DE10125035A1

DE10125035A1 - Halbleiterbauteil

Info

Publication number: DE10125035A1
Application number: DE10125035A
Authority: DE
Inventors: Masato Sumikawa; Kazumi Tanaka
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-05-25
Filing date: 2001-05-22
Publication date: 2001-12-06
Also published as: KR100368029B1; JP3596864B2; KR20010107729A; US6587353B2; US20010045649A1; JP2001332653A

Abstract

Bei einem Halbleiterbauteil sind Anschlusselektroden (8) auf einem Halbleitersubstrat (1) platziert. Ein Verdrahtungsmuster (6) zum Verbinden einer jeweiligen Chipelektrode (2) mit einer entsprechenden Anschlusselektrode ist in der Nähe der Anschlusselektrode in einer Richtung geführt, in der der Effekt thermischer Spannungen nach der Montage des Halbleitersubstrats klein ist. Genauer gesagt, ist das Verdrahtungsmuster so geführt, dass die Führungsrichtung nicht mit derjenigen Richtung übereinstimmt, die die Mitte (11) des Halbleitersubstrates mit der Anschlusselektrode verbindet, entlang der die größten thermischen Spannungen zu erwarten sind. Demgemäß ist die Belastung verringert, wie die im Verdrahtungsmuster nach dem Montieren des Halbleitersubstrats an einer Montageplatte auftritt. Nachteilige Effekte von Spannungsbelastungen können verhindert werden, ohne dass die Anschlussleiterbahnen verbreitert werden.

Description

Die Erfindung betrifft Halbleiterbauteile, spezieller ein Halbleiterbauteil mit einer Leiterbahnstruktur, bei der eine Unterbrechung einer Leiterbahn durch elastische Spannungen, die nach einem Montagevorgang auf ein Halbleitersubstrat wirken, verhindert ist.

In den letzten Jahren schritten die Miniaturisierung und dichte Integration von Halbleiterbauteilen schnell fort, da zunehmende Nachfrage nach kompakteren und leichteren elek tronischen Geräten, wie Mobiltelefonen und mobilen Informa tionseinrichtungen, bestand. Zu diesem Zweck erfolgten ver schiedene Vorschläge. Einer besteht in der Montage eines nackten Chips, bei der ein LSI(Large Scale Integrated)-Chip unmittelbar auf einer Leiterplatte montiert wird. Ein ande rer Vorschlag geht dahin, ein Halbleiterbauteil mit soge nannter CSP(Chip Size Package)-Struktur auszubilden, bei der die Form des Halbleiterbauteils derjenigen eines LSI-Chips so dicht wie möglich folgt, um Miniaturisierung zu erzielen. Bei einem Halbleiterbauteil mit CSP-Struktur werden anstelle der bei normalen LSI-Chips üblichen Peripherieelektroden zu nehmend Flächenarrayelektroden verwendet, was bei einem Ver drahtungsschritt hinsichtlich der Anzahl der Stifte von Vor teil ist.

Fig. 16 zeigt ein Beispiel eines bei herkömmlicher Montage eines nackten Chips verwendeten Halbleiterbauteils. Wie dar gestellt, besteht das Halbleiterbauteil 109 aus einem nack ten Chip 119, bei dem es sich um ein nicht mit einem Harz element vergossenes Halbleitersubstrat handelt, und mehreren Verbindungen 108. Wie es in Fig. 17 dargestellt ist, wird der nackte Chip 119 über die Verbindungen 108 mit Elektroden 120 auf einer Montageplatte 121 verbunden. Bei dieser Struk tur entstehen jedoch aufgrund eines Unterschieds der Wärme ausdehungen des nackten Chips 119 und der Montageplatte 121 große thermische Spannungen, was zu einer Beschädigung der Verbindungen 108 führen kann, so dass diese unzuverlässig arbeiten.

So wird, wie es in Fig. 18 dargestellt ist, der Zwischenraum zwischen der Unterseite des nackten Chips 119 und der Ober fläche der Montageplatte 121 im Allgemeinen mit einem Harz element 122 (das als "Unterfüllung" bezeichnet wird) ausge füllt, um thermische Spannungen abzubauen, wie sie in den Verbindungen 108 auftreten.

Das oben unter Bezugnahme auf Fig. 18 beschriebene herkömm liche Halbleiterbauteil 109 wurde vorgeschlagen, um Montage mit hoher Dichte als Montage eines nackten Chips zu erzielen und um die Zuverlässigkeit durch Verringern der thermischen Belastungen zu verbessern, wie sie in den den nackten Chip 119 und die Montageplatte 121 verbindenden Verbindungen 108 auftreten. Dieses Halbleiterbauteil zeigt jedoch die folgen den Nachteile.

Das in den Zwischenraum zwischen der Unterseite des nackten Chips 119 und die Oberseite der Montageplatte 121 eingefüll te Harzelement 122 erschwert eine Reparatur des nackten Chips 119 extrem, und ein zusätzlicher Aushärtschritt für das Harz erhöht die Herstellkosten des Halbleiterbauteils. Auch ist die Handhabung des nackten Chips 119 selbst schwie rig. Wegen derartiger Gründe konnte sich die Montagestruktur des in Fig. 18 dargestellten Halbleiterbauteils trotz der Möglichkeit der Miniaturisierbarkeit und der Montage mit ho her Dichte nicht verbreiten.

Außerdem wurde über Defekte oder Rissbildung nach der Monta ge berichtet. Derartige Risse treten wegen durch thermische Belastungen nach dem Montieren des nackten Chips 119 an der Montageplatte 121 entstandene Spannungen in einer Anschluss leiterbahn zum Verbinden der Lötverbindung 108, die eine An schlusselektrode ist, und einer Elektrode auf dem Halblei tersubstrat, die eine Chipelektrode ist, sowie in einer Lei terbahn auf, die von einer auf der Montageplatte 121 vorhan denen Elektrode 120 wegführt. Insbesondere besteht hohe Wahrscheinlichkeit für eine Unterbrechung einer Anschluss leiterbahn des Halbleiterbauteils durch einen Riss, der sich an der Grenze zwischen der Lötverbindung 108 (Kontaktfleck) auf dem nackten Chip 119 als Halbleitersubstrat und der An schlussleiterbahn öffnet.

Ferner sind bei der in Fig. 16 dargestellten Struktur eines Halbleiterbauteils 109 die Anschlusselektroden matrixförmig auf dem nackten Chip 119 angeordnet. So sollten die An schlussleiterbahnen, um sie von den Elektroden auf dem Halb leitersubstrat, oder den Chipelektroden, zu den mit der Mon tageplatte verbundenen Anschlusselektroden zu führen, die selben mit hoher Dichte entlang den Zwischenräumen zwischen ihnen geführt werden. Wenn die Anschlussleiterbahnen ver breitert werden, um für ausreichende Festigkeit gegen Belas tungen zu sorgen, kann aufgrund von Streusignalen oder der Erzeugung von Störsignalen zwischen Schaltkreisen ein Über sprechproblem auftreten.

Es ist zu erwarten, dass der Abstand zwischen Anschlusslei terbahnen und die Breite der Leiterbahnen selbst weiter ver ringert werden, da die Tendenz besteht, die Elektroden schrittweite auf Halbleitersubstraten zunehmend zu verklei nern, um die Anzahl von Anschlussstiften zu erhöhen und da bei noch die Chipgröße zu verringern. Demgemäß besteht Be darf an einem Halbleiterbauteil mit einer Leiterbahnstruk tur, die nicht nur einen Abbau von auf die Lötverbindungen 108 wirkenden Spannungen, sondern auch solcher Spannungen berücksichtigt, die auf die mit den Lötverbindungen 108 ver bundenen Anschlussleiterbahnen wirken. Anders gesagt, ist ein Halbleiterbauteil gefordert, das eine Verdrahtung von Anschlussleiterbahnen mit hoher Dichte, wie bei einer Mon tage eines nackten Chips, erlaubt, das mit den geringstmög lichen Kosten hergestellt wird und das für eine Montage struktur sorgt, die nicht nur für Zuverlässigkeit als Ein zelbaustein, sondern auch nach seiner Montage an einer Mon tageplatte sorgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Halbleiter bauteil mit einer Leiterbahnstruktur zu schaffen, die ein Verdrahten mit hoher Dichte ermöglicht und die Erzeugung von Rissen in einer Leiterbahn verhindert, die mit einer An schlusselektrode verbunden ist, nachdem das Halbleiterbau teil auf einer Montageplatte montiert wurde.

Diese Aufgabe ist durch die Halbleiterbauteile gemäß den beigefügten Ansprüchen 1, 2 und 14 gelöst.

Die Strukturen gemäß den Ansprüchen 1 und 2 sorgen für die folgenden Effekte. Es sei angenommen, dass das Substrat und ein anderes Substrat, das mit dem ersteren über die An schlussleiterbahn elektrisch zu verbinden ist, voneinander verschiedene Wärmeexpansionskoeffizienten aufweisen. In die sem Fall würde die Anschlussleiterbahn, nachdem das eine Substrat am anderen angebracht ist, in der Nähe der An schlusselektrode unter Spannungen mit einer Größe leiden, die der Differenz zwischen den Wärmeexpansionskoeffizienten der beiden Substrate entsprechen. Gemäß der Erfindung weisen jedoch, in der Nähe der Anschlusselektrode (1) die Richtung, in der die Anschlussleiterbahn geführt ist, und die Rich tung, in der sich das Substrat aufgrund der thermischen Be lastung ausdehnt und zusammenzieht, oder (2) die Richtung, in der die Anschlussleiterbahn geführt ist, und die Rich tung, die den Schnittpunkt der diagonalen Linien der Recht eckform und die Stelle miteinander verbindet, an der die Anschlussleiterbahn mit der Anschlusselektrode verbunden ist, einen bestimmten Schnittwinkel auf, d. h., diese Rich tungen weichen voneinander ab. So werden die Spannungen, die in der Nähe der Anschlusselektrode auf die Anschlussleiter bahn wirken, im Vergleich zum Fall, in dem diese zwei Rich tungen übereinstimmen, klein. Im Ergebnis ist der nachteili ge Effekt derartiger Spannungen auf die Anschlussleiterbahn gelindert, was die Zuverlässigkeit des Halbleiterbauteils verbessert, nachdem das Substrat an einem anderen Substrat montiert wurde. Ferner können die nachteiligen Wirkungen der Spannungen verhindert werden, ohne dass die Breite der An schlussleiterbahn vergrößert wird, so dass ein Halbleiter bauteil mit einer Leiterbahnstruktur hoher Dichte realisiert werden kann.

Beim Halbleiterbauteil gemäß Anspruch 3 ist die Zuverlässig keit der Verbindung zwischen den Anschlussleiterbahnen und den Anschlusselektroden in den vier Ecken, wo sich das Sub strat aufgrund thermischer Belastungen nach der Montage mit der größten Wahrscheinlichkeit ausdehnt und zusammenzieht, verbessert.

Beim Halbleiterbauteil gemäß Anspruch 4 können an allen Ver bindungsstellen zwischen den Anschlusselektroden und den An schlussleiterbahnen die auf die letzteren wirkenden Spannun gen klein gemacht werden. Dadurch wird die Erzeugung von Schäden in allen Leiterbahnen unterdrückt, so dass die Zu verlässigkeit des Halbleiterbauteils weiter verbessert ist.

Beim Halbleiterbauteil gemäß Anspruch 5 kann eine Unterbre chung der Anschlussleiterbahnen verhindert werden. Ferner können diese mit den geringstmöglichen Längen angebracht werden.

Beim Halbleiterbauteil gemäß Anspruch 6 kann die Möglichkeit von Unterbrechungen der Anschlussleiterbabnen weiter gesenkt werden, während eine Verdrahtung derselben mit den geringst möglichen Längen möglich ist.

Beim Halbleiterbauteil gemäß Anspruch 7 ist im Vergleich zum Fall, in dem die Anschlusselektroden nahe der Mitte des Sub strats vorhanden sind, die Festigkeit der Anschlusselektro denabschnitte gegenüber Torsion erhöht, wie sie um die Mit telachse der Hauptfläche des Substrats wirkt, nachdem das Substrat mit einem anderen verbunden wurde.

Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Halbleiterbauteile gemäß den unabhängigen Ansprüchen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.

Beim Halbleiterbauteil gemäß Anspruch 10 weisen die Rich tung, in der die andere Leiterbahn geführt ist, und die Richtung, in der sich das andere Substrat durch thermische Belastungen ausdehnt und zusammenzieht, einen bestimmten Schnittwinkel auf, d. h. diese Richtungen weichen voneinan der ab. So werden die Spannungen, die auf die andere Leiter bahn in der Nähe der anderen Verbindungselektrode wirken, im Vergleich zum Fall, in dem die zwei genannten Richtungen übereinstimmen, klein. Im Ergebnis ist die nachteilige Wir kung der Spannungen auf die andere Leiterbahn gelindert, so dass die Zuverlässigkeit des Halbleiterbauteils nach der Montage des Substrats am anderen Substrat verbessert ist.

Vorzugsweise weist das andere Substrat bei den erfindungsge mäßen Halbleiterbauteilen Rechteckform auf. In der Nähe der Stelle, auf der die andere Leiterbahn und die andere Verbin dungselektrode miteinander verbunden sind, kann die Rich tung, in der die andere Leiterbahn geführt ist, einen Schnittwinkel von über 0° und unter 180° in Bezug auf eine Richtung aufweisen, die den Schnittpunkt der Diagonalen der Rechteckform des anderen Substrats mit der Stelle verbindet, an der die andere Leiterbahn und die andere Anschlusselek trode miteinander verbunden sind.

Die vorstehend beschriebene Struktur weist die folgenden Effekte auf. In der Nähe der anderen Verbindungselektrode weisen die Richtung, in der die andere Leiterbahn geführt ist, und die Richtung, die den Schnittpunkt der Diagonalen der Rechteckform des anderen Substrats mit der Stelle ver bindet, an der die andere Leiterbahn und die andere Verbin dungselektrode miteinander verbunden sind, einen bestimmten Schnittwinkel auf, d. h., diese Richtungen weichen voneinan der ab. So werden im Vergleich zum Fall, in dem diese zwei Richtungen übereinstimmen, die Spannungen klein, die in der Nähe der anderen Verbindungselektrode auf die andere Leiter bahn wirken. Im Ergebnis ist der nachteilige Effekt der Spannungen in der anderen Leiterbahn gelindert, so dass die Zuverlässigkeit des Halbleiterbauteils nach der Montage des Substrats an einem anderen verbessert ist.

Vorzugsweise ist beim erfindungsgemäßen Halbleiterbauteil das Substrat ein Halbleitersubstrat, und das andere Substrat ist eine Montageplatte, die ein Halbleitersubstrat aufnimmt.

Das Halbleiterbauteil gemäß Anspruch 14 zeigt die folgenden Effekte. In der Nähe der anderen Verbindungselektrode weisen die Richtung, in der die andere Leiterbahn geführt ist, und die Richtung, in der sich die Montageplatte durch die ther mischen Belastungen ausdehnt und zusammenzieht, einen be stimmten Schnittwinkel auf, d. h., diese Richtungen weichen voneinander ab. So werden im Vergleich zum Fall, in dem die se zwei Richtungen übereinstimmen, die auf die andere Lei terbahn in der Nähe der anderen Verbindungselektrode wirken den Spannungen klein. Im Ergebnis wird der nachteilige Ef fekt der Spannungen in der anderen Leiterbahn gelindert, so dass die Zuverlässigkeit des Halbleiterbauteils nach der Montage des Halbleitersubstrats an der Montageplatte verbes sert ist.

Vorzugsweise ist die Montageplatte ein dielektrisches Sub strat.

Die vorstehenden und anderen Aufgaben, Merkmale, Gesichts punkte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen besser erkennbar.

Fig. 1 zeigt eine Struktur einer Anschlussleiterbahn eines Halbleiterbauteils gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt des Halbleiterbauteils des ersten Ausführungsbeispiels.

Fig. 3-6 veranschaulichen Herstellschritte für das Halb leiterbauteil des ersten Ausführungsbeispiels.

Fig. 7 zeigt einen Querschnitt eines Halbleiterbauteils ge mäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 8-11 veranschaulichen Herstellschritte für das Halb leiterbauteil des zweiten Ausführungsbeispiels.

Fig. 12 zeigt ein Modell einer Anschlusselektrode und eines Umgebungsbereichs derselben, wobei die Anschlusselektrode in der Mitte durchgeschnitten ist.

Fig. 13 zeigt die Verteilung elastischer Spannungen um einen Lötverbindungsabschnitt zum Zeitpunkt, zu dem zwangsweise eine Verschiebung auf die Oberfläche einwirkt, an der die in Fig. 12 dargestellte Anschlusselektrode angeschlossen ist.

Fig. 14 zeigt eine Struktur einer Montageplatte gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 15 zeigt ein Verdrahtungsmuster seitens der Montage platte beim dritten Ausführungsbeispiel.

Fig. 16 zeigt ein Beispiel eines herkömmlichen nackten Chips, der nicht vergossen ist.

Fig. 17 zeigt einen herkömmlichen unvergossenen nackten Chip, der auf einer Montageplatte montiert ist.

Fig. 18 zeigt einen nackten Chip, der auf herkömmliche Weise betreffend die Montage eines Halbleiterbauteils mit "Unter füllung" montiert ist.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.

Erstes Ausführungsbeispiel

Nun werden die Struktur eines Halbleiterbauteils gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel und ein zugehöriges Herstellver fahren unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 6 beschrieben. Als Erstes wird die Struktur des Halbleiterbauteils des vor liegenden Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Draufsicht der Fig. 1 und die Schnittansicht der Fig. 2 be schrieben.

Gemäß Fig. 2, die ein Halbleitersubstrat 1 vor der Untertei lung in einzelne Halbleiterbauteile zeigt, von denen ein einzelnes in Fig. 1 dargestellt ist, verfügt das einzelne Halbleiterbauteil 9 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbei spiel über Folgendes: ein Halbleitersubstrat 1 mit einer An zahl von Bereichen, die voneinander zu trennen sind; eine Elektrode (nachfolgend als "Chipelektrode" bezeichnet) 2, die auf dem Halbleitersubstrat 1 ausgebildet ist; einen auf dem Halbleitersubstrat 1 ausgebildeten Isolierfilm 3; ein Harzelement 5, das an einer Stelle ausgebildet ist, an der eine Anschlusselektrode herzustellen ist; ein Verdrahtungs muster 6, einen Schutzfilm 7 zum Schützen des Verdrahtungs musters 6; und eine Anschlusselektrode 8. An jeder Grenze der Bereiche des Halbleitersubstrats 1, die voneinander zu trennen sind, ist eine Schnittlinie 4 vorhanden.

Beim Halbleiterbauteil des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, Harzelemente 5 mit niedrigem Elastizitätsmodul getrennt voneinander unmittelbar unter jeweiligen Anschlusselektroden 8 ausgebildet. So die nen dann, wenn nach dem Montieren des Halbleiterbauteils 9 auf einer Montageplatte thermische Hysterese auftritt, diese Harzelemente 5 selbst dann, wenn aufgrund der Differenz zwi schen den Wärmeexpansionskoeffizienten des Halbleiterbau teils 9 und der Montageplatte erzeugte thermische Belastun gen auf die Anschlusselektroden 8 einwirken, so, dass sie die thermischen Belastungen abbauen und dadurch die Montage zuverlässigkeit des Halbleiterbauteils 9 verbessern.

Nun wird die Struktur des Halbleiterbauteils des vorliegen den Ausführungsbeispiels detaillierter beschrieben. Bei die sem Halbleiterbauteil sind, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, Chipelektroden 2 auf der Hauptfläche des Halbleiter substrats 1 vorhanden, das rechteckig ausgebildet ist. Auch befindet sich das Verdrahtungsmuster (nachfolgend auch als "Leiterbahn(en)" bezeichnet) 6, das die Anschlussleiterbah nen bei der Erfindung bildet, auf dem Halbleitersubstrat 1. Ein Ende jeder Leiterbahn 6 ist mit einer entsprechenden Chipelektrode 2 verbunden und von der Oberseite der relevan ten Chipelektrode 2 entlang der Hauptfläche des Halbleiter substrats 1 geführt. Das andere Ende der Leiterbahn 6 ist elektrisch mit einer entsprechenden Anschlusselektrode 8 verbunden.

Nahe dem Umfang des Halbleitersubstrats 1 sind elektrische Verbindungselektroden 8 positioniert, die mit Elektroden (nachfolgend als "Montageplattenelektroden" bezeichnet) 88 auf einer Montageplatte 21, die später unter Bezugnahme auf Fig. 15 beschrieben wird, zu verbinden sind, nachdem das Halbleiterbauteil 9 an der Montageplatte 21 angebracht wur de. Demgemäß ist, im Vergleich zum Fall, in dem Anschluss elektroden 8 nahe der Mitte des Halbleitersubstrats 1 vor handen sind, die Festigkeit der Elektroden 8 hinsichtlich Torsion, die um die Mittelachse der Hauptfläche des Halblei tersubstrats 1 wirkt, nachdem das Halbleiterbauteil 9 an der Montageplatte 21 angebracht wurde, erhöht.

Bei der Leiterbahnstruktur dieses Halbleiterbauteils ist, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, das Verdrahtungsmuster 6 so ausgebildet, dass in der Nähe der Stelle, an der die Lei terbahn 6 mit der ihr entsprechenden Anschlusselektrode 8 verbunden ist, die Richtung, in der die Leiterbahn 6 geführt ist, zur Richtung, in der sich das Halbleitersubstrat 1 durch thermische Belastungen an der Stelle, an der die rele vante Leiterbahn 6 und die Elektrode 8 miteinander verbunden sind, ausdehnt und zusammenzieht, einen Schnittwinkel (von ungefähr 45° oder ungefähr 90°) aufweist.

Anders gesagt, ist bei der Leiterbahnstruktur dieses Halb leiterbauteils dafür gesorgt, dass sich jede Leiterbahn des Verdrahtungsmusters 6 von der Stelle, an der es mit der ent sprechenden Anschlusselektrode 8 verbunden ist, über einen bestimmten Weg in einer Richtung erstreckt, der einen Schnittwinkel (von ungefähr 45° oder ungefähr 90°) in Bezug zur Richtung aufweist, die den Schnittpunkt 11 der Diagona len des Rechtecks des Halbleitersubstrats 1 mit der Stelle verbindet, an der die relevante Leiterbahn 6 mit der ent sprechenden Elektrode 8 verbunden ist, wie es durch einen Pfeil 12 in Fig. 1 dargestellt ist. Obwohl der Schnittwinkel beim vorliegenden Ausführungsbeispiel zu ungefähr 45° oder ungefähr 90° angegeben ist, kann jeder Schnittwinkel über 0° und unter 180° verwendet werden.

Bei diesem Halbleiterbauteil ist jede Leiterbahn des auf dem Halbleitersubstrat 1 platzierten Verdrahtungsmusters 6 mit einer Anschlussleiterbahnstruktur mit dem oben beschriebenen Schnittwinkel ausgebildet. Der Schnittwinkel liegt vorzugs weise im Bereich zwischen 45° und 135°, bevorzugter im Be reich zwischen 60° und 120°. Dies, da die Richtung, in der sich die Leiterbahn 6 erstreckt, umso mehr von der Richtung abweicht, in der das Halbleitersubstrat 1 Spannungen er fährt, je näher der Schnittwinkel bei 90° liegt. Für den Schnittwinkel besteht jedoch keine Beschränkung auf 90°, sondern es ist ein bestimmter Toleranzbereich möglich, so dass jede Leiterbahn des Verdrahtungsmusters 6 mit der kür zest möglichen Länge angeordnet werden kann.

Die Anschlusselektrode 8 und das Leiterbahnmuster 6 können über ein leitendes Element, z. B. einen Barrieremetallfilm aus Nickel, der Interdiffusion zwischen der Elektrode 8 und der Leiterbahn 6 unterdrückt, elektrisch miteinander verbun den sein. So ist der Kontaktwiderstand zwischen der An schlusselektrode 8 und dem die Anschlussleiterbahnen bilden den Verdrahtungsmuster 6 verringert, so dass die Leitfähig keit in der Nähe der Anschlusselektrode 8 verbessert ist.

Ferner ist, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, auf der Ober seite des Halbleitersubstrats 1 ein Isolierfilm 3 ausgebil det. Auf dessen Oberseite ist ein Harzelement 5 in Trapez form ausgebildet, das über eine schräge Ebene in Bezug auf die Hauptfläche des Halbleitersubstrats 1 verfügt. So sind die Anschlusselektrode 8 und das Halbleitersubstrat 1 so vorhanden, dass zwischen sie das Harzelement 5 eingefügt ist. Das Verdrahtungsmuster 6 ist entlang der schrägen Ebene des Harzelements 5 platziert, so dass es in der Nähe der Verbindungsstelle zwischen dem Muster 6 und der Anschluss elektrode 8 eine relativ gleichmäßige Struktur aufweist.

Das Verdrahtungsmuster 6 weist, zumindest in einem Teil, eine Mehrschichtstruktur aus zwei oder mehr verschiedenen Materialarten auf. Dies erlaubt die Ausbildung einer Leiter bahnstruktur mit z. B. einem Material, das gute Bearbeitbar keit zeigt, und einem Material, das gute Leitfähigkeit zeigt.

Ferner ist ein Schutzfilm 7 so ausgebildet, dass er das Halbleitersubstrat 1, den Isolierfilm 3, das Harzelement 5, das Verdrahtungsmuster 6 und einen Teil der Oberfläche der Anschlusselektrode 8 bedeckt, um Schäden an diesen zu ver hindern.

Die oben beschriebene Leiterbahnstruktur gemäß dem vorlie genden Ausführungsbeispiel zeigt die folgenden Vorteile.

Es sei angenommen, dass der Wärmeexpansionskoeffizient des Halbleitersubstrats 1 von dem der Montageplatte 21 verschie den ist. In diesem Fall erfährt das Verdrahtungsmuster 6 nach der Montage des Halbleitersubstrats 1 an der Montage platte 21 in der Nähe der Anschlusselektrode 8 Spannungen einer Größe, die der Differenz zwischen den Wärmeexpansions koeffizienten des Halbleitersubstrats 1 und der Montageplat te 21 entsprechen.

Bei der Struktur des Verdrahtungsmusters 6 des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist jedoch die Richtung, in der die Anschlussleiterbahn 6 in der Nähe der Anschlusselektrode 8 geführt ist, einen bestimmten Schnittwinkel zur Richtung auf, in der sich das Halbleitersubstrat 1 durch thermische Spannungen ausdehnt und zusammenzieht, anders gesagt, sie weicht von der Richtung ab, die den Schnittpunkt der Diago nalen des Rechtecks des Halbleitersubstrats 1 mit der Stelle verbindet, an der die relevante Leiterbahn 6 mit der ent sprechenden Elektrode 8 verbunden ist. Demgemäß werden, im Vergleich zum Fall, in dem die Richtung, in dem das Verdrah tungsmuster 6 geführt ist, mit der Richtung übereinstimmt, in der sich das Halbleitersubstrat 1 durch thermische Belas tungen ausdehnt und zusammenzieht, die auf das Verdrahtungs muster 6 in der Nähe der Anschlusselektrode 8 wirkenden Spannungen klein. Im Ergebnis wird der nachteilige Effekt der Spannungen auf das Verdrahtungsmuster 6 gelindert, so dass die Zuverlässigkeit des Halbleiterbauteils nach der Montage des Halbleitersubstrats 1 an der Montageplatte 21 verbessert ist.

Darüber hinaus ist die oben beschriebene Leiterbahnstruktur für jeden Verbindungsabschnitt zwischen einer Anschlusselek trode 8 und der entsprechenden Leiterbahn des Verdrahtungs musters 6 vorhanden. So sind die auf das gesamte Verdrah tungsmuster 6 wirkenden Spannungen verringert. Im Ergebnis können Schäden verringert werden, die durch Spannungen in der Nähe aller Verbindungsabschnitte zwischen dem Verdrah tungsmuster 6 und einer Anschlusselektrode 8 hervorgerufen werden, was die Zuverlässigkeit des Halbleiterbauteils wei ter verbessert.

Nun wird ein Herstellverfahren für das Halbleiterbauteil des vorliegenden Ausführungsbeispiels mit der oben beschriebenen Struktur beschrieben. Die Fig. 2 bis 6 zeigen Teilquer schnitte von Halbleiterbauteilen vor der Unterteilung in Stücke, die unter Anschlusselektroden 8 hindurchgeführt wer den. Beim Herstellverfahren für das Halbleiterbauteil des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, eine Chipelektrode 2 aus z. B. Aluminium als Erstes auf dem Halbleitersubstrat 1 hergestellt, gefolgt von der Herstellung des Isolierfilms 3 in einem anderen Be reich als dem, in dem die Chipelektrode 2 hergestellt wurde. Der Isolierfilm 3 kann in den ersten wenigen Schritten oder auch später hergestellt werden, wobei er z. B. durch Schleu derbeschichten eines Harzmaterials, wie Polyimid, über die gesamte Oberfläche des Halbleitersubstrats 1 und durch an schließendes Ausbilden einer Öffnung dort, wo die Chipelek trode 2 auszubilden ist, durch Fotolithografie oder derglei chen hergestellt werden kann.

Als Nächstes wird, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, auf dem Isolierfilm 3 an einer Stelle, an der eine Anschlusselektro de 8 herzustellen ist, ein Harzelement 5 ausgebildet. Das Harzelement 5 besteht vorzugsweise aus einem Material, das gutes Haftvermögen zum Isolierfilm 3 und zum Verdrahtungs muster 6 zeigt. Es besteht keine Beschränkung auf ein Harz aus dem Epoxidsystem, dem Siliconsystem oder dem Kautschuk system, aber es ist niedriger Elastizitätsmodul erwünscht, da dieser wirkungsvoll Spannungen nach dear Montage abbauen kann. Für Anschlusselektroden 8 mit einer Schrittweite von z. B. 0,8 mm kann das Harzelement 5 durch Siebdrucken unter Verwendung eines Metallstempels von ungefähr 0,1 mm Dicke als Erhebung mit einem Durchmesser von ungefähr 0,5 mm her gestellt werden, wobei jedoch das Herstellverfahren nicht hierauf beschränkt ist.

Das oben beschriebene Harzelement 5 kann nach der Montage des Halbleitersubstrats 1 an der Montageplatte 21 erzeugte thermische Spannungen wirkungsvoll abbauen, solange die je weiligen Harzelemente 5 durch Siebdrucken oder dergleichen ausschließlich an denjenigen Stellen individuell hergestellt werden, an denen die Anschlusselektroden 8 herzustellen sind.

Als Nächstes wird, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, das Verdrahtungsmuster 6 so hergestellt, dass es sich von der Oberseite der Chipelektrode 2 zur Oberseite des Harzelements 5 erstreckt, wo eine Anschlusselektrode 8 herzustellen ist. Das Verdrahtungsmuster 6 wird im Allgemeinen durch Aufplat tieren hergestellt, da elektrolytisches Plattieren von z. B. Kupfer (Cu) auf das Verdrahtungsmuster 6 den elektrischen Widerstand desselben verringern kann, um dadurch einen Span nungsabfall, Wärmeerzeugung, eine Signalverzögerung oder dergleichen im Verdrahtungsmuster 6 zu verhindern.

Ferner kann das Verdrahtungsmuster 6 so hergestellt werden, dass es den schrägen Ebenen der Harzelemente 5 beim vorlie genden Ausführungsbeispiel folgt. Demgemäß kann das Verdrah tungsmuster 6 in einem Schritt hergestellt werden, so dass der Herstellprozess vereinfacht ist, was die Produktivität verbessert.

Beim Herstellen des Verdrahtungsmusters 6 wird auf dem Ab schnitt der Chipelektrode 2 eine sogenannte Barrieremetall schicht aus z. B. Nickel (Ni) hergestellt, um Interdiffusion zwischen Kupfer (Cu) und dem Lötverbindungsabschnitt, der die Anschlusselektrode 8 bildet, zu unterdrücken. Wenn Ni ckel verwendet wird, wird z. B. Gold (Au) aufplattiert, um ein Benetzungsproblem zwischen Nickel und dem Lötmaterial zu verhindern. Dabei wird stromloses Plattieren verwendet, da dies den Vorteil zeigt, dass Nickelplattierung und Goldplat tierung in einer Schicht ausgeführt werden können.

Das oben beschriebene Verdrahtungsmuster 6 wird auf der Hauptfläche des Halbleitersubstrats 1 platziert, wie in Fig. 1 dargestellt. In dieser Fig. 1 verbinden gestrichelte Li nien 10 den Schnittpunkt 11 von Diagonalen des Halbleiter substrats 1 mit Rechteckform mit einer jeweiligen Anschluss elektrode 8. Jeder Pfeil 12 zeigt in eine Richtung, in der auf der Hauptfläche des Halbleitersubstrats 1 in der Nähe einer jeweiligen Anschlusselektrode 8 elastische Spannungen auftreten. Wenn nach dem Montieren des Halbleiterbauteils auf der Montageplatte eine Wärmezyklus-Hysterese auftritt, da zwischen dem Wärmeexpansionskoeffizienten (2-4 ppm/°C) des Halbleitersubstrats 1 und demjenigen (10-20 ppm/°C) der Montageplatte 21 eine Differenz besteht, wird die Wärme expansion des Halbleitersubstrats kleiner als die der Monta geplatte, wodurch es in der Nähe einer jeweiligen Anschluss elektrode 8 zu Spannungen kommt. Im Ergebnis entstehen in der Richtung der Wärmeexpansion oder der durch einen jewei ligen Pfeil 12 gekennzeichneten Richtung thermische Spannun gen.

Wenn das Verdrahtungsmuster 6 unter Berücksichtigung des Er gebnisses eines in der später beschriebenen Fig. 13 veran schaulichten Simulationsmodells entlang der durch den Pfeil 12 gekennzeichneten Richtung verlegt wird, in der Spannungen erzeugt werden, wirken große thermische Belastungen auf das Verdrahtungsmuster 6, was zu unerwünschten Unterbrechungen im Verdrahtungsmuster 6 führen kann. So ist es bevorzugt, die durch den Pfeil 12 gekennzeichnete Richtung thermischer Spannungen zu vermeiden, wenn das Verdrahtungsmuster 6 aus gehend von den Anschlusselektroden 8 verlegt wird. Die wir kungsvollste Führungsrichtung für das Verdrahtungsmuster 6 ist die Richtung, die rechtwinklig zur jeweiligen durch ei nen Pfeil 12 in Fig. 1 gekennzeichneten Spannungsrichtung verläuft, wodurch der kleinste nachteilige Effekt der ther mischen Belastungen zu erwarten ist. Wenn man jedoch fest der Idee verhaftet bleibt, das Verdrahtungsmuster 6 in einer Richtung unter 90° zur Spannungsrichtung zu führen, kann das eine Anschlusselektrode 8 mit einer Chipelektrode verbinden de Muster 6 lang werden, was einen überflüssig hohen elek trischen Widerstand hervorrufen würde. So wird davon ausge gangen, dass es, wenn das Muster der Spannungserzeugung ge mäß dem Simulationsmodell in Fig. 13 berücksichtigt wird, bevorzugt ist, das Verdrahtungsmuster 6 ausgehend von einer Anschlusselektrode 8 in einer Richtung zu führen, die einen Schnittwinkel von 45° bis 135° zur Spannungsrichtung, d. h. der Richtung X in Fig. 13, aufweist.

Als Nächstes wird, wie es in Fig. 6 dargestellt ist, ein Schutzfilm 7 zum Schutz des Verdrahtungsmusters 6 und der Oberfläche des Halbleiterbauteils 9, auf dem die Chipelek troden 2 platziert wurden, hergestellt. Der Schutzfilm 7 wird z. B. durch ein Druckverfahren oder durch Fotolithogra fie unter Verwendung eines fotoempfindlichen Harzes herge stellt. Wenn Fotolithografie verwendet wird, kann der Schutzfilm dadurch hergestellt werden, dass das fotoempfind liche Harz durch Schleuderbeschichten auf die gesamte Ober fläche des Halbleitersubstrats 1 aufgebracht wird und dann an einer Stelle, an der eine Anschlusselektrode 8 herzustel len ist, eine Öffnung ausgebildet wird.

Als Nächstes wird, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, eine Anschlusselektrode 8 auf dem Harzelement 5 hergestellt. Ge nauer gesagt, wird eine Kugel auf Basis z. B. eutektischer Zinn/Blei-Legierungen gemeinsam mit einem Gussmittel auf das Verdrahtungsmuster 6 auf dem Harzelement 5 aufgebracht, und es wird ein Aufschmelzlöten ausgeführt, um die Anschluss elektroden 8 herzustellen. Für das Material der Kugel be steht keine Beschränkung auf Zinn/Blei. Es kann auch ein bleifreies Lötmittel verwendet werden, wie Zinn/Silber/Kup fer.

Zuletzt wird das Halbleitersubstrat 1 entlang der Schnittli nien 4 in Stücke zerschnitten, wodurch ein. Halbleiterbauteil 9 fertiggestellt wird, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Al le durch die Fig. 2-6 veranschaulichten Herstellschritte können durch Waferverarbeitung unter Ausnutzung billiger Druckprozesses, wo möglich, ausgeführt werden. Demgemäß ist es möglich, ein Halbleiterbauteil auf billige Weise mit ei ner Struktur herzustellen, in der thermische Belastungen ausreichend abgebaut werden.

Wie oben beschrieben, ermöglicht es, beim Halbleiterbauteil des vorliegenden Ausführungsbeispiels, das an der Stelle, an der eine Anschlusselektrode 8 herzustellen ist, ausgebildete Harzelement 5, thermische Belastungen nach der Montage des Halbleitersubstrats 1 an der Montageplatte 21 abzubauen. Außerdem kann das elektrisch mit den Anschlusselektroden 8 verbundene Verdrahtungsmuster 6 unter Umgehung der Richtun gen, in denen elastische Spannungen auftreten, geführt wer den. Demgemäß sind auf das Verdrahtungsmuster 6 wirkende Spannungen verringert, und demgemäß kann eine Unterbrechung des Leiterbahnmusters 6 unterdrückt werden.

Nun werden unter Bezugnahme auf Fig. 12 Spannungen beschrie ben, wie sie in der Nähe einer Anschlusselektrode entstehen, wenn nach der Montage des Halbleiterbauteils des vorliegen den Ausführungsbeispiels thermische Belastungen entstehen. Fig. 12 zeigt ein Modell einer in der Mitte durchgeschnitte nen Lötverbindung. Bei diesem Modell ist die Lötverbindung 16 an der Oberfläche des Halbleitersubstrats 15 unter Einfü gung der Harzschicht 17 zum Abbauen von Spannungen ausgebil det, und der Schutzfilm 18 ist an der Oberseite des Halblei tersubstrats 15 um die Lötverbindung 16 herum ausgebildet. Das Halbleitersubstrat 15, die Lötverbindung 16, die Harz schicht 17 und der Schutzfilm 18 bei diesem Modell entspre chen dem Halbleitersubstrat 1, der Anschlusselektrode 8, der Harzschicht 5 bzw. dem Schutzfilm 7 beim vorliegenden Aus führungsbeispiel. Bei diesem Modell wird die Harzschicht 17 als von "Tropfenform" unter der Annahme angesehen, dass die Harzschicht 5 des vorliegenden Ausführungsbeispiels durch Drucken ausschließlich an der Stelle hergestellt wird, an der eine Anschlusselektrode 8 herzustellen ist, anstatt dass sie durch Schleuderbeschichten oder dergleichen auf der ge samten Oberfläche des Halbleitersubstrats hergestellt wird.

Unter Verwendung dieses Modells wurde die Verteilung elasti scher Spannungen berechnet, die dem Fall entsprechen, in dem die Oberfläche der mit dem Halbleitersubstrat 15 verbundenen Lötverbindung 16 oder die Oberseite der Harzschicht 17 zwangsweise um 17,5 µm in der X-Richtung ausgelenkt wird.

Dieser Wert von 17,5 µm entspricht der Längendifferenz in einer Richtung der Spannung, wie sie zwischen dem Halblei tersubstrat 1 und der Montageplatte 21 in der Lötverbindung erzeugt wird, die am weitesten von der Mitte oder dem Schnittpunkt der Diagonalen eines Chips mit 16 mm im Quadrat entfernt ist, wenn nach dem Montieren des Halbleitersub strats 1 an der Montageplatte 21 eine Temperaturdifferenz von 125°C ( = 125°C - (-40°C)) auftritt. Die Temperaturdiffe renz von 165°C von -40°C bis 125°C entspricht einer Tempera turzyklusbedingung bei einem Zuverlässigkeitstest, wie er zum Garantieren der Montagezuverlässigkeit ausgeführt wird.

In Fig. 13 ist das Ergebnis einer Simulation zum Erhalten der Verteilung elastischer Spannungen dargestellt, wie sie auf den Schutzfilm 18 um die Lötverbindung 16 herum auftre ten würden, wenn die oben beschriebene zwangsweise Auslen kung gemäß dem Modell der Fig. 12 ausgeführt wird. Gemäß dem Ergebnis werden die Spannungen vom neutralen Punkt des Mo dells in der Auslenkungsrichtung erzeugt, während in einer Richtung rechtwinklig zur Auslenkungsrichtung kaum Spannun gen erzeugt werden. Das Ergebnis zeigt, dass die wirkungs vollste Richtung zum Führen des Verdrahtungsmusters diejeni ge Richtung ist, die in Fig. 12 einen Winkel von 90° zur Richtung der X-Achse bildet, wobei es sich um die Richtung handelt, die die geringsten thermischen Belastungen erfährt. Es kann gesagt werden, dass um so mehr Auswirkungen thermi scher Belastungen zu erwarten sind, je kleiner der Schnitt winkel zwischen der Richtung, in der das Verdrahtungsmuster 6 geführt ist, und der Richtung ist, in der das Halbleiter substrat 1 und die Montageplatte durch Expansion/Kontraktion aufgrund thermischer Ausdehnung gegeneinander ausgelenkt werden. So ist zu erwarten, dass die Verbindung 16 durch die Belastungen beträchtlich beeinflusst wird, wenn der Schnitt winkel zwischen der Richtung, in der das Verdrahtungsmuster 6 geführt ist, und der Richtung, in der das Substrat 1 und die Montageplatte 10 Belastungen erfahren, in den Bereich zwischen 0° und 45° oder zwischen 135° und 180° fällt.

Wenn beim Halbleiterbauteil des vorliegenden Ausführungsbei- Spiels nach dem Montieren des Halbleiterbauteils 9 an der Montageplatte 21 Wärme einwirkt, ist die Wärmeexpansion des Halbleitersubstrats 1 mit einem Wärmeexpansionskoeffizienten von 2-4 ppm/°C klein im Vergleich zu der der Montageplatte 21 mit einem Wärmeexpansionskoeffizienten von 10-20 ppm/°C. Im Ergebnis wirken nach außen gerichtete thermische Be lastungen auf die Anschlusselektrode 8, und im Verdrahtungs muster 6 treten in der Nähe einer Anschlusselektrode 8 Be lastungen in der Richtung von der in Fig. 1 dargestellten Mitte 11 des Halbleitersubstrats 1 zur Anschlusselektrode 8 auf. So wird, wie oben beschrieben, festgelegt, dass ein Schnittwinkel im Bereich zwischen 45° und 135° bevorzugt ist und dass derjenige zwischen 60° und 120° bevorzugter ist.

Vorzugsweise sind zumindest Leiterbahnen 6, die mit An schlusselektroden 8 verbunden sind, die sich in den vier Ecken des Halbleitersubstrats befinden, die die größten Spannungseffekte erleiden, mit den oben beschriebenen Schnittwinkeln geführt. Bevorzugter sind alle mit Anschluss elektroden 8 verbundenen Leiterbahnen 6 mit den oben be schriebenen Schnittwinkeln geführt.

Zweites Ausführungsbeispiel

Nun werdenunter Bezugnahme auf die Fig. 7-11 die Struktur eines Halbleiterbauteils gemäß dem zweiten Ausführungsbei spiel und ein zugehöriges Herstellverfahren beschrieben. Als Erstes wird die Struktur dieses Halbleiterbauteils unter Be zugnahme auf Fig. 7 beschrieben. Bei diesem Halbleiterbau teil ist auf der Hauptfläche eines Halbleitersubstrats 1 mit Rechteckform ein Isolierfilm 3 ausgebildet, und in einem an deren Bereich als dem mit dem Isolierfilm 3 ist eine Chip elektrode 2 vorhanden. Auf der Chipelektrode 2 und dem Iso lierfilm 3 befindet sich ein Verdrahtungsmuster 6, das einen Teil der Anschlussleiterbahnen gemäß der Erfindung bildet. Ein Ende des Verdrahtungsmusters 6 ist elektrisch mit der Chipelektrode 2 verbunden, und es erstreckt sich von der Chipelektrode 2 entlang der Hauptfläche des Halbleitersub strats 1. Das andere Ende des Verdrahtungsmusters 6 ist mit einem leitenden, eingebetteten Element 14 verbunden, das ei nen anderen Teil der Anschlussleiterbahnen gemäß der Erfin dung bildet, so dass das Verdrahtungsmuster 6 elektrisch mit der Anschlusselektrode 8 verbunden ist. Eine Harzschicht 13b ist so ausgebildet, dass sie die Hauptfläche des Halbleiter substrats 1, die Chipelektrode 2, den Isolierfilm 3 und das Verdrahtungsmuster 6 bedeckt.

Nun wird ein Herstellverfahren für dieses Halbleiterbauteil unter Bezugnahme auf die Fig. 7-11 beschrieben. Das Her stellverfahren für dieses Halbleiterbauteil unterscheidet sich von dem gemäß dem durch die Fig. 2-6 veranschaulich ten Verfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in der Art der Herstellung des Verdrahtungsmusters 6.

Beim Herstellverfahren für das Halbleiterbauteil des vorlie genden Ausführungsbeispiels werden als Erstes, wie es in Fig. 8 dargestellt ist, auf dieselbe Weise wie beim in Fig. 3 veranschaulichten ersten Ausführungsbeispiel ein Isolier film 3 und eine Chipelektrode 2 auf dem Halbleitersubstrat 1 hergestellt. Danach wird das Verdrahtungsmuster 6 so herge stellt, dass es sich von der Oberseite der Chipelektrode 2 zu einer Stelle auf dem Isolierfilm 3 unmittelbar unter der jenigen Stelle erstreckt, an der eine Außenelektrode 8 her zustellen ist. Das Verdrahtungsmuster 6 wird auf dieselbe Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel, wie durch Fig. 5 veranschaulicht, hergestellt. Die Richtung, in der das Ver drahtungsmuster 6 platziert wird, ist dieselbe wie beim ers ten Ausführungsbeispiel, d. h., wie in Fig. 1 veranschau licht.

Als Nächstes wird auf der gesamten Oberfläche des Halblei tersubstrats 1 eine Harzschicht hergestellt, wie in Fig. 9 dargestellt, und dann wird ein Kontaktloch zur Verbindung mit dem Verdrahtungsmuster 6 ausgebildet, wodurch eine Harz schicht 13a gebildet wird.

Als Nächstes wird für die Oberfläche des Kontaktlochs in der im durch die Fig. 9 veranschaulichten Schritt hergestellten Harzschicht 13a ein Plattierungsvorgang ausgeführt, und ein eingebettetes Element 14 wird so hergestellt, dass es das Kontaktloch ausfüllt. Als Material für das eingebettete Ele ment 14 kann Kupfer, Nickel oder ein anderes Metall verwen det werden. Danach wird die Harzschicht 13a entfernt, wie es in Fig. 10 dargestellt ist.

Danach wird, wie es in Fig. 11 dargestellt ist, eine Harz schicht 13b zum Schützen des Verdrahtungsmusters 6 und ande rer Elemente auf dem Halbleitersubstrat 1 hergestellt. Als Nächstes wird, wie es in Fig. 7 dargestellt ist, eine An schlusselektrode 8 auf dieselbe Weise wie beim in Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel hergestellt. Danach wird das Halbleitersubstrat 1 entlang Schnittlinien 4 in Stücke zerschnitten, wodurch das Halbleiterbauteil des vor liegenden Ausführungsbeispiels fertig gestellt ist.

Das Verdrahtungsmuster 6 des Halbleiterbauteils gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verfügt wie beim in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel über planare Struk tur. So ist ein Halbleiterbauteil mit einer Leiterbahnstruk tur realisiert, die Unterbrechungen im Verdrahtungsmuster 6 durch Spannungen verhindern kann, die durch thermische Be lastungen hervorgerufen werden, nachdem das Halbleitersub strat an der Montageplatte montiert wurde.

Das Halbleiterbauteil 9 und die Montageplatte 21, wie sie für das erste und zweite Ausführungsbeispiel beschrieben wurden, können aus einem Halbleitersubstrat bzw. einem di elektrischen Substrat bestehen, z. B. aus einer Keramik, auf der ein Halbleitersubstrat montiert ist. Es kann auch ein drittes Substrat zum Montieren des dielektrischen Substrats vorhanden sein.

Drittes Ausführungsbeispiel

Nun wird unter Bezugnahme auf die Fig. 14 und 15 eine Monta geplatte 21 zum Montieren des Halbleiterbauteils gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel beschrieben. Das Halbleiterbau teil und die Montageplatte des vorliegenden Ausführungsbei spiels werden so aufeinandergestapelt, wie es in Fig. 14 dargestellt ist, dass ein gemeinsamer Schnittpunkt von Dia gonalen der Rechtecke vorliegt.

Als Erstes wird die Struktur der Montageplatte zum Montieren des Halbleiterbauteils gemäß dem vorliegenden Ausführungs beispiel beschrieben. Nachdem das Halbleiterbauteil 9 gemäß dem ersten oder zweiten Ausführungsbeispiel angebracht wur de, wird die Anschlusselektrode 8 mit einer Montageplatte- Verbindungselektrode 88 auf der Montageplatte 21 mit unge fährer Rechteckform, wie in Fig. 15 dargestellt, verbunden. Auf der Hauptfläche der Montageplatte 21 ist eine Verbin dungsleiterbahn 66 platziert, deren eines Ende mit der Mon tageplatte-Verbindungselektrode 88 verbunden ist und die sich entlang der Hauptfläche der Montageplatte 21 erstreckt.

Bei der Montageplatte für ein Halbleiterbauteil gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wirken, wenn durch thermi sche Hysterese nach dem Montieren des Halbleitersubstrats 1 an der Montageplatte 21 thermische Belastungen auf die Löt verbindung wirken, wie bei den Halbleiterbauteilen des ers ten und zweiten Ausführungsbeispiels, Spannungsbelastungen nicht nur auf der Seite des Halbleitersubstrats 1, sondern auch auf die Montageplatte-Verbindungselektrode 88 auf der Seite der Montageplatte 21.

So erstreckt sich bei der Struktur einer Montageplatte-Ver bindungsleiterbahn 66 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbei spiel, wie bei der Struktur der Anschlussleiterbahn (Ver drahtungsmuster 6) der Halbleiterbauteile gemäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel, die Montageplatte-Verbin dungsleiterbahn 66 in der Nähe der Stelle, in der sie mit der Montageplatte-Verbindungselektrode 88 verbunden ist, in einer Richtung mit einem Schnittwinkel (von ungefähr 45° oder ungefähr 90°) in Bezug auf die Richtung, in der sich die Montageplatte 21 an der Verbindungsstelle zwischen der Leiterbahn 66 und der Elektrode 88 durch thermische Spannun gen ausdehnt und zusammenzieht.

Anders gesagt, ist die Richtung, in der die Montageplatte- Verbindungsleiterbahn 66 in der Nähe der Stelle geführt ist, in der sie mit der Montageplatte-Verbindungselektrode 88 verbunden ist, so konfiguriert, dass sie einen Schnittwinkel (von ungefähr 45° oder ungefähr 90°) zu einer Richtung auf weist, die den Schnittpunkt der Diagonalen des durch die Kontur der Montageplatte 21 gebildeten Fechtecks mit dem Verbindungspunkt zwischen der Montageplatte-Verbindungslei terbahn 66 und der Montageplatte-Verbindungselektrode 88 verbindet, durch einen Pfeil 12 in Fig. 15 gekennzeichnet.

Für das vorliegende Ausführungsbeispiel sind Schnittwinkel von ungefähr 45° oder ungefähr 90° beschrieben. Jedoch kann ohne Beschränkung hierauf jeder Schnittwinkel von über 0° und unter 180° verwendet werden.

Eine derartige Struktur zeigt die folgenden Effekte, wenn das Halbleitersubstrat 1 an der Montageplatte 21 montiert ist. In der Montageplatte des vorliegenden Ausführungsbei spiels weisen die Richtung, in der die Montageplatte-Verbin dungsleiterbahn 66 in der Nähe der Montageplatte-Verbin dungselektrode 88 geführt, und die Richtung, in der sich die Montageplatte durch thermische Spannungen ausdehnt und zu sammenzieht, einen bestimmten Schnittwinkel auf, oder die Richtungen weichen voneinander ab. So werden im Vergleich zum Fall, in dem die zwei Richtungen übereinstimmen, die Belastungen, die auf die Montageplatte-Verbindungsleiterbahn 66 in der Nähe einer Montageplatte-Verbindungselektrode 88 wirken, klein.

Anders gesagt, erleidet die Montageplatte-Verbindungsleiter bahn 66 in der Nähe einer Montageplatte-Verbindungselektrode 88, im Gegensatz zum Fall, in dem die Richtung, in der die Montageplatte-Verbindungsleiterbahn 66 geführt ist, mit der Richtung übereinstimmt, die den Schnittpunkt der Diagonalen des die Kontur der Montageplatte 21 bildenden Rechtecks mit der Stelle verbindet, in der die Montageplatte-Verbindungs leiterbahn 66 und die Montageplatte-Verbindungselektrode 88 miteinander verbunden sind, kleine Spannungsbelastungen. Im Ergebnis ist der nachteilige Effekt der Spannungsbelastungen auf die Montageplatte-Verbindungsleiterbahn 66 gelindert, und demgemäß ist die Zuverlässigkeit des Halbleiterbauteils verbessert, nachdem die Montageplatte 21 an einem anderen Substrat angebracht wurde. Außerdem kann der nachteilige Effekt von Spannungsbelastungen unterdrückt werden, ohne dass die Breite der Montageplatte-Verbindungsleiterbahn 66 erhöht wird, so dass die Montageplatte eine Leiterbahnstruk tur hoher Dichte erlaubt.

Nun wird ein Herstellverfahren für die Montageplatte zum Montieren eines Halbleiterbauteils beschrieben. Die Art der Herstellung der Montageplatte-Verbindungsleiterbahn 66 als Montageplatte-Verbindungsleiterbahn gemäß der Erfindung ist mit der Art der Herstellung des Verdrahtungsmusters 6 beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel identisch, wobei Kup fer, Nickel oder dergleichen aufplattiert wird. Wenn z. B. Kupfer (Cu) durch elektrolytisches Plattieren aufgebracht wird, ist der elektrische Widerstand der Montageplatte-Ver bindungsleiterbahn 66 auf einen kleinen Wert beschränkt, so dass ein Spannungsabfall, Wärmeerzeugung, Signalverzögerung oder dergleichen verhindert werden können.

Ferner wird nach der Herstellung der Montageplatte-Verbin dungsleiterbahn 66 eine sogenannte Barrieremetallschicht aus z. B. Nickel (Ni) hergestellt, um Interdiffusion zwischen Kupfer und Lötmaterial, das die Montageplatte-Verbindungs elektrode 88 bildet, zu verhindern. Wenn Nickel verwendet wird, wird auf dieses Gold (Au) oder dergleichen plattiert, um ein Benetzungsproblem zwischen Nickel und dem Lötmaterial zu vermeiden.

Auch beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein Schnitt winkel zwischen 45° und 135° bevorzugt, und ein solcher zwi schen 60° und 120° ist bevorzugter. Ferner sind zumindest diejenigen Montageplatte-Verbindungsleiterbahnen 66, die mit den Montageplatte-Verbindungselektroden 88 verbunden sind, die sich in den vier Ecken der Montageplatte befinden, die am meisten durch thermische Spannungen beeinflusst werden, vorzugsweise so geführt, dass sie die oben beschriebenen Schnittwinkel aufweisen. Bevorzugter ist es, wenn alle mit Montageplatte-Verbindungselektroden 88 verbundene Montage platte-Verbindungsleiterbahnen 66 so geführt sind, dass sie derartige Schnittwinkel aufweisen. Beim vorliegenden Ausfüh rungsbeispiel ist der Fall beschrieben, dass ein Halbleiter bauteil 9 mit einer Montageplatte 21 verbunden wird. Jedoch ist das entscheidende Merkmal beim vorliegenden Ausführungs beispiel die Führungsrichtung für die Montageplatte-Verbin dungsleiterbahnen 66 auf der Montageplatte 21. Für das Mon tieren der Halbleiterbauteil besteht keine Beschränkung auf das beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel beschriebene Halbleiterbauteil 9.

Claims

1. Halbleiterbauteil mit:
einem Substrat (1);
einer auf dem Substrat vorhandenen Anschlusselektrode (8) und
einer Anschlussleiterbahn (6), die elektrisch mit der An schlusselektrode verbunden ist und entlang derjenigen Ober fläche des Substrats geführt ist, auf der die Anschlusselek trode vorhanden ist;
dadurch gekennzeichnet, dass in der Nähe der Stelle, an der die Anschlussleiterbahn und die Anschlusselektrode miteinan der verbunden sind, die Richtung, in der die Anschlusslei terbahn geführt ist, einen Schnittwinkel von über 0° und we niger als 180° in Bezug auf die Richtung aufweist, in der sich das Substrat an der Stelle, an der die Anschlussleiter bahn und die Anschlusselektrode miteinander verbunden sind, aufgrund thermischer Spannungen ausdehnt und zusammenzieht.

2. Halbleiterbauteil mit:
einem Substrat (1) mit einer rechteckig ausgebildeten Hauptfläche;
einer auf dem Substrat vorhandenen Anschlusselektrode (8) und
einer Anschlussleiterbahn (6), die elektrisch mit der An schlusselektrode verbunden ist und entlang derjenigen Ober fläche des Substrats geführt ist, auf der die Anschlusselek trode vorhanden ist;
dadurch gekennzeichnet, dass in der Nähe der Stelle, an der die Anschlussleiterbahn und die Anschlusselektrode miteinan der verbunden sind, die Richtung, in der die Anschlusslei terbahn geführt ist, einen Schnittwinkel von über 0° und weniger als 180° in Bezug auf eine Richtung aufweist, die den Schnittpunkt der Diagonalen des Rechtecks mit der Stelle verbindet, an der die Anschlussleiterbahn und die Anschluss elektrode miteinander verbunden sind.

3. Halbleiterbauteil nach einem der vorstehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest diejenigen An schlussleiterbahnen (6), die mit den in den vier Ecken des Substrats (1) liegenden Anschlusselektroden 8 verbunden sind, die genannten Schnittwinkel aufweisen.

4. Halbleiterbauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, dass alle auf dem Substrat (1) liegenden Anschlusslei terbahnen (6) die genannten Schnittwinkel aufweisen.

5. Halbleiterbauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, dass sich der Schnittwinkel im Bereich zwischen 45° und 135° befindet.

6. Halbleiterbauteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, dass sich der Schnittwinkel im Bereich zwischen 60° und 120° befindet.

7. Halbleiterbauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, dass sich die Anschlusselektrode (8) nahe dem Rand des Substrats (1) befindet.

8. Halbleiterbauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, dass die Anschlusselektrode (8) und das Substrat (1) mit einem zwischen sie eingefügten Isolierelement (5) verse hen sind, das über eine schräge Ebene in Bezug auf die Ober fläche des Substrats verfügt, auf der die Anschlusselektrode vorhanden ist, und die Anschlussleiterbahn (6) so geführt ist, dass sie der schrägen Ebene folgt.

9. Halbleiterbauteil nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch:
eine andere Verbindungselektrode (88), die elektrisch mit der Anschlusselektrode (8) verbunden ist;
ein anderes Substrat (21) mit einer darauf vorhandenen an deren Anschlusselektrode (88) und
einer anderen Verbindungsleiterbahn (66) mit einem mit der anderen Verbindungselektrode (88) verbundenen Ende, und die entlang der Oberfläche des anderen Substrats geführt ist, auf der die andere Verbindungselektrode vorhanden ist.

10. Halbleiterbauteil nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, dass in der Nähe einer Stelle, an der die andere Verbindungsleiterbahn (66) und die andere Verbindungselek trode (88) miteinander verbunden sind, die Richtung, in der die andere Verbindungsleiterbahn geführt ist, einen Schnitt winkel von über 0° und von weniger als 180° in Bezug auf eine Richtung aufweist, in der sich das andere Substrat (22) an der Stelle, an der die andere Verbindungsleiterbahn und die andere Verbindungselektrode miteinander verbunden sind, aufgrund thermischer Spannungen ausdehnt und zusammenzieht.

11. Halbleiterbauteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich net, dass
das andere Substrat (21) so ausgebildet ist, dass seine Hauptfläche rechteckig geformt ist; und
in der Nähe der Stelle, an der die andere Verbindungslei terbahn (66) und die andere Verbindungselektrode (88) mit einander verbunden sind, die Richtung, in der die andere Verbindungsleiterbahn geführt ist, einen Schnittwinkel von über 0° und von weniger als 180° in Bezug auf die Richtung aufweist, die den Schnittpunkt der Diagonalen des Rechtecks mit der Stelle verbindet, an der die andere Leiterbahnver bindung und die andere Verbindungselektrode miteinander ver bunden sind.

12. Halbleiterbauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, dass das Substrat (1) ein Halbleitersubstrat ist.

13. Halbleiterbauteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich net, dass das andere Substrat (21) eine Montageplatte zum Montieren eines Halbleitersubstrats ist.

14. Halbleiterbauteil mit:
einem Halbleitersubstrat (1);
einer auf dem Halbleitersubstrat vorhandenen Anschluss elektrode (8) und
einer Anschlussleiterbahn (6), die elektrisch mit der An schlusselektrode verbunden ist und entlang derjenigen Ober fläche des Halbleitersubstrats geführt ist, auf der die An schlusselektrode vorhanden ist;
gekennzeichnet durch:
durch eine andere Verbindungselektrode (88), die elek trisch mit der Anschlusselektrode verbunden ist;
ein Montagesubstrat (21), auf dem die andere Verbindungs eiektrode vorhanden ist; und
eine andere Verbindungsleiterbahn (66) mit einem Ende, das mit der anderen Verbindungselektrode verbunden ist, und die entlang derjenigen Oberfläche des Montagesubstrats geführt ist, auf der die andere Verbindungselektrode vorhanden ist;
wobei in der Nähe der Stelle, an der die andere Verbin dungsleiterbahn und die andere Verbindungselektrode mitein ander verbunden sind, die Richtung, in der die andere Ver bindungsleiterbahn geführt ist, einen Schnittwinkel von über 0° und weniger als 180° in Bezug auf die Richtung aufweist, in der sich das Montagesubstrat an der Stelle, an der die andere Verbindungsleiterbahn und die andere Verbindungselek trode miteinander verbunden sind, durch thermische Spannun gen ausdehnt und zusammenzieht.

15. Halbleiterbauteil nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Montagesubstrat (21) ein dielektri sches Substrat ist.

16. Montageplatte mit einer Verbindungsleiterbahn (66) und einer Verbindungselektrode (88), dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleiterbahn in einer Richtung geführt ist, die dieselbe Bedingung erfüllt wie die Richtung, in der die Anschlussleiterbahn (6) des Halbleiterbauteils gemäß Anspruch 1 oder 2 geführt ist.