist.

Claims (4)

1. Verfahren zum Anordnen eines Halbleiterchips auf einem Sub­ strat, wobei das Substrat einen Chipbefestigungsbereich aufweist, der mit mehreren Lötpunkten versehen ist, wobei der Halbleiterchip eine Anschlußflächen-Befestigungsfläche aufweist, die mit mehreren Kontaktierungsanschlußflächen versehen ist, die mit entsprechenden der Lötpunkte verbun­ den werden sollen und die auf der Anschlußflächen-Befesti­ gungsfläche an Stellen angeordnet sind, die von Stesllen der entsprechenden der Lötpunkte auf dem Chipbefestigungsbe­ reich versetzt sind, wobei das Verfahren die Schritte auf­ weist:
Anbringung einer gedruckten Leiterplatte an die Anschluß­ flächen-Befestigungsfläche, wobei die Kontaktierungs­ anschlußflächen von der gedruckten Leiterplatte freilie­ gen, wobei die gedruckte Leiterplatte ein nichtleitendes Substrat mit einer gedruckten Oberfläche aufweist, die der Anschlußflächen-Befestigungsfläche gegenüberliegt und die mit mehreren Leiterbahnen bedruckt ist, die jeweils und elektrisch mit den Kontaktierungsanschlußflächen verbunden werden sollen und die jeweils von den Kontaktierungs­ anschlußflächen in laterale Richtungen längs der bedruckten Oberfläche beabstandet sind;
Bilden mehrerer leitender Kontaktierungsdrähte, die die Kontaktierungsanschlußflächen und die Leiterbahnen jeweils miteinander verbinden;
Bilden einer Photoresistschicht auf der bedruckten Oberflä­ che und der Anschlußflächen-Befestigungsfläche, so daß die Kontaktierungsanschlußflächen und die Kontaktierungsdrähte in die Photoresistschicht eingebettet sind;
Bilden von Zugangslöchern in der Photoresistschicht, von denen jedes mit mindestens einem Abschnitt einer jeweiligen der Leiterbahnen ausgerichtet ist und diesen freilegt; und
Bilden mehrerer leitender Körper in den Zugangslöchern, wo­ bei jeder der leitenden Körper elektrisch mit einer jewei­ ligen der Kontaktierungsanschlußflächen verbunden wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei jedes der Zugangslöcher in der Photoresistschicht an einer Stelle gebildet wird, die einem jeweiligen der Lötpunkte auf dem Chipbefestigungsbe­ reich des Substrats entspricht.
3. Halbleitervorrichtung, die zum Anordnen auf einem Substrat angepaßt ist, wobei das Substrat einen Chipbefestigungsbe­ reich aufweist, der mit mehreren Lötpunkten versehen ist, wobei die Halbleitervorrichtung aufweist:
einen Halbleiterchip mit einer Anschlußflächen-Befesti­ gungsfläche, die mit mehreren Kontaktierungsanschlußflä­ chen versehen ist, die auf der Anschlußflächen-Befesti­ gungsfläche an Stellen angeordnet sind, die von Stellen entsprechender der Lötpunkte auf dem Chipbefestigungsbe­ reich versetzt sind;
eine gedruckte Leiterplatte, die an der Anschlußflächen-Be­ festigungsfläche angebracht ist und ein nichtleitendes Sub­ strat mit einer bedruckten Oberfläche aufweist, die der An­ schlußflächen-Befestigungsfläche gegenüberliegt und die mit mehreren Leiterbahnen bedruckt ist, die jeweils von den Kontaktierungsanschlußflächen in laterale Richtungen längs der bedruckten Oberfläche beabstandet sind;
mehrere leitende Kontaktierungsdrähte, die jeweils die Kon­ taktierungsanschlußflächen und die Leiterbahnen miteinan­ der verbinden;
eine Photoresistschicht, die auf der bedruckten Oberfläche und der Anschlußflächen-Befestigungsfläche beschichtet ist, so daß die Kontaktierungsanschlußflächen und die Kon­ taktierungsdrähte in die Photoresistschicht eingebettet sind, und die mit mehreren Zugangslöcher augebildet ist, von denen jedes mit mindestens einem Abschnitt einer jewei­ ligen der Leiterbahnen ausgerichtet ist und diese freilegt; und
mehrere leitende Körper, die jeweils in den Zugangslöchern angeordnet sind und elektrisch und jeweils mit den Kontak­ tierungsanschlußflächen verbunden sind.
4. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 3, wobei jedes der Zu­ gangslöcher in der Photoresistschicht an einer Stelle aus­ gebildet ist, die einem jeweiligen der Lötpunkte auf dem Chipbefestigungsbereich des Substrats entspricht.
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