DE10133791A1 - Elektronisches Bauteil und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Elektronisches Bauteil und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number
DE10133791A1
DE10133791A1 DE2001133791 DE10133791A DE10133791A1 DE 10133791 A1 DE10133791 A1 DE 10133791A1 DE 2001133791 DE2001133791 DE 2001133791 DE 10133791 A DE10133791 A DE 10133791A DE 10133791 A1 DE10133791 A1 DE 10133791A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
solder balls
electronic component
rewiring
plate
rewiring plate
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.)
Granted
Application number
DE2001133791
Other languages
English (en)
Other versions
DE10133791B4 (de
Inventor
Horst Groeninger
Gerald Ofner
Christian Stuempfl
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.)
Infineon Technologies AG
Original Assignee
Infineon Technologies AG
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
Application filed by Infineon Technologies AG filed Critical Infineon Technologies AG
Priority to DE2001133791 priority Critical patent/DE10133791B4/de
Publication of DE10133791A1 publication Critical patent/DE10133791A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE10133791B4 publication Critical patent/DE10133791B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements 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
    • H01L23/498Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49811Additional leads joined to the metallisation on the insulating substrate, e.g. pins, bumps, wires, flat leads
    • H01L23/49816Spherical bumps on the substrate for external connection, e.g. ball grid arrays [BGA]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/48Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326
    • H01L21/4814Conductive parts
    • H01L21/4846Leads on or in insulating or insulated substrates, e.g. metallisation
    • H01L21/4853Connection or disconnection of other leads to or from a metallisation, e.g. pins, wires, bumps
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3457Solder materials or compositions; Methods of application thereof
    • H05K3/3478Applying solder preforms; Transferring prefabricated solder patterns
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/01Tools for processing; Objects used during processing
    • H05K2203/0104Tools for processing; Objects used during processing for patterning or coating
    • H05K2203/0113Female die used for patterning or transferring, e.g. temporary substrate having recessed pattern
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/02Details related to mechanical or acoustic processing, e.g. drilling, punching, cutting, using ultrasound
    • H05K2203/0278Flat pressure, e.g. for connecting terminals with anisotropic conductive adhesive
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/03Metal processing
    • H05K2203/0338Transferring metal or conductive material other than a circuit pattern, e.g. bump, solder, printed component
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/04Soldering or other types of metallurgic bonding
    • H05K2203/041Solder preforms in the shape of solder balls

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem elektronischen Bauteil mit einem Halbleiterchip und einer Umverdrahtungsplatte (2), die mit einer Vielzahl von Kontaktflächen (7) auf jeweils darauf befindlichen Kontakthöckern versehen ist. Die Anordnung umfasst ein Formwerkzeug (8) in Gestalt einer Schablone, das an der Umverdrahtungsplatte anliegen kann, wodurch die Kontakthöcker annähernd gleiche vertikale Ausdehnungen zur Umverdrahtungsplatte erhalten. Die Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Herstellung des elektronischen Bauteils.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein elektronisches Bauteil und ein Verfahren zu seiner Herstellung gemäß den unabhängigen Ansprüchen.
  • Elektronische Bauteile mit Umverdrahtungsplatten und darauf befindlichen Halbleiterchips können auf dafür vorgesehene Anschlusskontakte einer elektronischen Schaltung gesetzt werden. Hierfür muss die Umverdrahtungsplatte des elektronischen Bauteils mit geeigneten Kontakthöckern, sog. Balls, versehen sein, die meist aus Lotkugeln bestehen, die auf Kontaktflächen der Umverdrahtungsplatte aufgesetzt sind. In einem sog. Reflow-Prozess werden die Lotkugeln aufgeschmolzen und stellen eine mechanische und elektrische Verbindung zwischen den Kontaktflächen der Umverdrahtungsplatte und den Anschlusskontakten bspw. einer Leiterplatte oder dergl. her. Die Zentrierung dieser Lotkugeln soll relativ genau erfolgen, damit auf den sehr kleinen Kontaktflächen keine Überbrückungen und Fehlkontaktierungen erfolgen. Ein weiteres Problem ist die vertikale Ausdehnung der Lotkugeln, die für alle Lotkugeln weitgehend gleich sein soll. Andernfalls besteht die Gefahr, dass beim Aufschmelzen einzelner zu kleiner Lotkugeln kein Kontakt mit den entsprechenden Anschlusskontakten der Leiterplatte hergestellt wird. Insbesondere bei größeren Bauteilen mit einer Vielzahl von Kontaktstellen sind an die Koplanarität hohe Anforderungen zu stellen, da ansonsten keine zuverlässigen Verbindungen zwischen elektronischem Bauteil und Leiterplatte gewährleistet werden können.
  • Die Lotkugeln können bspw. mittels Vakuumtechnik oder mit Hilfe von Schablonen aufgebracht werden, nachdem zuvor ein Flussmittel mittels Sprühprozess, Pintransfer oder Siebdruck aufgebracht wurde. Die Koplanarität der Kontakthöcker wird jedoch in erster Linie durch die Durchmessertoleranzen der Lotkugeln beeinflusst, so dass zur Einhaltung der geforderten Werte ein relativ großer Fertigungs- und damit auch Kostenaufwand erforderlich ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile im Stand der Technik zu vermeiden und eine Möglichkeit vorzuschlagen, Kontakthöcker auf Kontaktflächen von elektronischen Bauteilen aufzubringen, die einen hohen Grad an Koplanarität aufweisen.
  • Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Erfindungsgemäß weist das elektronische Bauteil eine Umverdrahtungsplatte und wenigstens einen auf einer ersten Seite der Umverdrahtungsplatte befindlichen Halbleiterchip auf, wobei die Umverdrahtungsplatte an einer dem Halbleiterchip abgewandten zweiten Seite mit einer Vielzahl von Kontaktflächen und jeweils darauf befindlichen Kontakthöckern versehen ist. Dabei ist vorgesehen, dass die Kontakthöcker annähernd gleiche vertikale Ausdehnungen zur zweiten Seite der Umverdrahtungsplatte aufweisen.
  • Das erfindungsgemäße elektronische Bauteil hat den Vorteil, dass damit eines sichere Kontaktierung aller Kontaktflächen zu damit korrespondierenden Anschlusskontakten bspw. einer Leiterplatte oder dergl. sichergestellt werden kann. Durch die Koplanarität aller Kontakthöcker ist gewährleistet, dass diese vor dem Verlöten Berührkontakt mit den Anschlusskontakten der Leiterplatte haben und es zu einer sicheren mechanischen und elektrischen Verbindung kommt.
  • Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind die Kontakthöcker aus Lotkugeln gebildet, wodurch eine besonders einfache und schnelle Verbindung durch Erhitzen des elektronischen Bauteils nach dem Aufsetzen der Kontakthöcker auf entsprechende Anschlusskontakte hergestellt werden kann. Hierbei werden die Lotkugeln aufgeschmolzen und stellen jeweils eine feste Lötverbindung der Kontaktflächen mit den Anschlusskontakten her.
  • Eine erfindungsgemäße Ausführungsform sieht vor, dass die Lotkugeln mittels eines Formwerkzeugs aufgebracht sind. Dadurch kann auf einfache Weise eine zuverlässige Positionierung der Lotkugeln erfolgen, so dass beim anschließenden Reflow-Prozess eine fehlerfreie elektrische Verbindung zwischen Umverdrahtungsplatte des elektronischen Bauteils und Leiterplatte gewährleistet ist.
  • Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Lotkugeln mittels eines Formwerkzeugs in Gestalt einer Schablone aufgebracht sind. Mit einer solchen Schablone können die Lotkugeln kostengünstig und zuverlässig appliziert werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Lotkugeln in dem Formwerkzeug aufgeschmolzen und erhalten dadurch annähernd gleiche vertikale Ausdehnungen relativ zur zweiten Seite der Umverdrahtungsplatte. Diese Ausführungsform hat den Vorteil eines hohen Grades an Koplanarität der Kontakthöcker, was zu einem hohen Grad an Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindungen führt. Insbesondere durch das Aufschmelzen der Lotkugeln bei angedrücktem Formwerkzeug werden auch kleinere Lotkugeln auf eine gleiche vertikale Ausdehnung gebracht. Dies führt dazu, dass auch bei größeren zulässigen Toleranzen hinsichtlich der Durchmesser der Lotkugeln eine gleichmäßige Höhenverteilung der Kontakthöcker gewährleistet ist.
  • Erfindungsgemäß sind die Lotkugeln durch das Aufschmelzen im Formwerkzeug auf den Kontaktflächen zentriert. Die exakte Positionierung auf den Kontaktflächen erfolgt durch die Oberflächenspannung des verflüssigten Lots. Auf diese Weise brauchen an die Positioniergenauigkeit keine zu hohen Anforderungen gestellt werden, was wiederum den entsprechenden Verarbeitungsschritt kostengünstiger und einfacher macht.
  • Bei einer Anordnung mit einem elektronischen Bauteil mit einer Umverdrahtungsplatte und wenigstens einem auf einer ersten Seite der Umverdrahtungsplatte befindlichen Halbleiterchip ist die Umverdrahtungsplatte an einer dem Halbleiterchip abgewandten zweiten Seite mit einer Vielzahl von Kontaktflächen und jeweils darauf befindlichen Kontakthöckern versehen. Erfindungsgemäß ist die Anordnung mit einem Formwerkzeug in Gestalt einer Schablone versehen, das an der zweiten Seite der Umverdrahtungsplatte anliegen kann und wodurch die Kontakthöcker annähernd gleiche vertikale Ausdehnungen zur zweiten Seite der Umverdrahtungsplatte erhalten. Mit Hilfe dieser erfindungsgemäßen Anordnung kann ein hohes Maß an Koplanarität der Kontakthöcker sichergestellt werden, was für eine entsprechend hohe Zuverlässigkeit der Verbindungen zwischen Umverdrahtungsplatte und damit verbundener Leiterplatte sorgt.
  • Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform hat das Formwerkzeug eine gitternetzartige Struktur, was den Vorteil einer einfachen und zuverlässigen Bestückbarkeit mit Lotkugeln hat. Diese können in einem einzigen Arbeitsschritt in das Formwerkzeug eingebracht werden, bspw. durch einfaches Einschütten, wonach dieses an die Umverdrahtungsplatte angedrückt werden kann.
  • Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform sieht vor, dass das Formwerkzeug eine gitternetzartige Struktur mit einer von der zweiten Seite der Umverdrahtungsplatte beabstandeten Bodenplatte und mit quaderförmigen Aufnahmeräumen hat, die jeweils durch senkrechte Wände unterteilt sind. Durch diese besondere Gestaltung sind die Lotkugeln bei angedrücktem Formwerkzeug bereits richtig zur Umverdrahtungsplatte ausgerichtet und werden durch den anschließenden Reflow-Prozess exakt positioniert.
  • Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die in das Formwerkzeug eingelegten Lotkugeln über die Höhe der senkrechten Wände hinausragen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass auch kleinere Lotkugeln beim anschließenden Aufschmelzen die exakt richtige Höhe erhalten, um beim späteren Herstellen der Verbindung zur Leiterplatte einen zuverlässigen Kontakt herstellen zu können.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ragen die in das Formwerkzeug eingelegten Lotkugeln um etwas weniger als ihren halben Durchmesser über die Höhe der senkrechten Wände hinaus, wodurch ein relativ großer Toleranzrahmen für die Abmessungen der Lotkugeln ermöglicht ist. Dies führt aufgrund der geringen Anforderungen hinsichtlich der Maßhaltigkeit zu einer erheblichen Reduzierung der Kosten der relevanten Verarbeitungsprozesse.
  • Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen mit einem Formwerkzeug gemäß der oben erwähnten Anordnung sind die folgenden Verfahrensschritte vorgesehen. Nach der Bereitstellung von Umverdrahtungsplatten und darauf montierten Halbleiterchips werden Lotkugeln auf Kontaktflächen auf einer dem Halbleiterchip abgewandten zweiten Seite der Umverdrahtungsplatte mittels eines Formwerkzeugs aufgebracht. Anschließend werden die im Formwerkzeug befindlichen Lotkugeln auf den Kontaktflächen aufgeschmolzen, wodurch gleich hohe Kontakthöckern hergestellt werden.
  • Dieses erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass auf diese Weise auch bei relativ großen Maßabweichungen der aufgebrachten Lotkugeln exakt gleich hohe Kontakthöcker hergestellt werden können, wodurch eine hohe Zuverlässigkeit der Verbindungsstellen zwischen Umverdrahtungsplatte und Leiterplatte sichergestellt ist.
  • Die Umverdrahtungsplatten mit den darauf befindlichen Halbleiterchips können entweder vor oder nach dem Aufbringen der Kontakthöcker zu elektronischen Bauteilen vereinzelt werden. Die Verarbeitung von noch unzertrennten Substraten kann dabei auf relativ rationelle Weise und mit einem sehr hohen Durchsatz erfolgen, da größere und dafür weniger Baueinheiten zu handhaben sind.
  • Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform des Verfahrens werden die Lotkugeln im Formwerkzeug zentriert. Die exakte Positionierung auf den Kontaktflächen der Umverdrahtungsplatte erfolgt beim anschließenden Aufschmelzen durch die Oberflächenspannung des flüssigen Lots, was für eine exakte Zentrierung der Kontakthöcker auf den Kontaktflächen der Umverdrahtungsplatte sorgt.
  • Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Formwerkzeug während des Aufschmelzens der Lotkugeln an die zweite Seite der Umverdrahtungsplatte angedrückt wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Lotkugeln beim Reflowlöten flach gedrückt werden und alle die gleiche Höhe erhalten. Im Idealfall kann somit eine optimale Koplanarität der Kontakthöcker erreicht werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Umverdrahtungsplatte über eine Führung mit dem Formwerkzeug verbunden, was für eine Verbesserung der exakten Positionierung der Kontakthöcker sorgt. Bei den kleinen Kontaktflächen kann auch eine minimale Winkelabweichung zwischen Formwerkzeug und Umverdrahtungplatte zu unbrauchbaren Ergebnissen führen, was durch die Führung verhindert wird.
  • Zusammenfassend ergeben sich die folgenden Aspekte der vorliegenden Erfindung. Bei sogenannten Area Array Packages wie bspw. BGA (Ball Grid Arrays), CSP (Chip Size Packages) etc. stellt das Aufbringen der Lotkugeln auf die Umverdrahtungsplatte (sog. Interposer) einen entscheidenden Prozessschritt dar. Wichtig ist insbesondere die exakte Zentrierung der Lotkugeln auf dem Substrat. Bei einem erneuten Aufbringen der Lotkugeln auf das Package - dem sogenannten Reballing - wird dieser Schritt nochmals erschwert, da sich in der Regel noch Lotreste auf den Anschlusskontakten befinden, wodurch die Zentrierung negativ beeinflusst wird. Bei den fertigen Packages spielt die Koplanarität für eine zuverlässige Kontaktierung mit einer Leiterplatte eine entscheidende Rolle, was bei größeren Bauteilen umso problematischer wird.
  • Mittels der vorliegenden Erfindung werden die Lotkugeln in einem schablonenartigen Formwerkzeug positioniert, wobei die einzelnen Kavitäten des Formwerkzeugs mit einer relativ großen Toleranz im Durchmesser versehen sein können. Die Böden der Kavitäten sind vorzugsweise flach und die Lotkugeln ragen vorzugsweise etwas weniger als mit der Hälfte ihres Durchmessers über den Rand der Aufnahme hinaus. Das elektronische Bauteil, bestehend aus Halbleiterchip und Umverdrahtungsplatte, wird durch entsprechende Führungen mit der Umverdrahtungsplatte nach unten auf das Formwerkzeug mit den eingelegten Lotkugeln positioniert, wobei auch für diese Positionierung relativ große Toleranzen zugelassen sind. Durch diese grobe Tolerierung der Lotkugeln und des Substrats können sich die Lotkugeln auf den Kontaktflächen der Umverdrahtungsplatte "einschwimmen", wobei die exakte Positionierung über die Oberflächenspannung des flüssigen Lots erfolgt. Durch diese beim Reflowlöten wirksame Oberflächenspannung kann die ansonsten unverzichtbare aufwendige Zentrierung der Lotkugeln zu den Kontaktflächen der Umverdrahtungsplatte eingespart werden.
  • Da die Lotkugeln in den Kavitäten mit flachem Boden aufliegen, werden sie beim Aufschmelzen durch das Eigengewicht oder durch eine Andrückkraft der Umverdrahtungsplatte flach gedrückt. Somit entsteht bei einem verzugsfreien Formwerkzeug ein Package, bei dem alle Kontakthöcker auf einer Ebene aufliegen. Da diese Ebene der sog. Seating-Plane entspricht, ergibt sich im Idealfall ein Package mit einer Koplanarität von Null.
  • Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsformen mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.
  • Fig. 1 zeigt in einem schematischen Querschnitt eine erfindungsgemäße Anordnung eines elektronischen Bauteils und eines Formwerkzeugs mit darin befindlichen Lotkugeln.
  • Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Detailausschnitt aus der Fig. 1.
  • Fig. 3 zeigt den Detailausschnitt entsprechend Fig. 2 mit angedrücktem Formwerkzeug.
  • Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf das Formwerkzeug ohne aufgesetztes elektronisches Bauteil.
  • Fig. 5 zeigt einen Detailausschnitt aus der Fig. 4.
  • Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf das Formwerkzeug mit eingelegten Lotkugeln.
  • Fig. 7 zeigt einen Detailausschnitt aus der Fig. 6.
  • Anhand der Fig. 1 bis 7 wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben; gleiche Teile sind dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen und werden teilweise nicht mehrfach erläutert.
  • Fig. 1 zeigt in einem schematischen Querschnitt eine erfindungsgemäße Anordnung eines elektronischen Bauteils und eines Formwerkzeugs 8 mit darin eingelegten Lotkugeln 12. Das elektronische Bauteil ist hier nur angedeutet und wird im folgenden vereinfachend als Umverdrahtungsplatte 2 bezeichnet. Auf deren erster Seite 4 befindet sich ein - hier nicht dargestellter - Halbleiterchip. Mit ihrer dem Halbleiterchip abgewandten zweiten Seite 6 ist die Umverdrahtungsplatte 2 in ein Formwerkzeug 8 eingelegt, das eine Vielzahl von Aufnahmen 10 bzw. Kavitäten aufweist. Darin sind jeweils Lotkugeln 12 eingelegt, auf denen jeweils Kontaktflächen 7 der Umverdrahtungsplatte 2 aufliegen.
  • Fig. 2 zeigt in einem vergrößerten Detailausschnitt eine einzelne Aufnahme 10 bzw. einen Aufnahmeraum mit darin eingelegter Lotkugel 12, die mit etwas weniger als der Hälfte ihres Durchmessers über den Rand der Aufnahme 10 hinaus ragt. Auf die Lotkugel 12 ist eine Kontaktfläche 7 der Umverdrahtungsplatte 2 aufgesetzt, die - wie in der Fig. 3 erkennbar - nach dem Aufschmelzen der Lotkugel 12 diese zusammendrückt. Die Umverdrahtungsplatte 2 liegt hierbei bündig auf dem Formwerkzeug 8 auf; die Kontaktfläche 7 ist mit einem Kontakthöcker in Form der flach gedrückten Lotkugel 12 versehen. Die Zentrierung der Lotkugel 12 erfolgt dabei im flüssigen Zustand über die Oberflächenspannung des Lots.
  • Fig. 4 und 6 zeigen jeweils eine Draufsicht auf das Formwerkzeug 8 ohne aufgesetztes elektronisches Bauteil, wobei in Fig. 6 in die Aufnahmen 10 jeweils Lotkugeln eingelegt sind. Fig. 5 zeigt einen Detailausschnitt aus der Fig. 4 und Fig. 7 zeigt einen Detailausschnitt aus der Fig. 6.
  • Wie anhand der Fig. 2, 3 und erkennbar ist, haben die Aufnahmen 10 eine zylindrische Kontur mit flachem Boden. Nach dem Aufschmelzen der Lotkugeln 12 haben die Kontakthöcker somit exakt die gleiche Höhe. Wie anhand der Fig. 7 deutlich wird, können die Lotkugeln 12 mit relativ großer Toleranz hinsichtlich ihrer Abmessungen in die Aufnahmen 10 eingelegt werden. Dennoch ist die Koplanarität der Kontakthöcker zuverlässig gewährleistet.
  • Wie anhand der Fig. 4 und 6 erkennbar ist, ist das Formwerkzeug 8 in Form einer vertieften Aufnahme ausgebildet, in welche die Umverdrahtungsplatte 2 eingelegt werden kann und in der sie exakt geführt ist. An ihren Ecken ist diese vertiefte Aufnahme jeweils mit Kantenaussparungen 16 versehen, die auch bei verkanteter Umverdrahtungsplatte 2 ein leichtes Entnehmen dieser ermöglicht. An einer der vier Seitenkanten der vertieften Aufnahme ist eine zur Aufnahme sich verbreiternde Ausnehmung 14 eingebracht, die bspw. für eine Halterung oder dergl. der Umverdrahtungsplatte 2 vorgesehen ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils mit exakt gleich hohen Kontakthöckern wird im folgenden kurz beschrieben. Nach dem Einlegen von Lotkugeln 12 in entsprechende zylindrische Aufnahmen 10 bzw. Kavitäten des Formwerkzeugs 8, aus denen die Lotkugeln ein Stück weit heraus ragen, wird eine Umverdrahtungsplatte 2 eines elektronischen Bauteils auf das Formwerkzeug 8 aufgesetzt, wobei Kontaktflächen 7 der Umverdrahtungsplatte 2 jeweils auf den Lotkugeln 12 zum Aufliegen kommen.
  • Durch Erhitzen werden die Lotkugeln 12 aufgeschmolzen, wobei eine Zentrierung auf den Kontaktflächen 7 sowie ein Absenken der Umverdrahtungsplatte 2 auf den Rand des Formwerkzeugs 8 erfolgt. Dadurch erhalten die Lotkugeln 12, die nunmehr die Funktion von Kontakthöckern erfüllen, exakt die gleiche Höhe, so dass eine zuverlässige Kontaktierung mit einer Leiterplatte erfolgen kann. Nach dem Abkühlen der Lotkugeln 12 kann das elektronische Bauteil wieder aus dem Formwerkzeug 8 entnommen werden.
  • Insgesamt erhält man auf diese Weise ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zur Herstellung von exakt zentrierten und koplanaren Kontakthöckern auf Umverdrahtungsplatten von elektronischen Bauteilen. Bezugszeichenliste 2 Umverdrahtungsplatte
    4 erste Seite
    6 zweite Seite
    7 Kontaktfläche
    8 Formwerkzeug
    10 Aufnahme
    12 Lotkugel
    14 Ausnehmung
    16 Kantenaussparung

Claims (18)

1. Elektronisches Bauteil mit einer Umverdrahtungsplatte (2) und wenigstens einem auf einer ersten Seite der Umverdrahtungsplatte (2) befindlichen Halbleiterchip, wobei die Umverdrahtungsplatte (2) an einer dem Halbleiterchip abgewandten zweiten Seite (6) mit einer Vielzahl von Kontaktflächen (7) und jeweils darauf befindlichen Kontakthöckern versehen ist und wobei die Kontakthöcker annähernd gleiche vertikale Ausdehnungen zur zweiten Seite (6) der Umverdrahtungsplatte (2) aufweisen.
2. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakthöcker aus Lotkugeln (12) gebildet sind.
3. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lotkugeln (12) mittels eines Formwerkzeugs (8) aufgebracht sind.
4. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lotkugeln (12) mittels eines Formwerkzeugs (8) in Gestalt einer Schablone aufgebracht sind.
5. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lotkugeln (12) in dem Formwerkzeug (8) aufgeschmolzen sind und dadurch annähernd gleiche vertikale Ausdehnungen relativ zur zweiten Seite (6) der Umverdrahtungsplatte (2) erhalten.
6. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lotkugeln (12) durch das Aufschmelzen im Formwerkzeug (8) auf den Kontaktflächen (7) zentriert sind.
7. Anordnung mit einem elektronischen Bauteil mit einer Umverdrahtungsplatte (2) und wenigstens einem auf einer ersten Seite (4) der Umverdrahtungsplatte (2) befindlichen Halbleiterchip, wobei die Umverdrahtungsplatte (2) an einer dem Halbleiterchip abgewandten zweiten Seite (6) mit einer Vielzahl von Kontaktflächen (7) und jeweils darauf befindlichen Kontakthöckern versehen ist, wobei die Anordnung mit einem Formwerkzeug (8) in Gestalt einer Schablone versehen ist, das an der zweiten Seite (6) der Umverdrahtungsplatte (2) anliegen kann und wodurch die Kontakthöcker annähernd gleiche vertikale Ausdehnungen zur zweiten Seite (6) der Umverdrahtungsplatte (2) erhalten.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Formwerkzeug (8) eine gitternetzartige Struktur hat.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Formwerkzeug (8) eine gitternetzartige Struktur mit einer von der zweiten Seite (6) der Umverdrahtungsplatte (2) beabstandeten Bodenplatte und mit quaderförmigen Aufnahmeräumen (10) hat, die jeweils durch senkrechte Wände unterteilt sind.
10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeräume (10) im Formwerkzeug (8) zur Aufnahme von Lotkugeln (12) vorgesehen sind.
11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die in das Formwerkzeug (8) eingelegten Lotkugeln (12) über die Höhe der senkrechten Wände hinausragen.
12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die in das Formwerkzeug (8) eingelegten Lotkugeln (12) um etwas weniger als ihren halben Durchmesser über die Höhe der senkrechten Wände hinausragen.
13. Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einem Formwerkzeug gemäß der Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei das Verfahren zumindest die folgenden Verfahrensschritte aufweist:
- Bereitstellen von Umverdrahtungsplatten (2) und darauf montierten Halbleiterchips,
- Aufbringen von Lotkugeln (12) auf Kontaktflächen (7) auf einer dem Halbleiterchip abgewandten zweiten Seite (6) der Umverdrahtungsplatte (2) mittels eines Formwerkzeugs (8),
- Aufschmelzen der im Formwerkzeug (8) befindlichen Lotkugeln (12) auf den Kontaktflächen (7) und Herstellen von gleich hohen Kontakthöckern.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Umverdrahtungsplatten (2) mit darauf befindlichen Halbleiterchips nach dem Aufbringen der Kontakthöcker zu elektronischen Bauteilen vereinzelt werden.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Lotkugeln (12) im Formwerkzeug (8) zentriert werden und beim Aufschmelzen durch die Oberflächenspannung des flüssigen Lots auf den Kontaktflächen (7) der Umverdrahtungsplatte (2) zentriert werden.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Formwerkzeug (8) während des Aufschmelzens der Lotkugeln (12) an die zweite Seite der Umverdrahtungsplatte (2) angedrückt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Umverdrahtungsplatte (2) über eine Führung mit dem Formwerkzeug (2) verbunden wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17 zur Herstellung eines elektronischen Bauteils gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6.
DE2001133791 2001-07-16 2001-07-16 Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils Expired - Fee Related DE10133791B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001133791 DE10133791B4 (de) 2001-07-16 2001-07-16 Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2001133791 DE10133791B4 (de) 2001-07-16 2001-07-16 Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE10133791A1 true DE10133791A1 (de) 2003-02-06
DE10133791B4 DE10133791B4 (de) 2007-04-19

Family

ID=7691459

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2001133791 Expired - Fee Related DE10133791B4 (de) 2001-07-16 2001-07-16 Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10133791B4 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7452747B2 (en) 2004-02-11 2008-11-18 Infineon Technologies Ag Semiconductor package with contact support layer and method to produce the package

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4871110A (en) * 1987-09-14 1989-10-03 Hitachi, Ltd. Method and apparatus for aligning solder balls
US5118027A (en) * 1991-04-24 1992-06-02 International Business Machines Corporation Method of aligning and mounting solder balls to a substrate
US5409157A (en) * 1993-02-26 1995-04-25 Nagesh; Voddarahalli K. Composite transversely plastic interconnect for microchip carrier
US5641946A (en) * 1995-07-05 1997-06-24 Anam Industrial Co., Ltd. Method and circuit board structure for leveling solder balls in ball grid array semiconductor packages
DE19702014A1 (de) * 1996-10-14 1998-04-16 Fraunhofer Ges Forschung Chipmodul sowie Verfahren zur Herstellung eines Chipmoduls
US5968670A (en) * 1997-08-12 1999-10-19 International Business Machines Corporation Enhanced ceramic ball grid array using in-situ solder stretch with spring
US5989937A (en) * 1994-02-04 1999-11-23 Lsi Logic Corporation Method for compensating for bottom warpage of a BGA integrated circuit

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09153562A (ja) * 1995-11-30 1997-06-10 Mitsui High Tec Inc パッド・エリア・アレイ・パッケージにソルダ・ボールを取り付ける方法
US6117759A (en) * 1997-01-03 2000-09-12 Motorola Inc. Method for multiplexed joining of solder bumps to various substrates during assembly of an integrated circuit package
US6484927B1 (en) * 1999-11-05 2002-11-26 Delaware Capital Formation Corporation Method and apparatus for balling and assembling ball grid array and chip scale array packages

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4871110A (en) * 1987-09-14 1989-10-03 Hitachi, Ltd. Method and apparatus for aligning solder balls
US5118027A (en) * 1991-04-24 1992-06-02 International Business Machines Corporation Method of aligning and mounting solder balls to a substrate
US5409157A (en) * 1993-02-26 1995-04-25 Nagesh; Voddarahalli K. Composite transversely plastic interconnect for microchip carrier
US5989937A (en) * 1994-02-04 1999-11-23 Lsi Logic Corporation Method for compensating for bottom warpage of a BGA integrated circuit
US5641946A (en) * 1995-07-05 1997-06-24 Anam Industrial Co., Ltd. Method and circuit board structure for leveling solder balls in ball grid array semiconductor packages
DE19702014A1 (de) * 1996-10-14 1998-04-16 Fraunhofer Ges Forschung Chipmodul sowie Verfahren zur Herstellung eines Chipmoduls
US5968670A (en) * 1997-08-12 1999-10-19 International Business Machines Corporation Enhanced ceramic ball grid array using in-situ solder stretch with spring

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7452747B2 (en) 2004-02-11 2008-11-18 Infineon Technologies Ag Semiconductor package with contact support layer and method to produce the package

Also Published As

Publication number Publication date
DE10133791B4 (de) 2007-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3313340C2 (de)
DE60125999T2 (de) Verfahren zur flip-chip-Montage von Halbleitervorrichtungen mit Klebstoffen
DE102006005645B4 (de) Stapelbarer Baustein, Bausteinstapel und Verfahren zu deren Herstellung
DE10110203B4 (de) Elektronisches Bauteil mit gestapelten Halbleiterchips und Verfahren zu seiner Herstellung
EP1747706A2 (de) Träger mit lotkugelelementen und ein verfahren zum bestücken von substraten mit kugelkontakten
DE102015102528B4 (de) Ein Verfahren zum Verbinden eines Halbleiter-Package mit einer Platine und ein Halbleiter-Package
DE2529442C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum maschinellen Einsetzen von leitenden Stiften in vorgefertigte Bohrungen einer Schaltungsplatte
WO2020053160A1 (de) Verfahren zur herstellung einer leiterplattenanordnung und leiterplattenanordnung
DE10029025A1 (de) IC-Sockel
EP0351531A2 (de) Elektronische Baueinheit
DE10133791B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauteils
DE4424963A1 (de) Fassung für eine direkte elektrische Verbindung mit einem integrierten Schaltungschip
DE10318589A1 (de) Leiterplattenanordnung
WO2013135791A1 (de) Verfahren, vorrichtung und system für eine leistungsschaltung
DE10134986A1 (de) Verbindung gehäusegefaßter integrierter Speicherbausteine mit einer Leiterplatte
DE10117797C2 (de) Montagevorrichtung und Verfahren zum Aufbau eines elektronischen Bauteils
WO2021004751A1 (de) Verfahren zum entfernen eines auf einer leiterplatte aufgebrachten bauteils
DE10128378A1 (de) Halterung für Hochfrequenzgerätebaugruppen
WO2000004585A2 (de) Chipträgeranordnung sowie verfahren zur herstellung einer chipträgeranordnung mit elektrischem test
EP1116420B1 (de) Leiterplatte zur verwendung bei der prüfung von elektrischen bauteilen
DE3824314A1 (de) Verbindungselement oder fassung nach dem ssc-prinzip
DE19814428B4 (de) Leiterplatte mit großflächigen, mit Lotdepots versehenen Kontaktierungsflächen (Lotpads)
DE10131225A1 (de) Kontaktelement von elektronischen Bauteilen sowie Verfahren zur Herstellung eines Reparaturbauteils
EP0892432B1 (de) Anschlussanordnung für eine SMD - fähige Hybridschaltung
WO2019141594A1 (de) Leiterplatten- kühlkörper- aufbau und verfahren hierzu

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee