DE102004001956B4

DE102004001956B4 - Umverdrahtungssubstratstreifen mit mehreren Halbleiterbauteilpositionen

Info

Publication number: DE102004001956B4
Application number: DE102004001956A
Authority: DE
Inventors: Peter Ossimitz
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2004-01-13
Filing date: 2004-01-13
Publication date: 2007-02-01
Anticipated expiration: 2024-01-14
Also published as: US7501701B2; WO2005069024A1; US20070063311A1; DE102004001956A1

Abstract

Umverdrahtungssubstratstreifen mit mehreren Halbleiterbauteilpositionen (2) für Halbleiterbauteile (3), die in mehreren Bauteilzeilen (14) und Bauteilspalten (13) unterteilt durch Sägespuren (12) angeordnet sind, wobei mehrere Halbleiterbauteilpositionen (2) zu einer Bauteilgruppe (5) zusammengefasst sind, wobei die Bauteilgruppe (5) Halbleiterchips (4) der Halbleiterbauteile (3) auf einer Oberseite (8) des Umverdrahtungssubstratstreifens (100) aufweist, und wobei
– jedes Halbleiterbauteil (3) einen kennzeichnenden Bauteilrand (22) aufweist, über den Umverdrahtungsleitungen (11) laufen und
– die Halbleiterbauteile (3) derart unterschiedlich zueinander ausgerichtet sind, dass nur der kennzeichnende Bauteilrand (22) jeweils eines Halbleiterbauteils (3) an eine einzelne Sägespur (12) entlang einer Bauteilzeile (14) bzw. einer Bauteilspalte (13) angrenzt, während die übrigen Halbleiterbauteile (3), die an die gleiche Sägespur (12) angrenzen, derart ausgerichtet sind, gegebenenfalls um 90°, 180° bzw. 270° verdreht, dass ihre kennzeichnenden Bauteilränder (22) an andere Sägespuren (12) oder an Außenkanten der Bauteilgruppe (5) angrenzen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Umverdrahtungssubstratstreifen mit mehreren Halbleiterbauteilpositionen und Halbleiterbauteile des Umverdrahtungssubstratstreifens, die in Zeilen und Spalten auf dem Umverdrahtungssubstratstreifen angeordnet sind.
Für Halbleiterbauteile wird zunehmend eine Miniaturisierung der produzierten Produktgehäusegröße angestrebt. Dazu wird die Anzahl der Außenkontakte auf ein Minimum reduziert und angestrebt, möglichst viele Außenkontakte eines Halbleiterbauteils, die für Testzwecke, Optimierungszwecke und Analysenzwecke bisher vorgesehen sind, zu vermeiden. Mit einer derartigen Reduzierung der Außenkontakte ist der Nachteil verbunden, dass Außenkontakte zu internen Test- und Analysenzwecken nicht mehr extern am Gehäuse bereitgestellt werden. Daraus ergeben sich zwar kleinere Produktgehäuse, jedoch ergeben sich auch gleichzeitig, nachteilig, signifikante Einschränkungen bei der Analyse und der Testbarkeit derartiger Halbleiterbauteile. Die damit verbundenen Risiken in Bezug auf die Ausbeute funktionsfähiger Halbleiterbauteile aus einem Umverdrahtungssubstratstreifen können nicht durch weiter verbesserte Fertigungsverfahren komprimiert werden.
Außerdem stellt das Testen von Halbleiterbauteilen durch Kontaktieren ihrer verbliebenen Außenkontakte mittels Messspitzen ein weiteres Problem dar, zumal eine Beschädigung bzw. Verformung der Außenkontakte durch Messspitzen nicht ausgeschlossen werden kann. Eine Beschädigung oder Verformung von Außenkontakten des Produktionsbauteils, kann bei der Weiterbearbeitung zu Problemen beim Löten führen. Eine Übertragung eines weichen Materials der Außenkontakte auf die gehärteten Messkontakte oder Messspitzen ist dabei nicht ausgeschlossen und kann darüber hinaus zu Verunreinigungen der Messspitzen durch Rückstände führen, was in der Folge massive Testprobleme nach sich zieht.
4 zeigt einen Umverdrahtungssubstratstreifen 400, der für einen "burn-in"-Test geeignet ist. Bei einem derartigen "burn-in"-Prozess werden nicht alle Außenkontaktanschlüsse eines Halbleiterbauteils getestet. Es werden vielmehr ausgesuchte Außenkontakte, über einen Umverdrahtungssubstratstreifen 23 mit Steckkontaktflächen 17 einer Steckkontaktleiste 16 in einem Randbereich 15 des Substratstreifens 23 verbunden. Diese Außenkontakte 9 liefern eine Aussage über die Funktionsfähigkeit der integrierten Schaltungen bei extremen Temperaturzyklen zwischen beispielsweise –50°C und +150°C. Die Verbindung zwischen Außenkontakten 9 und Steckkontaktleiste 16 erfolgt über ein Bündel 25 von Umverdrahtungsleitungen, die teilweise entlang von Sägespuren 12 des Umverdrahtungssubstratstreifens 400 geführt werden. Aufgrund der Führung von Umverdrahtungsleitungen in den Sägespuren 12 kann Umverdrahtungsfläche eingespart werden.
In 4 sind die Halbleiterbauteilpositionen in Bauteilspalten 13 und Bauteilzeilen 14 angeordnet und mit einer durchgezogenen Linie 27 wird der Bereich 26 einer Kunststoffabdeckung 5 für mehrere Halbleiterbauteile 3 gekennzeichnet. Die zu den Halbleiterbauteilen 3 gehörenden Halbleiterchips 4 sind mit strichpunktierten Linien innerhalb der Kunststoffabdeckung 5 gekennzeichnet. Die Sägespuren 12 sind entlang der Bauteilspalten 13 und Bauteilzeilen 14 durch durchgezogene Linien 30 markiert. Mittlere Sägespuren 31, 32, 33 und 34 sind in ihrer Breite begrenzt und können somit nur eine begrenzte Zahl von Umverdrahtungsleitungen des Bündels 25 von Umverdrahtungsleitungen, die zu den Steckkontaktflächen 17 führen aufnehmen.
Eine Markierung 35 kennzeichnet in 4, dass alle Halbleiterbauteile 3 in einer Kunststoffabdeckung 5 mit ihren Außenkontakten gleichmäßig ausgerichtet sind. Die gleichmäßige Ausrichtung bewirkt, dass die Anzahl der in den mittleren Sägespuren 31 und 32 geführten Umverdrahtungsleitungen in Richtung auf die Steckkontaktleiste 16 ständig zu nimmt. Sind beispielsweise zwei Umverdrahtungsleitungen pro Halbleiterbauteil und Sägespur für den "burn-in"-Test vorgesehen, so beträgt die Anzahl der Umverdrahtungsleitungen in den Sägespuren 31 und 32 bei dem zentralen Bauteil in der Mitte der Kunststoffabdeckung 5 bereits vier Umverdrahtungsleitungen in der Sägespur 31. Bei dem unteren Bauteil 37, dass der Steckkontaktleiste 16 am nächsten liegt, ist dann die Anzahl von Umverdrahtungsleitungen in der Sägespur 31 auf sechs angewachsen.
Üblicherweise sind jedoch beim "burn-in"-Test mehr als nur zwei Außenkontakte eines jeden zu testenden Halbleiterbauteils 3 mit entsprechenden Steckkontaktflächen 17 der Steckkontaktleiste 16 des Substratstreifens 23 zu verbinden. Daraus ergibt sich das Problem für einen Umverdrahtungssubstratstreifen 400, wie er aus 4 bekannt ist, dass das Bündel 25 von Umverdrahtungsleitungen, die lediglich als Messleitung erforderlich sind und nach dem "burn-in"-Test nicht mehr gebraucht werden, die nutzbare Fläche des Substratstreifens für Halbleiterbauteile 3 verkleinert. Somit wird die Substratstreifenfläche nicht optimal genutzt.

Derartige Substratstreifen sind beispielsweise aus der WO 03/075344 A2 bekannt. Aus der JP 04-056244 A ist es bekannt, Halbleiterchips zu Testzwecken auf ein eigens dafür vorgesehenes Substrat aufzubringen.

Die US 2001/0042901 A1 offenbart das Testen von Halbleiterchips in Waferlevelpackages. Dazu ist eine Umverdrahtungsstruktur vorgesehen, die Umverdrahtungsleitungen von Testanschlüssen der einzelnen Halbleiterchips wegführt und Kontaktflächen für Tests bereitstellt.

Eine weitere Struktur zum Testen von Halbleiterchips, bei der die Umverdrahtungsleitungen in Sägespuren untergebracht sind, ist aus der US 6,366,110 B1 bekannt. Wie schon erwähnt ist es dabei nachteilig, dass die Substratstreifenfläche nicht optimal genutzt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Umverdrahtungsstreifen mit mehreren Halbleiterpositionen zu schaffen, mit dem die obigen Probleme überwunden werden können. Schließlich ist es Aufgabe der Erfindung eine einfache und kostengünstige Lösung zur mechanischen und elektrischen Kontaktierung von Halbleiterbauteilen oder von Halbleitermodulen hochintegrierter Schaltungen für einen "burn-in"-Test anzugeben, wobei die Leitungsführung auf der Testleiterplatte in Form eines Umverdrahtungssubstratstreifens in den zur Verfügung stehenden Sägespuren zu optimieren ist.

Gelöst wird diese Aufgabe mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Erfindungsgemäß wird ein Umverdrahtungssubstratstreifen mit mehreren Halbleiterbauteilpositionen für Halbleiterbauteile geschaffen. Dazu weist der Umverdrahtungssubstratstreifen mehrere in Zeilen und Spalten angeordnete Halbleiterchips in den Halbleiterbauteilpositionen auf, die zu Bauteilgruppen zusammengestellt sind und unter einer gemeinsamen Kunststoffabdeckung auf Bereichen einer Oberseite des Umverdrahtungssubstratstreifens eingebettet sein können. Eine oder mehrere derartige Bauteilgruppen sind auf dem Umverdrahtungssubstratstreifen hintereinander und/oder nebeneinander aufgereiht. Jede Bauteilgruppe weist eine Anzahl zentraler Halbleiterbauteile und eine Anzahl von Halbleiterbauteilen in Randpositionen auf. Auf einer der Oberseite gegenüberliegenden Rückseite des Umverdrahtungssubstratstreifens sind in den Bauteilpositionen Außenkontakte auf Außenkontaktflächen mit Umverdrahtungsleitungen, die teilweise in Sägespuren zwischen den Bauteilpositionen auf der Rückseite des Umverdrahtungssubstratstreifen angeordnet sind, elektrisch verbunden.

Jedes Halbleiterbauteil weist einen kennzeichnenden Bauteilrand auf, über den Umverdrahtungsleitungen laufen. Die Halbleiterbauteile in den Randpositionen sind derart ausgerichtet, dass ihre kennzeichnenden Bauteilränder entlang von Außenkanten der Bauteilgruppe ausgerichtet sind. Die Halbleiterbauteile sind derart unterschiedlich zueinander ausgerichtet, dass nur der kennzeichnende Bauteilrand jeweils eines Halbleiterbauteils an eine einzelne Sägespur entlang einer Bauteilzeile bzw. einer Bauteilspalte angrenzt, während die übrigen Halbleiterbauteile, die an die gleiche Sägespur angrenzen, derart ausgerichtet sind, gegebenenfalls um 90°, 180° bzw. 270° verdreht, dass ihre kennzeichnenden Bauteilränder an andere Sägespuren oder an Außenkanten der Bauteilgruppe angrenzen. Mit anderen Worten: Jeweils eine Sägespur ist für die Führung von Umverdrahtungsleitungen eines Halbleiterbauteils reserviert.

Ein derartiger Umverdrahtungsstreifen hat den Vorteil, dass die Sägespuren genutzt werden können, um die Außenkontakte des Produktgehäuses zu minimieren und geichzeitig einen optimierten Test der internen Komponenten der integrierten Schaltungen zu ermöglichen. Die Außenkantaktflecken können somit auf die Anzahl der für das Verkaufsprodukt notwendigen Außenkontakte begrenzt oder reduziert werden, zumal für den "burn-in"-Test keine zusätzlichen Außenkontakte mit Außenkontaktflecken auf jedem der Halbleiterbauteile vorzusehen sind. Dennoch bestehen durch die Umverdrahtungsleitungen in den Sägespuren ausreichende Zugriffsmöglichkeiten zur Verfügung, um innere Signaltests und Analysen an jedem der Halbleiterchips während des Tests vornehmen zu können, bevor der Umverdrahtungssubstratstreifen in einzelne Halbeleiterbauteile mit Produktgehäusen minimaler Größe getrennt wird.

Darüber hinaus ist es möglich, über die verdeckten Umverdrahtungsleitungen ohne Aufsetzen von Spitzen auf die Außenkontakte einen "burn-in"-Test durchzuführen, bei gleichzeitig optimierter Nutzung der Sägespuren zwischen den Halbleiterbauteilen. Ein derartiger Umverdrahtungsstreifen hat darüber hinaus den Vorteil, dass neun Halbleiterbauteile mit einem zentralen Halbleiterbauteil unter einer Kunststoffabdeckung angeordnet werden können. Die vier, das zentrale Bauteil umgebenden Sägespuren können vorteilhaft in voller Breite für Testleitungen des zentralen Bauteils eingesetzt werden. Die acht Randbauteile sind in vorteilhafter Weise derart angeordnet, dass ihre kennzeichnenden Bauteilränder, von wo aus der Zugriff der zu kontaktierenden Außenkontakte über Umverdrahtungsleitungen erfolgt, jeweils zu den Rändern der gemeinsamen Kunststoffabdeckung ausgerichtet sind. Damit ist der Vorteil verbunden, dass die Anzahl der parallel bzw. nebeneinander anzuordnenden Umverdrahtungsleitungen nicht durch die Breite einer Sägespur begrenzt ist, und die vier Sägespuren die das zentrale Halbleiterbauteil umgeben, für Umverdrahtungsleitungen zu dem zentralen Halbleiterbauteil reserviert bleiben.

Mit dem erfindungsgemäßen Prinzip ist es darüber hinaus möglich auch vier zentrale Halbleiterbauteile vorzusehen, die von zwölf Randbauteilen umgeben werden. Außerdem ist es möglich, bis maximal sechs zentrale Bauteile vorzusehen, die von vierzehn Randbauteilen umgeben werden, so dass unter einer Kunststoffabdeckung bis zu zwanzig Halbleiterbauteile angeordnet werden können. Dennoch kann für jedes der sechs zentralen Halbleiterbauteile eine eigene Sägespur für Umverdrahtungsleitungen zu den anzuschließenden Außenkontakten zur Verfügung gestellt werden.

Sind in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung neun Bauteilpositionen unter einer Kunststoffabdeckung vorgesehen, dann stehen dem zentralen Bauteil vier Sägespuren zur Verfügung, so dass das zentrale Bauteil beliebig gegenüber den umgebenden Bauteilen ausgerichtet sein kann. Die Umverdrahtungsleitungen können von der Steckkontaktleiste aus in 4 Richtungen auf das zentrale Bauteil zugeführt werden, so dass lediglich ein viertel der insgesamt erforderlichen Testleitungen pro Sägespur vorzusehen sind. Somit kann der Flächenbedarf für die Bauteilgruppe bei lediglich neun Halbleiterbauteilen beispielsweise unter einer Kunststoffabdeckung weiter minimiert werden. Dazu werden die Umverdrahtungsleitungen in den Eckbereichen des kennzeichnenden Bauteilrandes unterschiedlich zu den Umverdrahtungsleitungen der übrigen Eckbereiche des Halbleiterbauteils einer Baugruppe angeordnet.

Weiterhin ist es vorgesehen, dass die Halbleiterchips unter einer gemeinsamen Kunststoffabdeckung gleichförmig ausgerichtet sind. Die Anordnung von Außenkontakten eines Teils der Halbleiterbauteile sind mit Hilfe der Umverdrahtungsstruktur auf dem Umverdrahtungsstreifen verdreht zueinander angeordnet. Die Verdrehung der Ausrichtung der Außenkontakte mit Hilfe der Umverdrahtungsstruktur eines Umverdrahtungssubstratstreifens hat den Vorteil, dass bei der Bestückung eines derartigen Umverdrahtungsstreifens mit Halbleiterchips in den einzelnen Halbleiterpositionen eine Vereinfachung in der Weise auftritt, dass der Bestückungsautomat keine unterschiedliche Ausrichtung für die einzelnen Halbleiterchips in den einzelnen Halbleiterbauteilpositionen vornehmen muss und somit Standard-Bestückungsautomaten eingesetzt werden können.

Die Außenkontakte auf der Rückseite des Umverdrahtungssubstratstreifens können auf Außenkontaktflecken angeordnet sein, die ihrerseits eine Außenkontaktfleckenmatrix mit Außenkontaktzeilen und Außenkontaktspalten bilden. Dazu kann die gesamte für ein Halbleiterbauteil zur Verfügung stehende Umverdrahtungssubstratfläche in einem vorgegebenen Rastermaß mit Außenkontakten bestückt sein. Die Außenkontakte, die für einen "burn-in"-Test erforderlich sind, werden mit Umverdrahtungsleitungen versehen, die zu den Sägespuren führen. Beim Trennen der Halbleiterpositionen einer Kunststoffabdeckung in einzelne Halbleiterbauteile werden dieses Umverdrahtungsleitungen durch den Sägeschnitt getrennt, so dass Außenkontakte, die beim "burn-in"-Test auf gleichem Potential und an der gleichen gemeinsamen Umverdrahtungsleitung liegen, anschließend wieder voneinander getrennt und isoliert sind.

Über die für jede Baugruppe vorgesehene Steckkontaktleiste hinaus kann der Umverdrahtungssubstratstreifen freiliegende Prüfkontaktflächen auf seiner Rückseite außerhalb des Bereichs der Baugruppe aufweisen. Diese Prüfkontaktflächen können mit Umverdrahtungsleitungen und/oder mit verdeckten Kontaktflecken in den Sägespuren und/oder mit den Außenkontaktflecken der Halbleiterbauteile und/oder mit Kontaktflecken auf dem Halbleiterchip elektrisch in Verbindung stehen. Diese Ausführungsform der Erfindung benutzt die Tatsache, dass ein Umverdrahtungssubstratstreifen wesentlich mehr Fläche für eine Umverdrahtung aufweisen kann, als der Bereich unterhalb beispielsweise einer Kunststoffabdeckung, der auf die Halbleiterbauteile und die Sägespuren begrenzt ist. Außerdem können vorteilhaft Prüfkontaktflächen für bisher nicht vorgesehene Messungen und Prüfungen zusätzlich auf dem Umverdrahtungssubstrat vorgesehen werden.

Ein weitere Vorteil dieser Ausführungsform, bei der Prüfkontaktflächen über Umverdrahtungsleitungen mit den verdeckten Kontaktflecken in den Sägespuren in Verbindung stehen ist darin zu sehen, dass die verdeckten Kontaktflecken in Mikrometerabmessungen vorliegen können, während die Prüfkontaktflächen außerhalb der Kunststoffabdeckungen keine derart eng begrenzten Flächen aufweisen müssen, so dass relativ großflächige Prüfkontaktflächen vorgesehen werden können. Dieses Erleichtert das Anbringen von Testspitzen zum Testen des Halb leiterbauteils und ermöglicht darüber hinaus, dass keinerlei Testspitzen auf die eigentlichen Außenkontakte des Halbleiterproduktes bzw. des Produktgehäuses aufzusetzen sind. Damit ist die Gefahr, einer Beschädigung oder einer Verformung von Außenkontakten des Produktgehäuses weitgehend vermindert.

Die oben angeführten Steckkontaktflächen einer Steckkontaktleiste können sowohl auf der Rückseite, als auch auf der Vorderseite des Umverdrahtungssubstratstreifens angeordnet sein. Dabei können die Steckkontaktflächen mit den Prüfkontaktflächen und/oder den verdeckten Kontaktflecken und/oder den Außenkontaktflecken elektrisch in Verbindung stehen. Neben den Steckkontaktflächen, die für den "burn-in"-Test vorgesehen sind, können auch weitere Prüfleitungen von den Außenkontaktflecken der Bauteilpositionen zu der Steckkontaktleiste geführt werden.

Damit ist es möglich, über die Steckkontaktflächen der Steckkontaktleiste weitere Prüfungen, wie innere Signaltests und -analysen durchzuführen. Mit der Ausbildung derartiger Steckkontaktleisten ist es möglich, auf ein Anbringen der fertigen Halbleiterbauteilen auf separaten Testsubstraten für "burn-in"-Tests und/oder für Signaltests und/oder Signalanalysetests zu verzichten und gleichzeitig für mehrere Halbleiterbauteile unter einer gemeinsamen Kunststoffabdeckung auf einem gemeinsamen Umverdrahtungssubstratstreifen sowohl "burn-in"-Tests als auch Signaltests zu ermöglichen.

Weiterhin ist es vorgesehen, dass der Umverdrahtungsstreifen in den Halbleiterbauteilpositionen Stapel aus mindestens einem Logikchip und/oder einem Speicherchip aufweist, wobei über die freiliegenden Prüfkontaktflächen und/oder die Prüfkontakte und/oder die Steckkontaktflächen, sowohl die Spei cherfunktionen von Speicherchips, als auch die Logikfunktionen von Logikchips prüfbar sind. Insbesondere bei Speicherchips mit hoher Speicherdichte über mehrere Hundert Megabyte bis in den Gigabytebereich hinein ist es von Bedeutung, dass mit dem erfindungsgemäßen Umverdrahtungssubstratstreifen derartige komplexe Stapel aus einem Speicherchip und einem Logikchip im Detail geprüft werden können, noch bevor derartige komplexe Stapel von Halbleiternbauteilstrukturen ausgeliefert werden.

Dieses erhöht die Zuverlässigkeit der Fertigung und der Halbleiterbauteile und vermindert die Ausschussrate an Halbleiterbauteilen auf einem Umverdrahtungssubstratstreifen gemäß der Erfindung. Derartige umfangreiche Tests sind über die oben erwähnten zusätzlichen Prüfflächen auf dem erfindungsgemäßen Umverdrahtungssubstrat möglich.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Halbleiterbauteil, das durch Auftrennen des erfindungsgemäßen Umverdrahtungssubstratstreifens gebildet ist. Ein derartiges Halbleiterbauteil unterscheidet sich von herkömmlichen Halbleiterbauteilen dadurch, dass auf seinen Randseiten Spuren von durchtrennten Umverdrahtungsleitungen auftreten. Um korrosive Angriffe der durchtrennten Umverdrahtungsleitungen an den Randseiten zu vermeiden, können die Randseiten in einer bevorzugten Ausführungsform der Halbleiterbauteile eine isolierende Kunstbeschichtung aufweisen. Dazu reicht es aus, dünne Lackschichten auf die Randseiten aufzubringen.

Ein Verfahren zur Herstellung von Umverdrahtungssubstratstreifen mit mehreren Kunststoffabdeckungen auf seiner Oberseite, die in Zeilen und Spalten angeordnete Halbleiterbauteilpositionen mit Halbleiterchips aufweisen, hat folgende Verfahrensschritte. Zunächst wird ein beidseitig metallbeschichteter Substratstreifen bereit gestellt. Ein derartiger Substratstreifen kann aus beidseitig metallisierten Kunstharzfolie oder -platte in Streifenform oder aus einer mehrlagigen Substratfolie mit Metallzwischenlagen und/oder Durchkontakten bestehen. Während die Oberseite des Substratstreifens für Halbleiterchips in Halbleiterbauteilposition mit Kontaktanschlussflächen für Flipchip-Kontakte oder für Bondverbindungen vorgesehen ist, wird auf der Rückseite des Substratstreifens eine Umverdrahtungsstruktur mit Außenkontaktflecken in den Halbleiterbauteilpositionen aufgebracht.

Verdeckte Kontaktflächen und/oder Umverdrahtungsleitungen werden im Bereich von Sägespuren zwischen den Halbleiterbauteilpositionen angeordnet. Ferner werden Steckkontaktflächen in den Randbereichen des Umverdrahtungssubstratstreifens für jede Bauteilgruppe vorgesehen. Gleichzeitig werden Umverdrahtungsleitungen zwischen Außenkontaktflecken, verdeckten Kontaktflecken, Prüfkontaktflächen, falls vorgesehen, und/oder Steckkontaktflächen realisiert.

Bei einem derartigen Aufbringen einer Umverdrahtungsstruktur wird darauf geachtet, dass die Anordnungen der Außenkontaktflecken, die später Außenkontakte tragen sollen, in jeder der Bauteilposition unterschiedlich ausgerichtet sind und gegeneinander um 0° oder 90° oder 180° oder 270° zueinander verdreht sind. Entsprechend können auch die Halbleiterchips in gleicher Weise um 0° oder 90° oder 180° oder 270° zueinander verdreht sein und auf die Halbleiterbauteilpositionen aufgebracht werden. Dazu werden entsprechende Verbindungen zwischen Halbleiterchips und der Umverdrahtungsstruktur über entsprechende Kontaktanschlussflächen hergestellt.

Weiterhin können die Halbleiterchips durch Aufbringen einer Kunststoffabdeckung in eine Kunststoffgehäusemasse eingebettet werden, wobei die Anzahl der Halbleiterchips in einer Bauteilgruppe unter einer Kunststoffabdeckung mindestens neun und zwanzig Halbleiterchips betragen kann. Selbst bei einer Anzahl von 20 Halbleiterchips in einer Baugruppe kann das erfindungsgemäße Merkmal, dass zu den einzelnen Sägespuren lediglich ein kennzeichnender Bauteilrand eines einzelnen Halbleiterbauteils parallel ausgerichtet ist, eingehalten werden. Bei der Auslegung der Umverdrahtungsstruktur und/oder bei dem Aufbringen der Halbleiterchips wird darauf geachtet, dass zu jeder geplanten Sägespur lediglich eine kennzeichnende Randseite eines Halbleiterchips ausgerichtet ist, während die übrigen Halbleiterchips einer Bauteilzeile oder einer Bauteilspalte entsprechend 90° oder 180° oder 270° verdreht sind, so dass gewährleistet ist, dass an jeder Sägespur nur eine charakteristische Randseite eines Halbleiterbauteils angrenzt.

Nach dem Anordnen bzw. Aufbringen der Halbleiterchips und dem Strukturieren des Substratstreifens werden Außenkontakte in den Halbleiterbauteilpositionen auf die Außenkontaktflecken der Umverdrahtungsstruktur auf der Rückseite des Umverdrahtungssubstratstreifens aufgebracht. Da die Außenkontakte über Umverdrahtungsleitungen mit unterschiedlichen Testflächen, wie den Steckkontaktflächen und/oder den verdeckten Kontaktflächen verbunden sind und von dort aus jeweils die Funktionstests und die Temperaturhärtetests durchgeführt werden können, werden die Außenkontakte auf den Außenkontaktflächen an sich nicht durch den Testvorgang belastet, so dass als nächster Schritt Funktionstests der in den Kunststoffabdeckungen eingebetteten Halbleiterchips unter Kontaktieren der Steckkontaktflächen und/oder der Prüfkontaktflächen durchgeführt werden. Nach dieser Durchführung werden defekte Halbleiterbauteile auf dem Umverdrahtungssubstratstreifen innerhalb der jeweiligen Kunststoffabdeckung identifiziert und markiert.

Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass auf Grund der zusätzlichen Steckkontaktflächen und/oder der Prüfflächen auf der Rückseite des Umverdrahtungssubstratstreifens bzw. im Randbereich des Umverdrahtungssubstratstreifen, die Durchführung von Funktionstests der Halbleiterchips vollständig möglich ist, ohne jedoch die Außenkontakte auf dem Umverdrahtungssubstratstreifen kontaktieren zu müssen. Darüber hinaus hat dieses Verfahren den Vorteil, dass auch die interne Signalverarbeitung in den zu Baugruppen angeordneten Halbleiterchips geprüft werden kann, ohne dass zusätzliche Außenkontakte für das Produktgehäuse erforderlich sind.

Mit diesem Verfahren lassen sich folglich Bauteile herstellen, die verkleinerte Gehäuse aufweisen, bei gleichzeitiger Reduzierung der Anzahl der Außenkontakte, und die dennoch einen vollständigen Funktionstest auch für die interne Signalverarbeitung unterzogen werden können. Durch das Anordnen der Steckkontaktflächen lässt sich darüber hinaus ein "burn-in"-Testzyklusfahren. Somit können die Halbleiterbauteile noch vor dem Auftrennen der Bauteilgruppen in Einzelhalbleiterbauteile unter extremer Temperaturzyklusbelastungen getestet werden.

Diese Vorteile, nämlich der Schonung der Außenkontakte des Produktgehäuses, der Test- und Analysemöglichkeit von inneren Signalverläufen, sämtlicher Halbleiterchips und der Prüfung jeder Bauteilgruppe mit mehreren Halbleiterbauteilen inner halb beispielsweise der Kunststoffabdeckung unter extremen Temperaturschwankungen werden bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren mit Hilfe des erfindungsgemäßen Umverdrahtungsstreifens möglich.

Anstelle von Sägespuren, die nur eine begrenzte Anzahl von verdeckten Kontaktflächen zulassen, die noch dazu Abmessungen im Mikrometerbereich aufweisen, können in einem weiteren Verfahren Sägestreifen vorgesehen werden, auf denen Prüfflächen und/oder Prüfkontakte angeordnet werden, die über Umverdrahtungsleitungen teilweise mit den Außenkontaktflächen verbunden sind. Diese Sägestreifen werden beim Vereinzeln der Halbleiterbauteile herausgesägt, so dass das Produktgehäuse klein bleibt, da die Prüfkontakte von dem sogenannten Dibug-Gehäuse, das Sägestreifen aufweist, zusammen entfernt werden.

Eine weitere Verfahrensvariante sieht vor, dass die Halbleiterchips gleichförmig und einheitlich ausgerichtet auf die Oberseite des Umverdrahtungssubstratstreifens aufgebracht werden. Für die Umverdrahtungsstruktur wird jedoch auf dem Umverdrahtungssubstratstreifen vorgesehen, dass in den Halbleiterbauteilposition die Ausrichtung der Anordnung von Außenkontakten gegenüber der Ausrichtung der Halbleiterchips um 0° oder 90° oder 180° oder 270° verdreht sind. Dieses Verfahren hat technisch den Vorteil, dass bei der Bestückung mit Halbleiterchips keine Rücksicht auf die Ausrichtung der Außenkontakte der Halbleiterbauteile zu nehmen ist, so dass die Halbleiterchips völlig gleichförmig von einem Standardbestückungsautomaten aufgebracht werden können, während die Anordnung der Außenkontakte gegenüber der Anordnung der Halbleiterchips beim Design des Umverdrahtungssubstratstreifens aus einem mehrlagigen Substratstreifen vorprogrammiert und konstruktiv verdreht ist, um die Sägespuren optimal für die Umverdrahtungsleitungen zu entsprechenden Prüf- bzw. Testflächen einzusetzen. Dabei wird eine vorgegebene Rotation, sowie die Anordnung der Halbleiterchips in x- und y-Richtung entsprechend eines vorgegebenen Umverdrahtungsplanes für den Umverdrahtungsstreifen durchgeführt.

In einer weiteren Verfahrensvariante wird das Aufbringen von unterschiedlich ausgerichteten und angeordneten Halbleiterchips auf dem Umverdrahtungssubstratstreifen dadurch erreicht, dass ein Halbleiterwafer zur Verfügung gestellt wird, der in x- und y-Anordnung, sowie in Rotationsausrichtung vorbereitend angeordnete und ausgerichtete, aus dem Halbleiterwafer herausgetrennte, Halbleiterchips aufweist. Die somit bereits auf dem Wafer in vorgegebener x-, y- und Rotationsausrichtung gemäß einem vorgegebenen Plan angeordneten Halbleiterchips werden anschließend von einem Standard-Bestückungsautomaten auf den Umverdrahtungssubstratstreifen übertragen, der die durch den Wafer vorgegebene Anordnung und Ausrichtung der Halbleiterchips beibehält.

In einer weiteren Verfahrensvariante wird das Aufbringen von unterschiedlich ausgerichteten und angeordneten Halbleiterchips auf dem Umverdrahtungssubstratstreifen dadurch erreicht, dass eine Folie oder ein Transportgurt mit Halbleiterchips unterschiedlicher Orientierung zur Verfügung gestellt wird, die in x- und y-Anordnung und/oder in Rotationsausrichtung vorbereitend angeordnete und ausgerichtete Halbleiterchips aufweisen. Auch in diesem Fall kann ein Standard-Bestückungsautomat die Halbleiterchips aufnehmen und in vorgegebener Anordnung und Ausrichtung auf dem Umverdrahtungssubstratstreifen übertragen.

Bei einer weiteren Verfahrensvariante wird das Aufbringen von unterschiedlich ausgerichteten und angeordneten Halbleiterchips auf dem Umverdrahtungssubstratstreifen dadurch erreicht, dass die getrennten Halbleiterchips eines Wafers oder einer Folie eine einheitliche Anordnung und Ausrichtung aufweisen und ein Bestückungsautomat eingesetzt wird, der sowohl die x- und y-Anordnung als auch die Rotationsausrichtung gemäß eines vorgegebenen Plans durchführt. Derartige Bestückungsautomaten sind konstruktiv komplexer aufgebaut, ermöglichen jedoch, dass weder ein spezieller Umverdrahtungssubstratstreifen noch speziell vorbereitete Folien oder entsprechend topographisch neu gestaltete Halbleiterwafer zur Verfügung gestellt werden müssen.

In den Bauteilgruppen des Umverdrahtungssubstratstreifens können Halbleiterchips mit Flipchip-Kontakten angeordnet werden. Dies hat den Vorteil, dass Halbleiterbauteile ohne Moldkappe herstellbar sind. Werden Halbleiterchips mit bondbaren Kontaktflächen auf ihren aktiven Oberseiten für ein Bestücken des Umverdrahtungssubstratstreifens eingesetzt, so werden die Halbleiterchips zunächst mit ihren Rückseiten auf der Oberseite des Umverdrahtungssubstratstreifens aufgebracht und anschließend werden durch Bonden die elektrischen Verbindungen zwischen Halbleiterchip und Umverdrahtungssubstratstreifen hergestellt. Anschließend werden die Baugruppen mit Halbleiterchips und mit den zugehörigen Bondverbindungen mit einer Kunststoffabdeckung versehen, welche baugruppenweise die Halbleiterchips und die Bondverbindungen in eine Kunststoffgehäusemasse einbetten.

Um die Oxidationsgefahr zu vermindern und eine sichere Kontaktierung zu ermöglichen, können die Prüfkontaktflächen und/oder die Steckkontaktflächen und/oder die Außenkontakt flecken der Umverdrahtungssubstratstruktur mit einer Goldlegierung selektiv beschichtet werden. Als Prüfkontakte werden vorzugsweise Testlotbälle auf die Prüfkontaktflächen aufgelötet. Auch diese Testlotbälle sind nach Entfernen der Sägestreifen nicht mehr Bestandteil des Produktgehäuses, so dass das Produktgehäuse entsprechend klein ausgebildet werden kann. Diese Testlotbälle dienen der Funktionsprüfung der verpackten Halbleiterchips und sind nicht als Außenkontakte des Produktgehäuses vorgesehen.

Zur Herstellung von Halbleiterbauteilen wird, basierend auf dem erfindungsgemäßen Umverdrahtungssubstratstreifen nach erfolgtem Funktionstest ein Auftrennen in einzelne Halbleiterbauteile unter Aussortieren der markierten defekten Halbleiterbauteile durchgeführt. Das Auftrennen kann mittels Sägetechnik erfolgen. Dabei entstehen Bauteile, die auf ihren Randseiten Spuren von durchtrennten Umverdrahtungsleitungen aufweisen, welche durch Aufbringen einer Kunststoffgehäuseschicht auf die Randseiten, geschützt werden können.

Zusammenfassend ist festzustellen, dass mit der vorliegenden Erfindung am Substratstreifen zusätzlich zu den Außenkontakten in Form von Lotbällen, am Gehäuse weitere Kontaktstellen in Form von Steckkontaktleisten und Steckkontaktflächen Kontaktstellen für den "burn-in"-Test oder auch für den "Striptest" implementiert werden. Als Kontaktstelle wird die Steckkontaktleiste an einen Randbereich des Substratstreifens, vorzugsweise für den "burn-in"-Test oder auch für zusätzliche Prüfflächen auf dem Substratstreifen außerhalb der sogenannten "Moldkappe" bzw. der Kunststoffabdeckung eingesetzt.

Die Umverdrahtung für diese zusätzlichen Steckkontaktflächen und/oder Prüfkontaktflächen wird innerhalb des Sägerahmens des Substrats geführt. Die dabei realisierbare Anzahl von Leitungen wird durch die Breite des Sägestreifens, durch die Designregeln des Umverdrahtungssubstrats und der Anzahl der verfügbaren Lagen innerhalb des Umverdrahtungssubstrats begrenzt. Es ist möglich, dennoch einen verfügbaren Platz auf dem Umverdrahtungssubstratstreifen unterhalb der Moldkappe bzw. der Kunststoffabdeckung für zusätzliche Prüfflächen oder Prüfbälle zu nutzen. Anstelle der Umverdrahtung in den Sägespuren können zusätzliche Flächen in einem Sägestreifen direkt neben dem Halbleiterchip für zusätzliche Lötbälle und Kontaktflächen vorgesehen werden. Ein derartiger Sägestreifen wird durch zusätzliche Sägespuren schließlich entfernt.

Bei diesen Ausführungsformen geht man von einer sehr geringen Anzahl von benötigten Leitungen aus, dabei können Signal- und Versorgungsleitungen teilweise zu einer Umverdrahtungsleitung innerhalb der Sägespuren zusammengefasst werden. Bei Umverdrahtungsstrukturen, die für den "burn-in"-Test vorgesehen sind, können die nötigen Außenkontaktanschlüsse beim Steckkontaktdesign und/oder beim Umverdrahtungssubstratdesign möglichst nahe an einer der Kanten des Halbleiterchips und/oder an einem kennzeichnenden Bauteilrand der Halbleiterbauteile vorgesehen und zusammengefasst werden. Dazu werden die Chips möglichst so auf dem Substrat aufgebracht, dass die zum Test oder zum "burn-in" notwendigen Anschlüsse nahe der Außenkontakte der Moldkappe bzw. der Kunststoffabdeckung liegen. Es werden dabei nicht mehr wie bisher alle Bauelemente einer Richtung ausgerichtet, sondern den Anforderungen entsprechend um 90°, 180° oder 270° so gedreht, dass nur ein charakteristischer Bauteilrand zu einer Sägespur zeigt.

Wenn die Kontaktflächen bzw. die Lötbälle nur zu Test-, Debug- und Analysezwecken am Substratstreifen verwendet werden, kann die benachbarte Fläche außerhalb der Moldkappe zusätzlich für Prüfkontakte und die Randseiten können für Steckkontakte vorgesehen werden. Dabei können die zusätzlichen Kontaktflächen und Lötbälle auch nur an einer oder zwei Kanten der Halbleiterchips angebracht werden. Durch eine Drehung der Bauelemente kann die zusätzlich nutzbare Fläche somit erweitert werden.

Durch das Zusammenfassen der notwendigen Prüf-"burn-in"-Anschlüsse an einer der Chipkanten sowie durch das Drehen der Chips und/oder durch das Drehen der Anordnung der Außenkontakte auf dem Substrat wird ein verminderter Verdrahtungsbedarf in den Sägerahmen verlegt, womit die Sägespuren minimiert werden können. Weiterhin kann durch das Drehen der Halbleiterchips und/oder der Außenkontaktanordnung, sowie dem teilweisen Verlegen der Lotbälle oder der Kontaktflächen in den Bereich außerhalb der Moldkappe, wird die verfügbare Fläche für die Halbleiterbauteile vergrößert werden. Diese Maßnahmen können gleichzeitig oder getrennt vorgenommen werden, um die Ausnutzung des Substrats und die Ausnutzung der Sägespuren zu optimieren.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erörtert.
1 zeigt eine Prinzipskizze einer ersten Ausführungsform der Erfindung mit neun Halbleiterbauteilen unter einer Kunststoffabdeckung.
2 zeigt eine Prinzipskizze einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ebenfalls mit neun Halbleiterbauteilen unter einer Kunststoffabdeckung, jedoch mit geänderter Umverdrahtungsführung rund um das zentrale Halbleiterbauteil herum.
3 zeigt eine Prinzipskizze einer dritten Ausführungsform der Erfindung mit sechs zentralen Halbleiterbauteilen und vierzehn umgebenden Bauteilen unter einer gemeinsamen Kunststoffabdeckung.
4 zeigt eine Prinzipskizze von einem Umverdrahtungssubstratstreifen mit gleichmäßig ausgerichteten Halbleiterbauteilen.
1 zeigt eine schematische Draufsicht und vergrößert eine schematische Rückseitenansicht eines Umverdrahtungssubstratstreifens 100 einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Die auf der linken Seite der 1 angeordnete Draufsicht zeigt die Anordnung von Halbleiterchips 4 unter einer gemeinsamen Kunststoffabdeckung 5. Die auf der rechten Seite angeordnete vergrößerte Rückseitenansicht des Umverdrahtungssubstratstreifens 100 zeigt die Anordnung von Außenkontakten 9 auf Außenkontaktflecken 10 in Außenkontaktzeilen 19 und Außenkontaktspalten 18.
Da die Halbleitchips 4 in der Draufsicht auf der linken Hälfte der 1 in einer Kunststoffabdeckung 5 eingebettet sind, sind ihre Umrisse durch strichpunktierte Linien 29 gekennzeichnet. Die Halbleiterbauteile 3 sind in Bauteilzeilen 14 und Bauteilspalten 13 angeordnet und weisen in der Mitte ein zentrales Bauteil 7 auf, das von acht weiteren Halbleiterbauteilen 3 umgeben ist. Eine Markierung 35 auf jedem der Halbleiterbauteile 3 soll die Lage der Anordnung der auf der Unter- oder Rückseite 6 befindlichen Außenkontakte 9 zeigen, wobei die Halbleiterbauteile 3 bzw. die Anordnung der Außen kontakte 9 der Halbleiterbauteile 3 zueinander unterschiedlich angeordnet sind.
Die unterschiedliche Anordnung kann auch für die Ausrichtung der Halbleiterchips 4 auf der Oberseite 8 des Umverdrahtungssubstratstreifens 100 zutreffen. Es ist jedoch auch möglich, dass die Halbleiterchips 4 auf der Oberseite 8 des Umverdrahtungssubstratstreifen 100 gleichförmig ausgerichtet sind, wie das im Stand der Technik in 4 gezeigt wird, während erfindungsgemäß die Anordnungen der Außenkontakte 9 auf der Rückseite 6 des Umverdrahtungssubstratstreifen 100 unterschiedlich ausgerichtet sind. Dort sind in 1 acht umgebende Halbleiterbauteile 3 mit einer kennzeichnende Randseite 22 jeweils zum Rand 38 der Kunststoffabdeckung ausgerichtet, während die kennzeichnende Seite 22 des zentralen Halbleiterbauteils 7 parallel zu der mittleren Sägespur 32 ausgerichtet ist. Die übrigen mittleren Sägespuren 31, 33 und 34 werden somit frei von Umverdrahtungsleitungen 11 gehalten und stehen für größere Einheiten von Kunststoffabdeckungen 5 zur Verfügung.
Die außerhalb des Bereichs 26 der Kunststoffabdeckung 5 verlaufenden Umverdrahtungsleitungen 11 der einzelnen Bauteile 3 und die auf der mittleren Sägespur 32 verlaufenden Umverdrahtungsleitungen werden zu einem Bündel 25 von Umverdrahtungsleitungen außerhalb des Bereichs 26 der Kunststoffabdeckung 5 zusammengeführt und für einen "burn-in"-Test auf die Steckkontaktflächen 17 der Steckkontaktleiste 16 im Randbereich 15 des Umverdrahtungssubstratstreifens 100 verteilt. Somit können beim "burn-in"-Test ausgesuchte Kontakte ohne Aufbringen von Messspitzen über die Steckkontaktleiste mit Auswerte- und Prüfschaltungen verbunden werden, während der gesamte Umverdrahtungssubstratstreifen 100 in einem entsprechendem O fen, der sowohl Minustemperaturen, als auch Hochtemperaturen zwischen –50°C und +150°C erzeugt, gestestet wird.
Dazu können Außenkontakte 9, die mit gleichem Potential zu versorgen sind, können zu einer Umverdrahtungsleitung in dem Randbereich der Kunststoffabdeckung oder in der mittleren Sägespur 32 zusammengeführt werden, so dass mit einer minimalen Anzahl an Umverdrahtungsleitungen 11 der "burn-in"-Test durchgeführt werden kann. Die Außenkontakte 9 weisen in dieser Ausführungsform der Erfindung Lotbälle 28 auf.
2 zeigt eine Prinzipskizze eines Umverdrahtungssubstratstreifens 200 einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, wobei im linken Bereich der 2 wiederum eine Draufsicht auf die Kunststoffabdeckung 5 zu sehen ist und auf der rechten Seite der 2 eine Vergrößerung der Rückseite mit der Anordnung der Außenkontakte 9 dargestellt ist. Komponenten mit gleichen Funktionen, wie in 1 werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert.
Der Unterschied zwischen der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform liegt in der Umverdrahtungsleitungsführung bzw. den unterschiedlichen Umverdrahtungsstrukturen 24. Während in der ersten Ausführungsform lediglich eine einzige mittlere Sägespur für das Verlegen der Umverdrahtungsleitungen zu den zu testenden Außenkontakten des zentralen Bauteils 7 eingesetzt und verwendet wird, sind die Umverdrahtungsleitungen L1 bis L5 auf die mittleren Sägespuren 31, 32 und 34 verteilt. Somit können die hier gezeigten fünf Umverdrahtungsleitungen L1 bis L5, die für den "burn-in"-Test erforderlich sind, um die Außenkontakte P1 bis P5 mit den entsprechenden Umverdrahtungsleitungen L1 bis L5 zu verbin den, so verteilt werden, dass lediglich zwei Umverdrahtungsleitungen in jeweils einer Sägespur angeordnet sind. Dazu sind die Anschlüsse in den Eckbereichen 20 und 21 des zentralen Halbleiterbauteils gegenüber den Bereichen der Halbleiterbauteile 3 im Randbereich unterschiedlich geführt.
3 zeigt eine Prinzipskizze eines Umverdrahtungssubstratstreifen 300 einer der dritten Ausführungsform der Erfindung. Komponenten mit gleichen Funktionen, wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert.
Die eine Hälfte von 3 zeigt wiederum eine Draufsicht auf eine Kunststoffabdeckung 5, in der zwanzig Halbleiterbauteile 3 vorgesehen sind und die rechte Bildhälfte von 3 zeigt die entsprechende Rückseite mit Außenkontaktanordnungen einer derartigen Kunststoffabdeckungsposition des Umverdrahtungsstreifens 300. Diese dritte Ausführungsform der Erfindung weist sechs zentrale Halbleiterbauteile 7 auf. Dabei wird das erfindungsgemäße Prinzip, dass lediglich eine kennzeichnende Randseite 22 eines Halbleiterbauteils parallel zu einer Sägespur 12 angeordnet ist, auch bei dieser Ausführungsform verwirklicht.
Dazu sind die Halbleiterbauteile 3 unterschiedlich zueinander ausgerichtet und derart gedreht, dass die übrigen an eine Sägespur 12 angrenzenden Halbleiterbauteile um 90°, 180°, oder 270° gedreht ausgerichtet sind, so dass das erfindungsgemäße Prinzip eingehalten werden kann. Wird die Anzahl der Bauteile auf 25 Stück erhöht, so ergibt sich das Problem, dass das erfindungsgemäße Prinzip nicht mehr eingehalten werden kann und mindestens auf einer Sägespur 12 dann zwei kennzeichnende Ränder parallel zu einer Sägespur auftreten. Wenn die Säge spurbreite das zulässt und/oder Kreuzungen durch mehrlagige Umverdrahtungssubstratstreifen zulässig sind, lässt sich die Anzahl der Halbleiterbauteile unter einer gemeinsamen Kunststoffabdeckung beliebig erhöhen, ohne dass zusätzliche Flächen des Umverdrahtungssubstratstreifens 300 verbraucht werden.

100, 200, 300, 400,: Umverdrahtungssubstratstreifen
2: Halbleiterbauteilposition
3: Halbleiterbauteil
4: Halbleiterchip
5: Bauteilgruppe
6: Rückseite des Umverdrahtungssubstratstreifens
7: zentrales Halbleiterbauteil
8: Oberseite des Umverdrahtungssubstratstreifens
9: Außenkontakte
10: Außenkontaktflecken
11: Umverdrahtungsleitungen
12: Sägespuren
13: Bauteilspalte
14: Bauteilzeile
15: Randbereich des Umverdrahtungssubstratstreifens
16: Steckkontaktleiste
17: Steckkontaktflächen
18: Außenkontaktspalte
19: Außenkontaktzeile
20: Eckbereich
21: Eckbereich
22: kennzeichnender Bauteilrand
23: Substratstreifen
24: Umverdrahtungsstruktur
25: Bündel von Umverdrahtungsleitungen
26: Bereich der Kunststoffabdeckung
27: durchgezogene Linie
28: Lotbälle
29: strichpunktierte Linie
30: durchgezogene Linie
31: mittlere Sägespur
32: mittlere Sägespur
33: mittlere Sägespur
34: mittlere Sägespur
35: Markierung
37: unteres Bauteil
38: Rand der Kunststoffabdeckung
39: Kunststoffabdeckung
L1 bis L5: Umverdrahtungsleitungen zu Prüfkontakten
P1 bis P5: Prüfkontakte der Halbleiterbauteile

Claims

Umverdrahtungssubstratstreifen mit mehreren Halbleiterbauteilpositionen (2) für Halbleiterbauteile (3), die in mehreren Bauteilzeilen (14) und Bauteilspalten (13) unterteilt durch Sägespuren (12) angeordnet sind, wobei mehrere Halbleiterbauteilpositionen (2) zu einer Bauteilgruppe (5) zusammengefasst sind, wobei die Bauteilgruppe (5) Halbleiterchips (4) der Halbleiterbauteile (3) auf einer Oberseite (8) des Umverdrahtungssubstratstreifens (100) aufweist, und wobei – jedes Halbleiterbauteil (3) einen kennzeichnenden Bauteilrand (22) aufweist, über den Umverdrahtungsleitungen (11) laufen und – die Halbleiterbauteile (3) derart unterschiedlich zueinander ausgerichtet sind, dass nur der kennzeichnende Bauteilrand (22) jeweils eines Halbleiterbauteils (3) an eine einzelne Sägespur (12) entlang einer Bauteilzeile (14) bzw. einer Bauteilspalte (13) angrenzt, während die übrigen Halbleiterbauteile (3), die an die gleiche Sägespur (12) angrenzen, derart ausgerichtet sind, gegebenenfalls um 90°, 180° bzw. 270° verdreht, dass ihre kennzeichnenden Bauteilränder (22) an andere Sägespuren (12) oder an Außenkanten der Bauteilgruppe (5) angrenzen.
Umverdrahtungssubstratstreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bauteilgruppe (5) eine Anzahl zentraler Halbleiterbauteile (7) und eine Anzahl von Halbleiterbauteilen (3) in Randpositionen aufweist, wobei – die Halbleiterbauteile (3) in Randpositionen derart ausgerichtet sind, dass ihre kennzeichnenden Bauteilränder (22) entlang von Außenkanten der Bauteilgruppe (5) ausgerichtet sind und – die zentralen Halbleiterbauteile (7) derart unterschiedlich zueinander ausgerichtet sind, dass nur der kennzeichnende Bauteilrand (22) jeweils eines zentralen Halbleiterbauteils (7) an eine einzelne Sägespur (12) entlang einer Bauteilzeile (14) bzw. einer Bauteilspalte (13) angrenzt, während die übrigen zentralen Halbleiterbauteile (7), die an die gleiche Sägespur (12) angrenzen, derart ausgerichtet sind, gegebenenfalls um 90°, 180° bzw. 270° verdreht, dass ihre kennzeichnenden Bauteilränder (22) an andere Sägespuren (12) angrenzen.
Umverdrahtungssubstratstreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine einzelne Bauteilgruppe (5) in drei Bauteilzeilen (14) bzw. in drei Bauteilspalten (13) angeordnete Halbleiterbauteilpositionen (4) mit einer beliebigen Anzahl in einer Zeile bzw. Spalte nebeneinander bzw. übereinander angeordneter zentraler Bauteile (7) und eine entsprechende Anzahl Halbleiterbauteile (3) in Randpositionen aufweist, wobei die Randpositionen derart ausgerichtet sind, dass ihre kennzeichnenden Bauteilränder (22) entlang von Außenkanten (26) der Bauteilgruppe (5) ausgerichtet sind und die zentralen Halbleiterbauteile (7) zu unterschiedlichen Sägespuren (12) ausgerichtet sind.
Umverdrahtungssubstratstreifen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Bauteilgruppe (5) neun Halbleiterbauteilpositionen (2) mit einer zentralen Halbleiterbauteilposition (7) und acht Randpositionen angeordnet sind, wobei die Randpositionen derart ausgerichtet sind, dass ihre kennzeichnenden Bauteilränder (22) entlang von Außenkanten der Bauteilgruppe (5) ausgerichtet sind, und dass das zentrale Halbleiterbauteil (7) eine beliebige Ausrichtung einnimmt.
Umverdrahtungssubstratstreifen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Umverdrahtungsleitungen (11) in Eckbereichen (20) und (21) des kennzeichnenden Bauteilrandes des zentralen Halbleiterbauteils (7) unterschiedlich zu den Umverdrahtungsleitungen der übrigen Eckbereiche der Halbleiterbauteile (3) angeordnet sind.
Umverdrahtungssubstratstreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine einzelne Bauteilgruppe (5) zwanzig Halbleiterbauteilpositionen (2) mit sechs zentralen Bauteilen (7) und vierzehn Randpositionen aufweist, wobei die Randpositionen derart ausgerichtet sind, dass ihre kennzeichnenden Bauteilränder (22) entlang von Außenkanten (26) der Bauteilgruppe (5) ausgerichtet sind und die zentralen Halbleiterbauteile (7) zu unterschiedlichen Sägespuren (12) ausgerichtet sind.
Umverdrahtungssubstratstreifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine einzelne Bauteilgruppe (5) sechzehn Halbleiterbauteilpositionen (2) mit vier zentralen Bauteilen (7) und zwölf Randpositionen aufweist, wobei die Randpositionen derart ausgerichtet sind, dass ihre kennzeichnenden Bauteilränder (22) entlang von Außenkanten (26) der Bauteilgruppe (5) ausgerichtet sind und die zentralen Halbleiterbauteile (7) zu unterschiedlichen Sägespuren (12) ausgerichtet sind.
Umverdrahtungssubstratstreifen nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Bauteilgruppen (5) auf dem Umverdrahtungssubstratstreifen (1) hintereinander und/oder nebeneinander aufgereiht sind und vorzugsweise eine oder mehrere Kunststoffabdeckungen aufweisen.
Umverdrahtungssubstratstreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterchips (4) in einer Bauteilgruppe (5) gleichförmig ausgerichtet sind und die Anordnung von Außenkontakten (9) eines Teils der Halbleiterbauteile (3) mittels einer Umverdrahtungsstruktur (24) auf dem Umverdrahtungssubstratstreifen (100) eine zu der Ausrichtung der Halbleiterchips (4) verdrehte Ausrichtung aufweisen.
Umverdrahtungssubstratstreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Halbleiterbauteilpositionen (2) Außenkontakte (9) aufweisende Außenkontaktflecken (10) in einer Außenkontaktfleckenmatrix mit Außenkontaktzeilen (19) und Außenkontaktspalten (18) angeordnet sind.
Umverdrahtungssubstratstreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Umverdrahtungssubstratstreifen (100) in einem Randbereich (15) eine Steckkontaktleiste (16) mit Steckkontaktflächen (17) aufweist, wobei die Steckkontaktflächen (17) mit Prüfkontaktflächen und/oder mit Kontaktflecken und/oder mit den Außenkontaktflecken (10) elektrisch in Verbindung stehen.
Umverdrahtungssubstratstreifen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckkontaktleiste (16) auf der Rückseite (6) und/oder der Oberseite (8) des Umverdrahtungssubstratstreifens (100) vorgesehen ist.
Umverdrahtungssubstratstreifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer der Oberseite (8) gegenüberliegenden Rückseite (6) des Umverdrahtungssubstratstreifens (100) Kontaktflecken und/oder verdeckte Leiterbahnen (L1 bis L5) in den Sägespuren (12) zwischen den Halbleiterbauteilpositionen (2) auf der Rückseite (6) angeordnet sind, die elektrisch mit Außenkontakten (9) der Halbleiterbauteile (3) in Verbindung stehen.
Umverdrahtungssubstratstreifen nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Umverdrahtungssubstratstreifen (100) auf seiner Rückseite (6) außerhalb des Bereichs (26) einer Bauteilgruppe (5) Bereiche mit freiliegenden Prüfkontaktflächen aufweist, wobei die Prüfkontaktflächen mit Umverdrahtungsleitungen (11) und/oder mit Kontaktflecken in den Sägespuren (12) und/oder mit Außenkontaktflecken (10) der Halbleiterbauteile (3) und/oder mit Kontaktflecken auf den Halbleiterchips (4) elektrisch in Verbindung stehen.
Umverdrahtungssubstratstreifen nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Umverdrahtungssubstratstreifen (100) in den Halbleiterbauteilpositionen (2), Stapel aus mindestens einem Logikchip und/oder einem Speicherchip aufweist, wobei über freiliegende Prüfkontaktflächen und/oder Prüfkontakte (P1 bis P5) und/oder Steckkontaktflächen (17) sowohl die Speicherfunktion des Speicherchips, als auch die Logikfunktion des Logikchips prüfbar sind.
Halbleiterbauteil, das durch Auftrennen des Umverdrahtungssubstratstreifens (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 gebildet ist und somit auf seinen Randseiten Spuren von durchtrennten Umverdrahtungsleitungen (11) aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Umverdrahtungssubstratstreifens (100) mit mehreren Bauteilgruppen (5), wobei die Bauteilgruppen (5) in x-Richtung in Bauteilzeilen (14) und in y-Richtung in Bauteilspalten (13) angeordnete Halbleiterbauteilpositionen (2) mit Halbleiterchips (4) aufweisen, und wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist: – Bereitstellen eines Substratstreifens (23) mit einer Oberseite (8) und einer Rückseite (6), wobei mindestens die Rückseite (6) metallbeschichtet ist, – Ausformen einer Umverdrahtungsstruktur (24) auf der metallbeschichteten Rückseite (6) des Substratstreifens (23) mit Außenkontaktflecken (10) in den Halbleiterbauteilpositionen (2), Kontaktflecken und/oder Umverdrahtungsleitungen (11) im Bereich von Sägespuren (12) zwischen den Halbleiterbauteilpositionen (2), Steckkontaktflächen (17) in Randbereichen (15) des Umverdrahtungssubstratstreifens (100) für jede Bauteilgruppe (5), und mit Umverdrahtungsleitungen (11) zwischen Außenkontaktflecken (10), Kontaktflecken, Prüfkontaktflächen und/oder Steckkontaktflächen (17), – Aufbringen von unterschiedlich mit einer Rotation von 0° oder 90° oder 180° oder 270° zueinander ausgerichteten Halbleiterchips (4) auf die Oberseite (8) des Umverdrahtungssubstratstreifens (100) in den Halbleiterbauteilpositionen (2), wobei ein Anordnen in x- und y-Richtung und ein Rotationsausrichten derart ausgeführt werden, dass eine Anordnung nach einem der Ansprüche 1–15 entsteht, – Herstellung von Verbindungen zwischen den Halbleiterchips (4) und der Umverdrahtungsstruktur (24), – Aufbringen von Außenkontakten (9) in den Halbleiterbauteilpositionen (2) auf die Außenkontaktflecken (10) der Umverdrahtungsstruktur (24) auf der metallbeschichteten Seite (6) des Umverdrahtungssubstratstreifens (100), – Durchführung von Funktionstests, der Halbleiterchips (4) der Baugruppen (5) unter Kontaktieren von Steckkontaktflächen (17) und/oder der Prüfkontaktflächen, – Identifizieren von defekten Halbleiterbauteilen (3) auf dem Umverdrahtungssubstratstreifen (100).
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterchips (4) gleichförmig und einheitlich ausgerichtet auf die Oberseite (8) des Umverdrahtungssubstratstreifens (100) aufgebracht werden und eine Umverdrahtungsstruktur (24) auf dem Umverdrahtungssubstratstreifen vorgesehen wird, die in den Halbleiterbauteilpositionen (2) des Umverdrahtungssubstratstreifens (100) eine Ausrichtung der Anordnung von Außenkontakten (9) gegenüber der Ausrichtung der Halbleiterchips (4) um 0° oder 90° oder 180° oder 270° verdreht vorsieht, sodass anstelle der Rotation der Halbleiterchips (6) in den Halbleiterbauteilpositionen (2) die Rotation für die Außenkontakte (9) für einen mehrlagigen Umverdrahtungssubstratstreifen (100) derart durchgeführt wird, dass eine Anordnung nach einem der Ansprüche 1–15 entsteht.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufbringen von unterschiedlich ausgerichteten und angeordneten Halbleiterchips (4) auf den Umverdrahtungssubstratstreifen (100) ein in Halbleiterchips (4) getrennter Wafer zur Verfügung steht, der in der x- und y-Anordnung, sowie in Rotationsausrichtung vorbereitend ausgerichtete und angeordnete Halbleiterchips (4) aufweist, die von einem Bestückungsautomaten in der durch einen der Ansprüche 1–15 vorgeschriebenen Anordnung und Ausrichtung auf die Oberseite (8) des Umverdrahtungssubstratstreifens (100) aufgebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufbringen von unterschiedlich ausgerichteten und angeordneten Halbleiterchips (4) auf einem Umverdrahtungssubstratstreifen (100) eine Spenderfolie mit Halbleiterchips zur Verfügung steht, auf der die Halbleiterchips in vorgesehenen x- und y-Anordnungen sowie in vorgesehener Rotationsausrichtung angeordnet sind und von einem Bestückungsautomaten in der durch einen der Ansprüche 1–15 vorgeschriebenen Anordnung und Ausrichtung auf die Oberseite (8) des Umverdrahtungssubstratstreifen (100) aufgebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufbringen von unterschiedlich ausgerichteten und angeordneten Halbleiterchips (4) auf einem Umverdrahtungssubstratstreifen (100) ein Transportgurt mit Halbleiterchips zur Verfügung steht, in dem die Halbleiterchips in vorgegebener Rotationsausrichtung bzw. Orientierung angeordnet sind und von einem Bestückungsautomaten in der von einem der Ansprüche 1–15 vorgeschriebenen Orientierung auf die Oberseite (8) des Umverdrahtungssubstratstreifen (100) aufgebracht werden.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufbringen von unterschiedlich ausgerichteten und angeordneten Halbleiterchips (4) auf den Umverdrahtungssubstratstreifen (100) ein in x-, y-Anordnung und Rotati onsausrichtung programmierbarer Bestückungsautomat eingesetzt wird, der einheitlich angeordnete und gleichförmig ausgerichtete Halbleiterchips (4) von einem in Halbleiterchips (4) getrennten Wafer oder von einer einheitlich mit Halbleiterchips (4) bestückten Folie aufnimmt und der das Bestücken des Umverdrahtungssubstratstreifens (100) programmgemäß derart durchführt, dass eine Anordnung nach einem der Ansprüche 1–15 entsteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterchips (4) in den Bauteilgruppen (5) Halbleiterchips (4) mit Flipchip-Kontakten sind, und die Herstellung von Verbindungen zwischen Halbleiterchips (4) und einer Umverdrahtungsstruktur auf der Oberseite (8) des Umverdrahtungssubstratstreifens (100) mittels eines Lötprozesses erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterchips (4) mit ihren Rückseiten auf die Halbleiterbauteilpositionen (2) aufgebracht werden, und das Herstellen von Verbindungen zwischen Halbleiterchips (4) und einer Umverdrahtungssubstratstruktur (24) auf der Oberseite (8) des Umverdrahtungssubstratstreifens (100) mittels Bondtechnik erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Bauteilgruppen nach dem Herstellen der Verbindungen zwischen Halbleiterchips (4) und Umverdrahtungssubstratstreifen (100) Kunststoffabdeckungen (39) aufge bracht werden, welche die Halbleiterchips (4) in eine Kunststoffmasse einbetten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfkontaktflächen und/oder die Steckkontaktflächen (17) und/oder die Außenkontaktflecken (10) der Umverdrahtungsstruktur (24) mit einer Goldlegierung selektiv beschichtet werden.
Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauteilen (3), das nachfolgende Schritte aufweist: – Herstellen eines Umverdrahtungssubstratstreifens (100) nach einem der Ansprüche 17 bis 26, – Auftrennen des Umverdrahtungssubstratstreifens (100) in einzelne Halbleiterbauteile (3) und Aussortieren der als defekt markierten Halbleiterbauteile (3).