DE10130602A1 - Anordnung mit einem Halbleiterchip und einem mit einer Kontaktstelle versehenen Träger sowie einem ein Anschlusspad des Halbleiterchips mit der Kontaktstelle verbindenden Draht und Verfahren zum Herstellen einer solchen Anordnung - Google Patents

Anordnung mit einem Halbleiterchip und einem mit einer Kontaktstelle versehenen Träger sowie einem ein Anschlusspad des Halbleiterchips mit der Kontaktstelle verbindenden Draht und Verfahren zum Herstellen einer solchen Anordnung

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Sieglinde Kraus
Gunther Rauscher
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Siemens AG
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Abstract

Auf einem Träger (1) ist sowohl eine Kontaktstelle (2) als auch ein Halbleiterchip (3) angeordnet. Auf der Kontaktstelle (2) ist ein erster Nailhead-Kontakt (4) erzeugt, von dem der Draht abgetrennt wurde. Auf einem Anschlusspad des Halbleiterchips (3) ist ein zweiter Nailhead-Kontakt (5) erzeugt, von dem ausgehend der den Halbleiterchip (3) mit der Kontaktstelle (2) verbindende Draht (6) zum ersten Nailhead-Kontakt (4) verläuft und dort mittels eines Wedge-Kontakts (7) mit diesem verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem Halbleiter­ chip und einem mit einer Kontaktstelle versehenen Träger so­ wie einem ein Anschlusspad des Halbleiterchips mit der Kon­ taktstelle verbindenden Draht. Sie betrifft außerdem ein Ver­ fahren zum elektrischen Verbinden eines Anschlusspads eines Halbleiterchips mit einer Kontaktstelle auf einem Träger.
Eine solche Anordnung und ein solches Verfahren sind aus der WO 94/22166 bekannt. Dort wird vorgeschlagen, zunächst auf ein Anschlusspad des Halbleiterchips einen Nailhead-Kontakt mittels des Bondkopfes eines Bonders aufzubringen und dann den Draht abzutrennen. Anschließend wird ein weiterer Nail­ head-Kontakt auf der Kontaktstelle, die dort eine Leiterbahn ist, aufgebracht und der Draht zum Anschlusspad mit dem ers­ ten Nailhead geführt und dort mit dem Nailhead mittels eines Wedge-Kontaktes verbunden. Diese Vorgehensweise hat den Vor­ teil, dass einerseits ein relativ guter Kontakt des Drahtes mit der Leiterbahn zustande kommt und trotzdem ein Wedge- Kontakt auf dem Anschlusspad des Halbleiterchips realisiert werden kann ohne die Passivierungsschicht auf dem Halbleiter­ chip zu verletzen.
Es werden jedoch zunehmend pastöse Materialien zur Herstel­ lung von Kontaktstellen auf Trägern, insbesondere Leiterbah­ nen auf Substraten, hergenommen, die oftmals aus Keramiken bestehen. Um eine ausreichende Haftung zwischen einer pastö­ sen Kontaktstelle und einem keramischen Träger zu erzielen, sind Zusätze zu der Paste notwendig, die die Qualität der Bondfläche und das Bondverhalten negativ beeinflussen. So ist es beispielsweise möglich, dass Glasbestandteile aus dem ke­ ramischen Grundkörper zur Pastenoberfläche gelangen, was zu einer schlechten Haftung einer kleinflächigen Wedge- Verbindung und außerdem zur Verschmutzung des Bondwerkzeugs mit Bestandteilen der Paste führt.
Um diesem Problem zu begegnen wurde bisher versucht, durch häufiges Wechseln der Bondwerkzeuge die Qualität der Bondver­ bindung stabil zu halten. Mit hohem Aufwand werden außerdem optische Kontrollen und gegebenenfalls Nacharbeiten ausge­ führt. Alle diese Maßnahmen führen jedoch zu hohen Kosten oder möglicherweise zu Fertigungsausfällen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine möglichst einfa­ che und kostengünstige und trotzdem gute Verbindung eines Drahtes, insbesondere eines Gold- oder Aluminiumdrahtes mit einer insbesondere pastösen Kontaktstelle auf einem Träger zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird durch die Anordnung gemäß Anspruch 1 oder das Verfahren gemäß Anspruch 3 gelöst.
Demnach wird durch den ersten Nailhead-Kontakt auf der Kon­ taktstelle eine Veredelung von deren Oberfläche erreicht, die eine gute Verbindung des Drahtes mittels eines Wedge- Kontaktes ermöglicht. Es wird dadurch eine geringere Abhän­ gigkeit der Prozess- und Verbindungsqualität von Metallisie­ rungs- und/oder Schankungen des Trägermaterials hinsichtlich dessen Oberflächenbeschaffenheit, Rauheit, Dicke usw. er­ reicht, was zu einer Erhöhung der Prozessstabilität führt. Darüber hinaus kann die Kapillare des Bondwerkzeugs nicht mit einer pastösen Kontaktstelle in Kontakt kommen, was zu einer Reduzierung der Kapillarenverschmutzung und damit zu einer erhöhten Lebensdauer der Kapillare führt, was wiederum die Prozesskosten reduziert.
In Weiterbildung der Erfindung soll die Kontaktstelle mit ei­ ner Paste und der Träger mit einer Keramik gebildet sein. Al- ternativ kann der Träger auch ein PC-Board (printed circuit board) sein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spiels mit Hilfe einer Figur näher erläutert.
Dabei zeigt die
Figur eine erfindungsgemäße Anordnung.
In der Figur ist auf einem Substrat 1 sowohl eine Kontakt­ stelle 2, die insbesondere eine Leiterbahn auf einem Substrat ist, aber auch beispielsweise ein Kontakt eines Steckers sein kann, als auch ein Halbleiterchip 3 angeordnet. Auf der Kon­ taktstelle 2 ist ein erster Nailhead-Kontakt 4 erzeugt, von dem der Draht abgetrennt wurde. Auf einem Anschlusspad (nicht näher dargestellt) des Halbleiterchips 3 ist ein zweiter Nailhead-Kontakt 5 erzeugt, von dem ausgehend der, den Halb­ leiterchip 3 mit der Kontaktstelle 2 verbindende Draht 6 zum ersten Nailhead-Kontakt 4 verläuft und dort mittels eines Wedge-Kontakts 7 mit diesem verbunden ist.
In der Figur ist außerdem die Kapillare 8 des Bondwerkzeugs dargestellt, um das erfindungsgemäße Verfahren anzudeuten.

Claims (4)

1. Anordnung mit einem Halbleiterchip (3) und einem mit einer Kontaktstelle (2) versehenen Träger (1) sowie einem ein Anschlusspad des Halbleiterchips (3) mit der Kontaktstelle (2) verbindenden Draht (6),
dadurch gekennzeichnet,
dass auf der Kontaktstelle (2) ein erster Nailhead-Kontakt (4) geformt ist,
dass das erste Ende des Drahtes (6) mit einem zweiten Nailhead-Kontakt (5) mit dem Anschlusspad des Halbleiter­ chips (3) verbunden ist,
dass das zweite Ende des Drahtes (6) mittels eines Wedge- Kontaktes (7) mit dem ersten Nailhead-Kontakt (5) verbun­ den ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstelle (2) mit einer Paste und der Träger (1) mit einer Keramik gebildet ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (1) ein PC-Board ist.
4. Verfahren zum elektrischen Verbinden eines Anschlusspads eines Halbleiterchips (3) mit einer Kontaktstelle (2) auf ei­ nem Träger (1) mit den Schritten:
Formen eines ersten Nailhead-Kontaktes (4) auf der Kon­ taktstelle (2) mittels der Kapillare eines Bondwerkzeugs,
Abtrennen des Drahtes (6) von dem ersten Nailhead-Kontakt (4),
Formen eines zweiten Nailhead-Kontaktes (5) auf dem Anschlusspad des Halbleiterchips (3) mittels der Kapillare (8) des Bondwerkzeugs,
Führen des Drahtes (6) zum ersten Nailhead-Kontakt (4),
Formen eines Wedge-Kontaktes (7) mit dem Ende des Drahtes (6) auf dem ersten Nailhead-Kontakt (4) mittels der Kapil­ lare (8) des Bondwerkzeugs.
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