DE102004027788A1 - Halbleiterbasisbauteil mit Umverdrahtungssubstrat und Zwischenverdrahtungsplatte für einen Halbleiterbauteilstapel sowie Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

Halbleiterbasisbauteil mit Umverdrahtungssubstrat und Zwischenverdrahtungsplatte für einen Halbleiterbauteilstapel sowie Verfahren zu deren Herstellung Download PDF

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Jens Pohl
Gottfried Beer
Bernhard Zuhr
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Infineon Technologies AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbasisbauteil (1) mit Umverdrahtungssubstrat (5) und Zwischenverdrahtungsplatte (6) für einen Halbleiterbauteilstapel (4). Auf dem Umverdrahtungssubstrat (5) ist zentral ein Halbleiterchip (7) angeordnet. Zwischen den Randbereichen (8) des Umverdrahtungssubstrats (5) und den Randbereichen (10) der Zwischenverdrahtungsplatte (6) sind elastische Kontaktelemente (9) angeordnet, welche die Zwischenverdrahtungsplatte (6) elektrisch mit dem Umverdrahtungssubstrat (5) verbinden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbasisbauteil mit Umverdrahtungssubstrat und Zwischenverdrahtungsplatte für einen Halbleiterbauteilstapel, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Umverdrahtungssubstrat und eine Zwischenverdrahtungsplatte, zwischen denen ein Halbleiterchip angeordnet ist.
  • Bei herkömmlichen Halbleiterbauteilen mit einem Umverdrahtungssubstrat sind auf der Unterseite des Umverdrahtungssubstrats Außenkontakte angeordnet und auf der Oberseite des Umverdrahtungssubstrats ist wenigstens ein Halbleiterchip, bspw. eine Logikschaltung wie ein DSP (digitaler Signalprozessor) oder ein Speicherbauteil wie ein DRAM oder ein SDRAM (dynamischer Direktzugriffsspeicher kleiner Leistungsaufnahme) im Zentrum des Umverdrahtungssubstrats angeordnet.
  • Soll ein derartiges herkömmliches Bauteil als stapelbares Halbleiterbauteil für ein Halbleitermodul aus gestapelten Halbleiterbauteilen eingesetzt werden, so können nur die Randbereiche des Umverdrahtungssubstrats für das Anbringen von Außenkontakten eines gestapelten Halbleiterbauteils zur Verfügung stehen, da das Zentrum des Umverdrahtungssubstrats von dem Halbleiterchip selbst eingenommen wird. Die Anzahl und Anordnung von Außenkontakten des zu stapelnden Halbleiterbauteils ist dadurch sehr eingeschränkt, sodass eine große Anzahl bekannter Gehäusetypen, wie BGA (Bold Grid Array)- oder LGA (Land Grid Array)- Gehäuse, nicht auf einem herkömm lichen Halbleiterbauteil mit Umverdrahtungssubstrat gestapelt werden können.
  • Eine Lösung dieses Stapelproblems ist aus der Druckschrift DE 101 38 278 bekannt. Zum Stapeln werden herkömmliche Halbleiterbauteile mit BGA- oder LGA- Gehäuse mit zusätzlichen flexiblen Umverdrahtungsfolien versehen, die großflächiger sind als die zu stapelnden Halbleiterbauteile und die über den Rand der Halbleiterbauteile hinaus ragen, sodass sie in Richtung auf ein darunter oder darüber angeordnetes Halbleiterbauteil eines Halbleiterbauteilstapels gebogen und über die flexible Folie mit dem darunter bzw. darüber angeordneten Halbleiterbauteil elektrisch verbunden werden können.
  • Ein Halbleitermodul mit derartig gestapelten Halbleiterbauteilen hat den Nachteil, dass die Halbleiterbauteile nicht mit geringst möglichem Raumbedarf gestapelt werden können, zumal die umgebogene Umverdrahtungsfolie einen Mindestbiegeradius erfordert, der nicht unterschritten werden darf, ohne Mikrorisse der auf der Umverdrahtungsfolie angeordneten Umverdrahtungsleitungen zu riskieren. Eine geeignete hochflexible Folie als Umverdrahtungsfolie auszubilden und von der Unterseite eines Halbleiterbauteils über eine der Randseiten des Halbleiterbauteils auf die Oberseite des Halbleiterbauteils zu führen, sodass sowohl auf der Unterseite des Halbleiterbauteils als auch auf der Oberseite des Halbleiterbauteils beliebig verteilt Außenkontaktflächen der Umverdrahtungsfolie angeordnet und miteinander verbunden werden können ist äußerst komplex und erfordert kostenintensive Fertigungsverfahren. Ein derart strukturiertes Halbleiterbasisbauteil hat darüber hinaus den Nachteil, dass relativ lange und zusätzlich unterschiedlich lange Leitungswege über die Folie zwischen dem Halbleiterchip im unteren Halbleiterbauteilge häuse und dem auf dem Halbleiterbasisbauteil angeordneten gestapelten Bauteil existieren, sodass bei nachrichtentechnischem Einsatz Laufzeitunterschiede bei der Kopplung von Hochfrequenzsignalen auftreten können.
  • Eine weitere Möglichkeit, um Halbleiterbauteile aufeinander zu stapeln, besteht in der Möglichkeit Interposer zu verwenden, die auf ihren Oberseiten Außenkontaktflächen aufweisen, die beliebig auf der gesamten Oberfläche verteilt angeordnet sein können, wobei deren Größe und Anordnung der Größe und Anordnung von Außenkontakten eines zu stapelnden Halbleiterbauteils entspricht. Auf einer Unterseite des Interposers oder eines Zwischenverbindungsteils sind Lotball-basierende 3D-Kontakte angeordnet, die einen derart großen Durchmesser aufweisen, dass sie den Zwischenraum zwischen Interposer und einem darunter angeordneten Umverdrahtungssubstrat eines Halbleiterbauteils mit einem Halbleiterchip überbrücken können und die Verbindung über diese 3D-Kontakte zwischen Interposer und Umverdrahtungssubstrat des darunter angeordneten Halbleiterbauteils in Randbereichen des Umverdrahtungssubstrats ermöglichen.
  • Dazu weisen diese 3D-Kontakte einen Durchmesser auf, der größer ist als die Dicke des Halbleiterchips des darunter angeordneten Halbleiterbauteils, was den Nachteil hat, dass derartige 3D-Kontakte des Interposers nicht beliebig dicht auf den Randbereichen des Umverdrahtungssubstrats bzw. des Interposers angeordnet werden können. Somit muss eine raumgreifende, relativ hohe Schrittweite für eine Anordnung derartiger 3D-Kontakte vorgesehen werden, damit sich diese nicht berühren. Somit ergibt sich für ein Halbleiterbasisgehäuse aus Umverdrahtungssubstrat und Interposer mit 3D-Kontakten ein nachteilig vergrößertes Basisgehäuse, wenn eine ausreichende Anzahl von elektrischen Verbindungen zwischen Interposer und Umverdrahtungssubstrat im Randbereich desselben sicher zu stellen ist.
    •
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile im Stand der Technik durch ein Halbleiterbasisbauteil mit Umverdrahtungssubstrat und Zwischenverdrahtungsplatte für einen Halbleiterbauteilstapel zu überwinden, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung anzugeben. Dabei soll die räumliche Ausdehnung des Basishalbleiterbauteils gegenüber den oben erwähnten Lösungen vermindert werden und eine geringe Schrittweite für die 3D-Kontakte zwischen der Zwischenverdrahtungsplatte und der Umverdrahtungsplatte möglich werden. Ein derart räumlich kompaktes Halbleiterbasisbauteil soll darüber hinaus auf seiner Oberseite Außenkontaktmuster aufweisen, die an Außenkontaktanordnungen von zu stapelnden Halbleiterbauteilen anpassbar sind.
  • Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Erfindungsgemäß wird ein Halbleiterbasisbauteil mit Umverdrahtungssubstrat und Zwischenverdrahtungsplatte für einen Halbleiterbauteilstapel geschaffen, wobei zwischen Umverdrahtungssubstrat und Zwischenverdrahtungsplatte ein Halbleiterchip angeordnet ist. Der Halbleiterchip ist mit dem Umverdrahtungssubstrat elektrisch verbunden. Randbereiche des Umverdrahtungssubstrats, die den Halbleiterchip umgeben, weisen elastische Kontaktelemente auf, die mit Randbereichen der Zwischenverdrahtungsplatte elektrisch in Verbindung stehen.
  • Ein Vorteil dieses Halbleiterbasisbauteils ist es, dass elastische Kontaktelemente bereits im Handel von der Firma Shinetsu angeboten werden, und eine Modifikation derartiger elastischer Kontaktelemente in dem Halbleiterbasisbauteil der vorliegenden Erfindung gegenüber konventionellen lotballbasierenden 3D-Kontakten kleinere Schrittweiten zwischen Kontaktanschlussflächen von Interposer und Umverdrahtungssubstrat zulassen. Dadurch ist es möglich, dass das Halbleiterbasisbauteil räumlich geringere Abmessungen aufweist als herkömmliche Halbleiterbauteile mit Interposer, welche die Funktion eines Halbleiterbasisbauteils für einen Halbleiterbauteilstapel übernehmen könnten. Darüber hinaus haben die elastischen Kontaktelemente zwischen Umverdrahtungssubstrat und Zwischenverdrahtungsplatte den Vorteil, dass sie keinen Biegebelastungen, wie eine aus dem Stand der Technik bekannte Umverdrahtungsfolie, ausgesetzt sind, die von einer Position unterhalb eines Halbleiterbauteils in eine Position oberhalb des Halbleiterbauteils umzubiegen ist, um sowohl auf der Unterseite als auch auf der Oberseite eines Halbleiterbasisbauteils eine beliebige Anordnung von Außenkontaktflächen zuzulassen. Darüber hinaus ist das Halbleiterbasisbauteil mit den elastischen Kontaktelementen sowohl robuster als auch kompakter als ein Halbleiterbasisbauteil mit einer umschlingenden Umverdrahtungsfolie.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Halbleiterbasisbauteil eine von dem Halbleiterchip abgewandte Oberseite der Zwischenverdrahtungsplatte auf. Diese Oberseite weist Außenkontaktflächen des Halbleiterbasisbauteils auf, die auf der gesamten Oberseite verteilt angeordnet sind. Die Größe und Anordnung der Außenkontaktflächen können der Größe und Anordnung von Außenkontakten eines zu stapelnden Halbleiterbauteils angepasst sein. Diese Ausführungsform der Erfin dung hat den Vorteil, dass auf dem Halbleiterbasisbauteil handelsübliche weitere Halbleiterbauteile mit einem BGA- oder LGA- Gehäuse je nach Kundenwunsch gestapelt werden können. Dabei ist die räumliche Erstreckung des zu stapelnden Halbleiterbauteils nicht auf die Größe des Halbleiterbauteils beschränkt, lediglich die Außenkontaktanordnung des zu stapelnden Halbleiterbauteils muss kongruent mit dem Anordnungsmuster der Außenkontaktflächen auf der Oberseite des Halbleiterbasisbauteils sein.
  • Eine von dem Halbleiterchip abgewandte Unterseite des Umverdrahtungssubstrats weist Außenkontakte des Halbleiterbasisbauteils auf, die auf der gesamten Unterseite verteilt angeordnet sind. Das hat den Vorteil, dass sowohl für das zu stapelnde Halbleiterbauteil als auch für das Halbleiterbasisbauteil BGA- oder LGA- Gehäuse einsetzbar ist. Mithilfe der Außenkontakte des Halbleiterbasisbauteils auf seiner Unterseite ist es möglich, dass das Halbleiterbasisbauteil auf einer übergeordneten Schaltungsplatine eines Kunden angeordnet werden kann.
  • Die elastischen Kontaktelemente können vorzugsweise einen gummielastischen Kunststoffstrang und U-förmige Leiterbahnen aufweisen, wobei sich die Leiterbahnen über eine der Randseiten des Kunststoffstranges von der Unterseite zu der Oberseite des Kunststoffstranges erstrecken. Somit sind die Schenkel der U-förmigen Leiterbahnen, sowohl auf der Oberseite als auch auf der Unterseite des Kunststoffstranges, angeordnet. Ein derartiger gummielastischer Kunststoffstrang ermöglicht automatisch ein elektrisches Verbinden zwischen Kontaktflächen auf der Oberseite des Umverdrahtungssubstrats und Kontaktflächen auf der Unterseite der Zwischenverdrahtungsplatte. Ein derartiger Kunststoffstrang kann ohne jede Feinjusta ge auf einen Randbereich des Umverdrahtungssubstrats gelegt werden und ermöglicht über eine Vielzahl von U-förmigen Leiterbahnen die elektrische Verbindung zwischen Umverdrahtungssubstrat und Zwischenverdrahtungsplatte. Bei mehrreihigen Kontaktanschlussflächen auf dem Umverdrahtungssubstrat können auch mehrere elastische Kontaktelemente mit entsprechenden Leiterbahnen ringförmig um den Halbleiterchip auf dem Umverdrahtungssubstrat angeordnet werden.
  • Anstelle einer U-förmigen Ausbildung von Leiterbahnen ist es auch möglich, diese Leiterbahnen ringförmig auszugestalten, indem sie ringförmig den gummielastischen Kunststoffstrang umgeben. Der gummielastische Kunststoffstrang selbst kann unterschiedliche Profile als Querschnitt aufweisen. Für U-förmige Leiterbahnen ist ein elliptischer oder ein rechteckförmiger Querschnitt mit abgerundeten Kanten von Vorteil. Auf das Herstellen derartiger Kontaktelemente aus einem gummielastischen Kunststoffstrang wird später eingegangen.
  • Das elastische Kontaktelement weist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Leiterbahnen auf, die parallel ausgerichtet sind. Dabei kann die Schrittweite s der Leiterbahnen kleiner sein als die Schrittweite von Kontaktanschlussflächen auf den Rändern des Umverdrahtungssubstrats bzw. auf den Rändern der Zwischenverdrahtungsplatte. Derartige, eng nebeneinander angeordnete, parallel ausgerichtete Leiterbahnen haben den Vorteil, dass eine Vorjustage oder eine Feinjustage der Leiterbahnen in Bezug auf die Kontaktflächen der Zwischenverdrahtungsplatte bzw. des Umverdrahtungssubstrats in ihren Randbereichen nicht erforderlich ist. Durch die Dichte dieser Leiterbahnen wird jedoch sichergestellt, dass mindestens eine der Leiterbahnen gegenüberlie gende Kontaktflächen von Umverdrahtungssubstrat und Zwischenverdrahtungsplatte miteinander verbindet.
  • Weiterhin ist es vorgesehen, dass die Kontaktelemente eine Leiterbahnbreite aufweisen, die kleiner als der Abstand zwischen zwei Kontaktanschlussflächen des Umverdrahtungssubstrats bzw. der Zwischenverdrahtungsplatte ist. Diese Ausführungsform der Erfindung stellt sicher, dass die Leiterbahnen der elektrischen Kontaktelemente nicht durch ihre Breite dafür sorgen können, dass ein Kurzschluss zwischen zwei nebeneinander liegenden Kontaktflächen auf der Zwischenverdrahtungsplatte und/oder auf dem Umverdrahtungssubstrat entsteht. Diese Lösung ist von Vorteil, wenn die Schrittweite der zu verbindenden Kontaktflächen auf Umverdrahtungssubstrat und Zwischenverdrahtungsleiterplatte nicht an die Schrittweite der Leiterbahnen angepasst ist. Bei einer vollständigen Anpassung der Schrittweiten kann jedoch die Leiterbahnbreite des elastischen Kontaktelements den Breiten der Kontaktflächen, die zu verbinden sind, voll entsprechen.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Halbleiterbasisbauteil elastische Kontaktelemente aus einer gummielastischen Kunststofffolie auf, die von Metalldrähten vertikal durchzogen wird. Die Metalldrähte bilden Leiter, die sich von der Unterseite zu der Oberseite der gummielastischen Kunststofffolie erstrecken, wobei die Enden der Leiter sowohl auf der Unterseite als auch auf der Oberseite der gummielastischen Folie frei zugänglich sind. Diese Ausführungsform der Erfindung hat den Vorteil, dass beliebig viele Leiter in einer hohen Dichte in einer gummielastischen Kunststofffolie angeordnet werden können, sodass elektrische Leitfähigkeit des Verbundkörpers anisotrop ist und in vertikaler Richtung einer metallischen Leitfähigkeit entspricht, während in hori zontaler Richtung die elektrische Leitfähigkeit des Kunststoffmaterials entscheidend ist. Ein Streifen einer derartigen Folie kann zwischen der Unterseite der Zwischenverdrahtungsplatte und der Oberseite des Umverdrahtungssubstrats angeordnet werden, ohne eine Feinjustierung zwischen dem elastischen Kontaktelement und den zu verbindenden Kontaktflächen der Zwischenverdrahtungsplatte bzw. des Umverdrahtungssubstrats vornehmen zu müssen. Als elektrische Leiter haben sich dünne Metalldrähte, wie sie auch in der Bondtechnik eingesetzt werden, bewährt. Die gummielastische Kunststofffolie kann ein Elastomer oder einen Kunststoffschaum, wie bspw. Polyuretanschaum, aufweisen.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung durchziehen metallische Leiter ein gummielastisches Kunststoffband in horizontaler Richtung und quer zur Längserstreckung des Kunststoffbandes. Dabei sind die Leiter wellenförmig nebeneinander in dem Kunststoffband derart angeordnet, dass sich bei Kompression des Kunststoffbandes die wellenförmig angeordneten Leiter ausrichten, wobei jeweils einer der wellenförmig nebeneinander angeordneten Leiter auf der Unterseite und auf der Oberseite seiner Längserstreckung frei zugänglich ist. Bei dieser Konstruktion der elastischen Kontaktelemente wirkt sich die Wellenform dahingehend aus, dass beim Zusammenpressen des gummielastischen Kunststoffbandes die wellenförmig nebeneinander angeordneten Leiter einen Kontaktdruck zwischen den zu verbindenden Kontaktflächen der Zwischenverdrahtungsplatte und des Umverdrahtungssubstrats aufbringen. Damit wird die elektrische Kontaktgabe verbessert.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden zwischen Umverdrahtungssubstrat und Zwischenverdrahtungsplatte mechanische Abstandshalter angeordnet, die einen Abstand a vorgeben, der kleiner ist als die Dicke d der elastischen Kontaktelemente im unbelasteten bzw. nicht eingebauten Zustand. Diese Abstandshalter haben den Vorteil, dass sie einen minimalen Abstand zwischen Umverdrahtungssubstrat und Zwischenverdrahtungsplatte sicherstellen, sodass empfindliche innere elektrische Verbindungen zwischen dem Halbleiterchip und dem Umverdrahtungssubstrat beim Zusammenbau des Halbleiterbasisbauteils nicht gefährdet werden. Außerdem können die Abstandshalter auch als Dichtelemente fungieren, und dafür sorgen, dass der innere Bereich des Halbleiterbasisbauteils nicht von Verunreinigungen konterminiert werden kann.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft Halbleitermodule aus Halbleiterbauteilstapeln. Das erfindungsgemäße Halbleiterbasisbauteil ist kein Selbstzweck, sondern dient dazu, raum sparend, kompakt und robust einen Halbleiterbauteilstapel aus fertigen Halbleiterbauteilen zu bilden. Dazu weist das Halbleiterbasisbauteil vorzugsweise einen Halbleiterchip auf, der eine digitale Signalprozessorschaltung auf seiner aktiven Oberseite aufweist. Auf diesem digitalen Signalprozessor kann über die Außenkontaktflächen der Zwischenverdrahtungsplatte ein Speicherbaustein angeschlossen werden. Derartige Speicherbausteine können ihrerseits wiederum interne Halbleiterchipstapel aufweisen, wobei in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der untere Halbleiterchip des internen Chipstapels ein SDRAM, für bspw. niedrige Leistungen, aufweisen kann und der obere Halbleiterchip des internen Chipstapels des gestapelten Halbleiterbauteils kann bspw. einen Speicherbaustein, wie einen Flash-Speicher bilden, der von dem SDRAM-Baustein versorgt und gesteuert wird. Somit weist diese bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ein oberes Halbleiterbauteil mit einem internen Halbleiterchipstapel in einem Kunststoffgehäuse auf und ist über die Außenkontakte auf seiner Unterseite mit den Außenkontaktflächen einer Zwischenverdrahtungsplatte eines darunter angeordneten Halbleiterbasisbauteils des Stapels elektrisch verbunden.
  • Weiterhin kann der Flash-Speicher als oberer interner Halbleiterchip des internen Halbleiterchipstapels mit seiner Rückseite im Zentrum auf einer aktiven Oberseite des unteren internen Halbleiterchips angeordnet sein. In diesem Fall kann der interne Halbleiterchipstapel über entsprechende Bonddrähte mit einem Umverdrahtungssubstrat des gestapelten Halbleiterbauteils elektrisch in Verbindung stehen. Das Umverdrahtungssubstrat des gestapelten Halbleiterbauteils weist wiederum Außenkontakte auf, deren Anordnung dem Anordnungsmuster der Außenkontaktflächen des Halbleiterbasisbauteils entspricht. Somit ist ein Modul möglich, das einen digitalen Signalprozessor mit entsprechend Speicherelementen im gestapelten Halbleiterbauteil ausstattet.
  • Ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbasisbauteils für einen Halbleiterbauteilstapel weist die nachfolgenden Verfahrensschritte auf. Zunächst wird ein Umverdrahtungssubstratstreifen mit mehreren in Zeilen und Spalten angeordneten Halbleiterbauteilpositionen hergestellt. Dieser Umverdrahtungssubstratstreifen kann ein Endlosband mit einer Vielzahl von Halbleiterbauteilpositionen darstellen. Auf die Halbleiterbauteilpositionen werden Halbleiterchips unter Freilassung von Randbereichen des Umverdrahtungssubstratstreifens und unter elektrischem Verbinden der Halbleiterchips mit der Verdrahtungsstruktur der Halbleiterbauteilpositionen aufgebracht.
  • Nachdem somit der Umverdrahtungssubstratstreifen mit Halbleiterchips bestückt ist, die ihrerseits über entsprechende e lektrische Verbindungen mit dem Umverdrahtungssubstrat in Verbindung stehen, werden elastische Kontaktelemente in den Randbereichen auf die Verdrahtungsstruktur des Umverdrahtungssubstrats aufgebracht. Dabei ist die Höhe der elastischen Kontaktelemente größer als der geplante Abstand zwischen dem Umverdrahtungssubstrat und der Zwischenverdrahtungsplatte. Nach dem Aufbringen der elastischen Kontaktelemente können Abstandshalter in den Randbereichen der Verdrahtungsstruktur angeordnet werden. Die Höhe oder Dicke der Abstandshalter ist dabei etwas geringer als die Höhe bzw. die Dicke der elastischen Kontaktelemente im nicht fertig zusammengebauten Zustand des Halbleiterbasisbauteils.
  • Unabhängig vom Herstellen eines Umverdrahtungssubstratstreifens kann parallel ein Zwischenverdrahtungsplattenstreifen mit auf der Oberseite verteilt angeordneten Außenkontaktflächen hergestellt werden, wobei die Größe und Anordnung der Außenkontaktflächen der Größe und Anordnung von Außenkontakten eines zu stapelnden Halbleiterbauteils entspricht. Ein derartig vorbereiteter Zwischenverdrahtungsplattenstreifen wird dann auf die Abstandshalter des Umverdrahtungsstreifens, unter Zusammendrücken der elastischen Kontaktelemente, aufgebracht. Dabei werden Durchkontaktverbindungen zwischen dem Umverdrahtungssubstratstreifen und dem Zwischenverdrahtungsplattenstreifen hergestellt. Danach kann der Umverdrahtungssubstratstreifen bzw. Zwischenverdrahtungsplattenstreifen in mehrere einzelne Halbleiterbauteile aufgeteilt werden. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass gleichzeitig eine Vielzahl von Halbleiterbasisbauteilen entstehen können. Außerdem werden für dieses Verfahren Verfahrensschritte angewandt, die sich bereits in der Halbleiterfertigung bewährt haben. Damit ist der Vorteil verbunden, dass die Ausschussrate niedrig gehalten werden kann.
  • Ein weiteres Durchführungsbeispiel für das Verfahren sieht vor, dass mehrere Halbleiterbauteile übereinander zu einem Halbleiterbauteilstapel gestapelt werden, wobei als unteres Halbleiterbauteil ein Halbleiterbasisbauteil eingesetzt wird. Ein derartiger Halbleiterbauteilstapel kann dahin gehend erweitert werden, indem zunächst mehrere Halbleiterbasisbauteile übereinander gestapelt werden und dann ein abschließendes oberstes Halbleiterbauteil auf diesen Halbleiterbauteilstapel aufgesetzt wird. Das Verfahren insgesamt hat somit den Vorteil, dass beliebige Halbleiterbauteile aufeinander gestapelt werden können, wobei lediglich die Zwischenverdrahtungsplatte mit ihren Außenkontaktflächen nach den Außenkontakten des zu stapelnden Halbleiterbauteils auszurichten ist.
  • Ein Verfahren zum Herstellen eines elastischen Kontaktelementes weist die nachfolgenden Verfahrensschritte auf. Zunächst wird eine isolierende gummielastische Folie hergestellt. In diese gummielastische Folie werden vertikal Durchgangskanäle eingebracht. Anschließend werden die Durchgangskanäle mit leitendem Material aufgefüllt. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass für das Einbringen von vertikalen Durchgangskanälen die unterschiedlichsten Techniken zur Verfügung stehen, und somit eine breite Palette von Durchmessern für die Durchgangskanäle und damit für die Durchmesser der Leiter realisiert werden kann. Neben rein mechanischen Verfahren, wie Sandstrahlen oder Hochdruckwasserstrahlen, können auch Techniken eingesetzt werden, die Durchgangskanäle realisieren, die im Nanometerbereich liegen. Dazu gehören Verfahren, wie ein gerichtetes Plasmaätzen, ein Vorionisieren einer Kunststofffolie, wobei hochbeschleunigte Ionenpakete die Vernetzung der gummielastischen Kunststofffolie aufbrechen, sodass anschließend geradlinige Durchgangskanäle in das gummielasti sche Material mittels Lösungsmitteln eingebracht werden können.
  • Ein weiteres bewährtes Verfahren, um Durchgangskanäle im Submillimeterbereich herzustellen, ist auch der Laserabtrag, der ebenfalls geradlinige Kanäle in einem gummielastischen Material erzeugen kann. Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass eine großflächige gummielastische Folie entsteht, die dann in einzelne Streifen geschnitten werden kann, welche künstlich zwischen den zu verbindenden Kontaktflächen positioniert werden.
  • Ein weiteres bevorzugtes Beispiel zum Herstellen eines elastischen Kontaktelementes weist die nachfolgenden Verfahrensschritte auf. Zunächst wird ein isolierender gummielastischer Strang hergestellt. Dieser gummielastische Strang wird mit einer Metallschicht versehen. Auf diese Metallschicht wird eine strukturierte Schutzschicht, unter Freilegen zu entfernender Metallschichtbereiche, aufgebracht. Danach werden die freigelegten Metallschichtbereiche entfernt. Schließlich wird die Schutzschicht, unter Bildung von U-förmigen oder ringförmigen den isolierenden Strang umgebenden Leiterbahnen entfernt. Der Strang kann dabei die unterschiedlichsten Querschnittsprofile aufweisen, wie bspw. ein Rechteckprofil mit abgerundeten Kanten oder ein Ellipsenprofil oder auch ein kreisrundes Profil. Dabei müssen die ringförmigen Leiterbahnen nicht geschlossen sein, sondern sie können auch unterbrochen sein. Geschlossene, ringförmige Leiterbahnen haben den Vorteil, dass ein Ausrichten des gummielastischen Stranges zwischen den zu verbindenden Komponenten eines Halbleiterbasisbauteils entfallen kann. Anders ist es jedoch bei Leiterbahnen, die nur teilweise das Profil des gummielastischen Stranges umgeben. Bei derartigen U-förmigen Leiterbahnen muss gewährleistet sein, dass der untere Schenkel und der obere Schenkel der U-förmigen Leiterbahn auf der Unterseite bzw. Oberseite des Querschnittes angeordnet sind.
  • Ein weiteres Verfahrensbeispiel für das Herstellen von elastischen Kontaktelementen weist die nachfolgenden Verfahrensschritte auf. Zunächst wird eine Harfe aus nebeneinander liegenden Metalldrähten hergestellt. Danach wird eine Verbundfolie gebildet durch Einbringen einer gummielastischen Schicht in die Zwischenräume der Harfe. Dabei werden nebeneinander beabstandet liegende Längsseiten der Metalldrähte der Harfe von dem gummielastischen Material der Schicht umhüllt, während die Unter- und Oberseiten der Metalldrähte der Verbundfolie von dem gummielastischen Kunststoffmaterial frei gehalten bleiben. Anschließend wird die Verbundfolie quer zu der Längserstreckung der Metalldrähte zu streifenförmigen elastischen Kontaktelementen auseinander getrennt. Derartige Kontaktelemente haben den Vorteil, dass Längsseiten von Metalldrähten den Kontakt zwischen Kontaktflächen ermöglichen, und nicht, wie in der vorhergehenden Ausführungsform der Erfindung, die Endseiten vertikal angeordneter Metalldrähte in einer gummielastischen Folie die Kontaktierung ermöglichen. Der Vorteil liegt insbesondere darin, dass diese längsseitige Kontaktierungsmöglichkeit von Metalldrähten die Andruckfläche der elastischen Kontaktelemente vergrößert und somit eine Beschädigung der Kontaktflächen der Zwischenverdrahtungsplatte bzw. Umverdrahtungssubstrats vermindert.
  • In einer weiteren bevorzugten Durchführung des Verfahrens wird die Verbundfolie vor dem Zertrennen längs und/oder quer zu den Metalldrähten gewellt. Durch das Wellen kann erreicht werden, dass die elastischen Metalldrähte eine Vorspannung erhalten, unter der sie dann eine verbesserte Kontaktwirkung zwischen den zu verbindenden Kontaktflächen entfaltet.
  • Zusammenfassend ist festzustellen, dass die Grundidee der Erfindung darin besteht, die Lötball-3D-Kontakte zwischen dem Umverdrahtungssubstrat und der Zwischenverdrahtungsplatte, die auch Interposer genannt wird, durch 3D-Kontakte zu ersetzen, die als elastisches Kontaktelement ausgeführt sind. Ein derartiges elastisches Kontaktelement stellt die elektrische dreidimensionale Verbindung zwischen dem Umverdrahtungssubstrat und der Zwischenverdrahtungsplatte her. Neben der elektrischen Verbindung kann eine mechanische Verbindung durch einen entsprechenden Abstandshalter realisiert werden. Dazu besteht das Kontaktelement aus einem gummielastischen isolierenden Material mit in regelmäßigen Abständen angeordneten elektrischen Leitern oder Leiterbahnen. Derartige Leiterbahnen sind vorzugsweise in einem Abstand angeordnet, der deutlich kleiner ist als der Abstand der zu verbindenden Kontaktflächen auf dem Umverdrahtungssubstrat und der Zwischenverdrahtungsplatte. Dazu werden mehrere Varianten eines Kontaktelementes mit den nachfolgenden Figuren vorgestellt.
  • Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
  • 1 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Halbleiterbasisbauteils gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 zeigt eine schematische, perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines elastischen Kontaktelements;
  • 3 zeigt eine schematische, perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines elastischen Kontaktelements;
  • 4 zeigt eine schematische, perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform eines elastischen Kontaktelements;
  • 5 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Halbleiterbasisbauteil ohne Zwischenverdrahtungsplatte bzw. Interposer einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
  • 6 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Halbleiterbauteil gemäß 5 mit aufgebrachter Zwischenverdrahtungsplatte;
  • 7 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Halbleiterbasisbauteil ohne Zwischenverdrahtungsplatte bzw. Interposer einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
  • 8 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Halbleiterbasisbauteil gemäß 7 mit aufgebrachter Zwischenverdrahtungsplatte;
  • 9–12 zeigen schematische Querschnitte durch einen Umverdrahtungssubstratstreifen während des Herstellungsverfahrens eines Halbleiterbasisbauteils gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
  • 9 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Verdrahtungsstreifen mit aufgebrachtem Halbleiterchip in Halbleiterbauteilpositionen;
  • 10 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Umverdrahtungssubstratstreifen der 9 nach Aufbringen von elastischen Kontaktelementen und Abstandshaltern;
  • 11 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Umverdrahtungssubstratstreifen der 10 nach Aufbringen der Zwischenverdrahtungsplatte;
  • 12 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Halbleiterbasisbauteils nach Heraustrennen aus dem Umverdrahtungssubstratstreifen gemäß 11;
  • 13–15 zeigen schematische Querschnitte durch einen Umverdrahtungssubstratstreifen während des Herstellungsverfahrens eines Halbleiterbauteil gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung;
  • 13 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Umverdrahtungssubstratstreifen mit aufgebrachtem Halbleiterchip in Halbleiterbauteilpositionen;
  • 14 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Umverdrahtungssubstratstreifen gemäß 13 nach Aufbringen der Zwischenverdrahtungsplatte;
  • 15 zeigt einen schematischen Querschnitt des Umverdrahtungssubstratstreifens gemäß 14 nach Einfügen elastischer Kontaktelemente;
  • 16 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Umverdrahtungssubstratstreifen gemäß 15 nach Auftrennen des Verbundes aus Umverdrahtungssubstratstreifen und Zwischenverdrahtungsplatte;
  • 17 zeigt eine schematische, perspektivische Ansicht eines Halbleiterbasisbauteils und eines zu stapelnden Halbleiterbauteils vor einem Zusammenfügen zu einem Halbleiterbauteilstapel;
  • 18 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Halbleiterbauteilstapel gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung.
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  • 1 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Halbleiterbasisbauteils 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Ein derartiges Halbleiterbasisbauteil 1 dient dazu, mehrere Halbleiterbauteile übereinander zu stapeln. Folglich weist ein Halbleiterbasisbauteil 1, sowohl auf seiner Unterseite 18 als auch auf seiner Oberseite 15 Außenkontaktflächen 19 bzw. 16 auf. Die Außenkontaktflächen 19 auf seiner Unterseite 18 tragen Außenkontakte 20, die mit einem Halbleiterchip 7 oder einem Halbleiterchipstapel über ein Umverdrahtungssubstrat 5 elektrisch in Verbindung stehen. Die Außenkontaktflächen 16 auf der Oberseite 15 weisen ein Anordnungsmuster auf, das dem Anordnungsmuster von Außenkontaktflächen eines zu stapelnden Halbleiterbauteils entspricht.
  • Die Außenkontaktflächen 16 auf der Oberseite 15 sind mit den Außenkontaktflächen 19 auf der Unterseite 18 über interne elektrische Verbindungselemente, die auch dreidimensionale Kontakte genannt werden, elektrisch miteinander verbunden.
  • Diese elektrischen Verbindungselemente sind in Randbereichen 8 des Umverdrahtungssubstrats 5 angeordnet, zumal der zentrale Bereich des Umverdrahtungssubstrats 5 von dem Halbleiterchip 7 bzw. einem Halbleiterchipstapel eingenommen wird. Somit werden alle dreidimensionalen Verbindungen von dem Umverdrahtungssubstrat 5 bzw. seinen Außenkontaktflächen 19 zu einer im oberen Bereich des Halbleiterbasisbauteils 1 angeordneten Zwischenverdrahtungsplatte 6 in den Randbereichen 8 des Umverdrahtungssubstrats 5 und in den Randbereichen 10 der Zwischenverdrahtungsplatte 6 angeordnet.
  • In dieser ersten Ausführungsform der Erfindung wird der Abstand a zwischen dem Umverdrahtungssubstrat 5 und der Zwischenverdrahtungsplatte 6 durch Abstandshalter 13 gewährleistet. Dieser Abstand a entspricht mindestens der Höhe h des Halbleiterchips 7 über dem Umverdrahtungssubstrat 5 und ist in dieser ersten Ausführungsform der Erfindung geringfügig größer als die Höhe h. Der Abstandshalter 13 sorgt lediglich dafür, dass die Höhe h nicht unterschritten wird. Die elektrische Verbindung und Kopplung zwischen dem Umverdrahtungssubstrat 5 und der Zwischenverdrahtungsplatte 6 wird in dieser Ausführungsform der Erfindung durch ein elastisches Kontaktelement 9 gewährleistet.
  • Das elastische Kontaktelement 9 besteht in dieser Ausführungsform der Erfindung aus einem lang gestreckten gummielastischen Kunststoffstrang 21. Der gummielastische Kunststoffstrang 21 ist isolierend und wird von U-förmigen, wenige Mikrometer breiten Leiterbahnen 22 teilweise umschlungen. Diese Leiterbahnen 22 verbinden elektrisch Durchkontakte über Kontaktanschlussflächen 28 im Randbereich 8 im Umverdrahtungssubstrat 5 mit den Außenkontaktflächen 19 auf der Unterseite 18 des Halbleiterbasisbauteils 1. Gleichzeitig stehen die Leiterbahnen 22 als elektrische Leiter 57 über Kontaktanschlussflächen 29 und Durchkontakte 59 im Randbereich 10 der Zwischenverdrahtungsplatte 6 mit den Außenkontaktflächen 16 auf der Oberseite 15 des Halbleiterbasisbauteils 1 elektrisch in Verbindung.
  • Die Zwischenverdrahtungsplatte 6 in Verbindung mit den elastischen Kontaktelementen 9 und dem Abstandshalter 13 übernehmen somit die Funktion eines so genannten "Interposers". Ein Vorteil dieses Halbleiterbasisbauteils 1 ist es, dass die Zwischenverdrahtungsplatte 6 mit ihren Außenkontaktflächen 16 unabhängig von dem Umverdrahtungssubstrat 5 mit seinen Außenkontaktflächen 19 einem Anordnungsmuster eines zu stapelnden Halbleiterbauteils angepasst werden kann. Somit kann sich das Anordnungsmuster der Außenkontakte 20 des Halbleiterbasisbauteils 1 von dem Außenkontaktmuster des zu stapelnden Halbleiterbauteils unterscheiden. Bspw. ist es ohne Probleme nun möglich, in dem Halbleiterbasisbauteil 1 als Halbleiterchip 7 einen digitalen Signalprozessor 36 in Flipchip-Technik anzuordnen und auf dem Halbleiterbasisbauteil 1 und seinen Außenkontaktflächen 16 die Außenkontakte bspw. eines SDRAM- oder DRAM-Speichers und/oder eines Flashspeichers unterzubringen.
  • 2 zeigt eine schematische, perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines elastischen Kontaktelementes 9. Das elastische Kontaktelement 9 weist einen gummielastischen Kunststoffstrang 21 auf, der U-förmige Leiterbahnen 22 trägt. Ein Schenkel 25 einer U-förmigen Leiterbahn 22 ist auf der Oberseite 26 des Kunststoffstranges 21 angeordnet, wobei sich die Leiterbahn 22 über eine Randseite 23 des gummielastischen Kunststoffstranges 21 zu einer Unterseite 27 des Kunststoffstranges 21 erstreckt und wobei der zweite Schenkel 24 der Leiterbahn 22 auf der Unterseite 27 des Kunststoff stranges 21 angeordnet ist. Die Leiterbahnen 22 bilden somit Leiter 57, welche die Dicke d eines Kunststoffstranges elektrisch überbrücken. Die Leiterbahnen 22 sind dabei parallel zueinander mit einer Schrittweite s angeordnet.
  • Die Schrittweite s kann dabei geringer sein, als die Schrittweite der über die Leiterbahnen 22 zu verbindenden Kontaktanschlussflächen des Umverdrahtungssubstrats bzw. der Zwischenverdrahtungsplatte in den entsprechenden Randbereichen. Die Dicke d des Kunststoffstranges ist dazu geringfügig größer gewählt als der Abstand a der Abstandshalter, die in 1 gezeigt sind, sodass ein Kontaktdruck in Pfeilrichtung A auf die Leiterbahnen 22 ausgeübt wird. Dieser Kontaktdruck gewährleistet gleichzeitig eine elektrische Verbindung zwischen Kontaktanschlussflächen der Zwischenverdrahtungsplatte und Kontaktanschlussflächen des Umverdrahtungssubstrats.
  • Durch die geringere Schrittweite s zwischen den Leiterbahnen wird in vorteilhafter Weise gewährleistet, dass das elastische Kontaktelement zwischen Umverdrahtungssubstrat und Zwischenverdrahtungsplatte eingelegt werden kann, ohne dass es in Relation zu den jeweiligen Kontaktanschlussflächen justiert werden muss. Um einen Kurzschluss zwischen Kontaktanschlussflächen einer Zwischenleiterplatte oder eines Umverdrahtungssubstrats zu verhindern, ist die Breite der Leiterbahnen geringer als der Abstand zwischen nebeneinander liegenden Kontaktanschlussflächen des Umverdrahtungssubstrats bzw. der Zwischenverdrahtungsplatte.
  • Bei der Herstellung eines derartigen elastischen Kontaktelementes 9 wird zunächst der isolierende, gummielastische Kunststoffstrang hergestellt und profiliert. Anschließend wird der Kunststoffstrang 21 mit einer Metallschicht bedeckt, und schließlich wird auf diese Metallschicht eine Schutzschicht aufgebracht und strukturiert, sodass die zu entfernenden Metallschichtbereiche freiliegen. Danach können die freigelegten Metallschichtbereiche durch Ätzen oder Laserabtrag entfernt werden, und es bleiben dann die in 2 gezeigten Leiterbahnen 22 auf dem isolierenden, gummielastischen Kunststoffstrang 21 zurück.
  • 3 zeigt eine schematische, perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform des elastischen Kontaktelementes 9. Diese zweite Ausführungsform des elastischen Kontaktelementes 9 unterscheidet sich von der in 2 gezeigten ersten Ausführungsform dadurch, dass als Isolator eine gummielastische Folie 42 dient, die eine Dicke d aufweist und eine Unterseite 52 und eine Oberseite 53 besitzt. Durch diese Folie 42 erstrecken sich orthogonal zu der Unterseite 52 bzw. orthogonal zu der Oberseite 53 elektrisch leitende Leiter 57, mit denen Durchgangskanäle 43 aufgefüllt sind. Die elektrischen Leiter 57 erstrecken sich mit ihren unteren Enden 30 bis zur Unterseite 52 der gummielastischen Kunststofffolie 42 und mit ihren oberen Enden 31 bis zur Oberseite 53 der gummielastischen Kunststofffolie 42. Die elektrischen Leiter 57 können auch aus der Unterseite 52 und/oder aus der Oberseite 53 hinausragen.
  • Die Schrittweite s der Leiter 57 ist geringer als die Schrittweite der Kontaktanschlussflächen, die miteinander zu verbinden sind, und die Dichte ist größer als die Dichte der Kontaktanschlussflächen. Gleichzeitig ist der Querschnitt jedes elektrischen Leiters geringer als der Abstand zwischen zwei benachbarten Kontaktanschlussflächen, um Kurzschlüsse zwischen den Kontaktanschlussflächen zu vermeiden. Die Folie 42 kann großflächig mit Durchgangsleitern 57 versehen werden und für die erfindungsgemäße Anwendung in elastische Kontaktstreifen getrennt werden. Diese elastischen Kontaktstreifen können dann zwischen Randbereichen des Umverdrahtungssubstrats und der Zwischenverdrahtungsfolie angeordnet werden, um deren Kontaktanschlussflächen innerhalb des Halbleiterbasisbauteils miteinander zu verbinden.
  • Um derartige elastische Kontaktelemente 9, wie sie 3 zeigt, herzustellen, wird zunächst eine isolierende, gummielastische Folie 42 hergestellt und anschließend werden in diese Folie 42 Durchgangskanäle 43 eingebracht, die von der Unterseite 52 der Folie 42 bis zur Oberseite 53 der Folie 42 reichen. Anschließend werden die Kanäle 43 mit leitendem Material unter Bilden elektrischer Leiter 57 zwischen Oberseite 53 und Unterseite 52 der Folie 42 aufgefüllt. Dabei werden Durchgangskontakte erzeugt, die im Querschnitt einen Durchmesser oder eine Erstreckung von wenigen Mikrometern aufweisen, die zwar isoliert voneinander aber dennoch dicht gepackt in der Folie 42 angeordnet sind, um ein Umverdrahtungssubstrat mit einer Zwischenverdrahtungsplatte bzw. deren Kontaktanschlussflächen miteinander zu verbinden, ohne dass das elastische Kontaktelement 9 präzise zu justieren ist.
  • Zum Einbringen von Durchgangskanälen 43 in die gummielastische Folie 42 kann eine kombinierte Abtragstechnik mittels Bestrahlen durch gerichtete Partikelstrahlen und anschließender Lösungstechnik oder Ätztechnik eingesetzt werden. Bei dem Bestrahlen durch Partikelstrahlen wird die Vernetzung der Molekülketten der gummielastischen Folie 42 aufgebrochen, sodass in den Bereichen der Partikelstrahlung ein Lösungsmittel oder ein Ätzmittel entsprechende Durchgangskanäle 43 durch die gummielastische Folie 42 erzeugen können. Andererseits ist es auch möglich, direkt durch Laserstrahlabtrag derartige Kanäle 43 von der Unterseite 52 zur Oberseite 53 der gummielastischen Folie 42 und umgekehrt zu erzeugen.
  • Das Auffüllen der Kanäle mit metallischem Material kann durch galvanisches Abscheiden von Kupfer, Silber oder Aluminium oder deren Legierungen erfolgen. Bei dem galvanischen Abscheiden können gleichzeitig die Enden 30 und 31 überhöht werden, sodass sie einwenig aus dem Folienmaterial herausragen. Durch geringfügiges Zusammenpressen der Folie 42 mit ihren vertikalen Leitern 57 beim Zusammenbau eines Halbleiterbasisbauteils wird ein Druckkontakt gebildet, der die Kontaktanschlussflächen des Umverdrahtungssubstrats und der Zwischenverdrahtungsplatte miteinander elektrisch verbindet.
  • 4 zeigt eine schematische, perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform eines elastischen Kontaktelementes 9. Dieses elastische Kontaktelement 9 der dritten Ausführungsform weist ein gummielastisches Kunststoffband 44 auf, in dem quer zur Längsrichtung des Kunststoffbandes 44 Leiter 57 angeordnet sind und somit eine Verbundfolie 46 bilden. Die Leiter 57 bestehen aus nebeneinander liegenden Metalldrähten 45, deren nebeneinander liegende Längsseiten 49 Zwischenräume 48 bilden, die von einer gummielastischen Schicht 47 in der Weise aufgefüllt sind, dass die Oberseite 50 der Metalldrähte 45 und die Unterseite 51 der Metalldrähte 45 frei zugänglich bleiben. Das elastische Kontaktelement 9 dieser dritten Ausführungsform der Erfindung gemäß 4 ist im nicht belasteten Zustand gewellt und bildet im belasteten Zustand bei einer Krafteinwirkung in den Pfeilrichtungen A eine Kontaktverbindung zwischen den frei liegenden Oberseiten 50 und Unterseiten 51 der Metalldrähte 45. Die Schrittweite s zwischen benachbarten Metalldrähten 45 ist wieder geringer als die Schrittweite zwischen Kontaktanschlussflächen des Umverdrahtungssubstrats bzw. der Zwischenverdrahtungsplatte.
  • Ein derartiges elastisches Kontaktelement 9 kann dadurch hergestellt werden, dass zunächst Metalldrähte 45 in Form einer Harfe nebeneinander gespannt werden und anschließend diese Metalldrähte 45 bzw. die Zwischenräume 48 der nebeneinander liegenden Längsseiten 49 der Metalldrähte 45 mit einer isolierenden, gummielastischen Kunststoffmasse zu einer Verbundfolie aufgefüllt werden. Anschließend können die Verbundfolien quer zu der Längserstreckung der Metalldrähte 45 in streifenförmige oder bandförmige, elastische Kontaktelemente 9 getrennt werden. Derartige gummielastische Kunststoffbänder 44 können vor dem Zertrennen noch in Längserstreckung oder quer zur Längsrichtung wellenförmig gebogen werden, um eine gewisse Vorspannung durch die Welligkeit zu erreichen.
  • Bei einem Zusammenbau werden nämlich diese Wellen durch die zu kontaktierenden Kontaktanschlussflächen zusammengepresst. Dabei entsteht ein unmittelbarer Kontakt über die Leiter 57 der Unterseite 55 des gummielastischen Kunststoffbandes 44 und der Oberseite 56 dieses gummielastischen Kunststoffbandes 44 mithilfe der frei liegenden Oberseiten 50 und Unterseiten 51 der Metalldrähte 45. Auch bei diesem elastischen Kontaktelement 9 aus einem gummielastischen Kunststoffband 44 mit Metalldrähten 45 ist die Schrittweite s der kontaktgebenden Metalldrähte 45 geringer als die Schrittweite der zu verbindenden Kontaktanschlussflächen des Umverdrahtungssubstrats bzw. der Zwischenverdrahtungsplatte des Halbleiterbasisbauteils.
  • 5 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Halbleiterbasisbauteil 2 ohne aufgebrachte Zwischenverdrahtungsplat te bzw. ohne Interposer einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden in den nachfolgenden Figuren mit gleichem Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert. Die Draufsicht ist auf das Umverdrahtungssubstrat 5 gerichtet, das in seinem Zentrum den Halbleiterchip 7 trägt. Auf einander gegenüberliegenden Randbereichen 8, die nicht von dem Halbleiterchip 7 bedeckt werden, sind jeweils ein streifenförmiger Abstandshalter 13 und ein elastisches Kontaktelement 9 nebeneinander angeordnet. Dabei ist die Dicke d des elastischen Kontaktelementes 9 geringfügig größer als die Dicke des Abstandshalters 13.
  • 6 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Halbleiterbasisbauteil 2 gemäß 5 mit aufgebrachter Zwischenverdrahtungsplatte 6. Die Zwischenverdrahtungsplatte 6 ist elektrisch über elastische Kontaktelemente 9 mit dem Umverdrahtungssubstrat 5 verbunden und wird durch die Abstandshalter 13 auf einen Abstand a fixiert. Der Aufbau des Halbleiterbasisbauteils 2 entspricht somit der ersten Ausführungsform der Erfindung, die in 1 gezeigt wird. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden Bezugszeichen für Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren beibehalten.
  • 7 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Halbleiterbasisbauteil ohne Zwischenverdrahtungsplatte bzw. Interposer einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Ein Unterschied zwischen der dritten Ausführungsform der Erfindung der 7 und der zweiten Ausführungsform der Erfindung gemäß 5 liegt darin, dass auf zwei gegenüberliegenden Randbereichen 8 jeweils nur ein Abstandshalter 13 angeordnet ist, und auf den verbleibenden Randbereichen 8 jeweils gegenüber liegend elastische Kontaktelemente 9 angeordnet sind. Damit ist der Halbleiterchip 7 im Zentrum des Umverdrahtungssubstrats 5 ringsherum von den Abstandshaltern 13 und den elastischen Kontaktelementen 9 umgeben.
  • 8 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Halbleiterbasisbauteil 3 gemäß 7 mit aufgebrachter Zwischenverdrahtungsplatte 6. Während in der zweiten Ausführungsform der Erfindung ein elastisches Kontaktelement 9 gemäß 2 eingebracht wurde, ist in diesem Fall zwischen dem Umverdrahtungssubstrat 5 und der Zwischenverdrahtungsplatte 6 ein elastisches Kontaktelement 9 gemäß 3 angeordnet. Außerdem ist der Zwischenraum zwischen dem Halbleiterchip 7 und der Zwischenverdrahtungsplatte 6 durch eine Klebstoffschicht 61 aufgefüllt. Diese Klebstoffschicht 61 kann den gleichen Klebstoff aufweisen, wie die Klebstoffschichten 62 und 63, die zwischen Abstandshalter 13 einerseits und der Zwischenverdrahtungsplatte 6 bzw. der Umverdrahtungsplatte 5 andererseits angeordnet sind.
  • 9 bis 12 zeigen schematische Querschnitte durch einen Umverdrahtungsstreifen 11 während des Herstellungsverfahrens eines Halbleiterbasisbauteils gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden in den 9 bis 12 mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert.
  • 9 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Umverdrahtungssubstratstreifen 11 mit aufgebrachtem Halbleiterchip 7 in Halbleiterbauteilpositionen 35. Der Umverdrahtungssubstratstreifen 11 kann eine Vielzahl von Halbleiterbauteilpositionen 35, die in Zeilen und Spalten angeordnet sind, aufweisen. In dieser Darstellung der 9 sind lediglich zwei Halbleiterbauteilpositionen 35 des Umverdrahtungssubstratstreifens 11 gezeigt. Die Halbleiterchips 7 sind auf der Oberseite 66 des Umverdrahtungssubstratstreifens angeordnet und über Flipchip-Kontakte 64 mit dem Umverdrahtungssubstratstreifen 11 verbunden. Dazu weist der Verdrahtungssubstratstreifen 11 in den Halbleiterbauteilpositionen 35 Umverdrahtungsstrukturen 65 auf, die an die Flipchip-Kontakte 64 der Halbleiterchips 7 angepasst sind. Ein derartiger Halbleiterchip 7 kann bspw. ein digitaler Signalprozessor 36 sein. Elektroden des digitalen Signalprozessors 36 sind über die Flipchip-Kontakte 64 und die Verdrahtungsstruktur 65 in jeder der Halbleiterbauteilpositionen 35 mit Durchkontakten 58 des Umverdrahtungssubstratstreifens 11 elektrisch verbunden. Diese Durchkontakte 58 sind ihrerseits über Außenkontaktflächen 19 mit den Außenkontakten 20, die bereits auf dem Umverdrahtungssubstratstreifen 11 angebracht sind, verbunden.
  • 10 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Umverdrahtungssubstratstreifen 11 der 9 nach Aufbringen von elastischen Kontaktelementen 9 und Abstandshaltern 13. Die elastischen Kontaktelemente 9, die hier inzwischen in Randbereichen der Halbleiterbauteilpositionen 35 angeordnet sind, werden in 3 gezeigt und weisen Leiter 57 auf, die Kontaktanschlussflächen 28 des Umverdrahtungssubstratstreifens 11 mit entsprechenden, hier nicht gezeigten Kontaktanschlussflächen der Zwischenverdrahtungsplatte verbinden sollen. Die Dicke der Abstandshalter 13 ist, wie 10 zeigt, geringer als die Dicke d der nicht belasteten elastischen Kontaktelemente 9, sodass beim Aufsetzen einer Zwischenverdrahtungsplatte ein Druck auf die elastischen Kontaktelemente 9 ausgeübt werden kann.
  • 11 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Umverdrahtungssubstratstreifen 11 der 10 nach Aufbringen eines Zwischenverdrahtungsstreifens 12 und Befestigen dieses Zwischenverdrahtungsstreifens über Klebstoffschichten 62 und 63, die dafür sorgen, dass der Zwischenverdrahtungsstreifen 12 in korrekter Position auf dem Umverdrahtungssutstratstreifen 11 fixiert wird. Aufgrund der elastischen Kontaktelemente 9 ist jedoch diese Justagearbeit relativ unproblematisch, da keine Feinjustierung für ein exaktes Positionieren der Leiter 57 des elastischen Kontaktelements 9 in Bezug auf die Kontaktanschlussflächen 28 bzw. 29 vorgenommen werden muss. Nach Aufbringen des Zwischenverdrahtungsstreifens 12 auf den Umverdrahtungssubstratstreifen 11 sind somit eine Vielzahl von Halbleiterbasisbauteilen gleichzeitig hergestellt.
  • 12 zeigt einen schematischen Querschnitt eines Halbleiterbasisbauteils 67 nach Heraustrennen aus dem Umverdrahtungssubstratstreifen 11 gemäß 11. Die vierte Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von der dritten Ausführungsform der Erfindung gemäß 8 dadurch, dass hier die Klebstoffschichten 62 und 63 und der Abstandshalter 13 die Zwischenverdrahtungsplatte 6 auf dem Umverdrahtungssubstrat 5 fixieren und während in 8 eine weitere Klebstoffschicht 61 zwischen der Zwischenverdrahtungsplatte 6 und der Rückseite 68 des Halbleiterchips 7, vorgesehen ist.
  • Die 13 bis 15 zeigen schematische Querschnitte durch Umverdrahtungssubstratstreifen 11 während des Herstellungsverfahrens eines Halbleiterbasisbauteils gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung. Komponenten mit gleichen Funktionen, wie in den vorhergehenden Figuren, werden in den 13 bis 15 mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert.
  • 13 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Umverdrahtungssubstratstreifen 11 mit aufgebrachten Halbleiterchips 7 in Halbleiterbauteilpositionen 35. Dieser Umverdrahtungssubstratstreifen 11 trägt zwar auch Halbleiterchip 7, wie in 9 dargestellt, aber weist noch keine Außenkontakte auf seiner Unterseite 18 auf, sondern lediglich Außenkontaktflächen 19, auf die später Außenkontakte aufgebracht werden können.
  • 14 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Umverdrahtungssubstratstreifen 11 gemäß 13 nach Aufbringen des Zwischenverdrahtungsstreifens 12 auf entsprechende Abstandshalter 13. In diesem Fall ist der Zwischenverdrahtungsstreifen 12 nicht auf den Abstandshalter 13 mit einer Klebstoffschicht fixiert, sondern über eine stoffschlüssige Lötverbindung mit einer Metallbeschichtung in Randbereichen der Halbleiterbauteilpositionen 35 gelötet. Außerdem ist der Zwischenverdrahtungsstreifen 12, noch bevor die elastischen Kontaktelemente die Kontaktanschlussflächen 28 des Umverdrahtungssubstratstreifens 11 mit entsprechenden Kontaktanschlussflächen 29 des Zwischenverdrahtungsplattenstreifens verbinden können, auf den Abstandshaltern 13 befestigt. In diesem Stadium fehlen die noch erforderlichen 3D-Kontakte.
  • 15 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Umverdrahtungssubstratstreifen 11 gemäß 14 nach Einfügen von elastischen Kontaktelementen 9. Da die elastischen Kontaktelemente 9 kompressibel sind, können sie auch nach dem Aufbringen des Zwischenverdrahtungsstreifens 12 in den Zwischenraum zwischen den beiden Streifen 11 und 12 eingefügt werden.
  • 16 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Umverdrahtungssubstratstreifen 11 der 15 nach Durchtrennen des Verbundes aus Umverdrahtungssubstratstreifen 11 und Zwischenverdrahtungsplattenstreifen 12. Das Ergebnis dieses Durchtrennens sind Halbleiterbasisbauteile 69 einer fünften Ausführungsform der Erfindung.
  • 17 zeigt eine schematische, perspektivische Ansicht eines Halbleiterbasisbauteils 1 und eines zu stapelnden Halbleiterbauteils 14 vor einem Zusammenfügen zu einem Halbleiterbauteilstapel 4. Das zu stapelnde Halbleiterbauteil 14 weist ein Kunststoffgehäuse 33 auf. Eine Unterseite 34 trägt Außenkontakte 17 in Form von Lotbällen. Das Anordnungsmuster der Außenkontakte 17 entspricht dem Anordnungsmuster der Außenkontaktflächen 16 auf der Oberseite 15 des Halbleiterbasisbauteils 1. Das Halbleiterbasisbauteil 1 kann mit seinen Außenkontakten 20 auf seiner Unterseite 18 mit einer übergeordneten Schaltungsplatine elektrisch in Verbindung stehen. Diese übergeordnete Schaltungsplatine mitsamt dem Halbleiterbasisbauteil 1 kann für einen Kunden vorbereitet hergestellt sein, sodass bspw. der Kunde nach freier Wahl ein entsprechendes zu stapelndes Halbleiterbauteil 14 auf die vorbereiteten Außenkontaktflächen 16 des Halbleiterbasisbauteils 1 aufgesetzt werden kann. Dieses hat besonders den Vorteil, wenn das Halbleiterbasisbauteil 1 einen digitalen Signalprozessor 36 aufweist und der Kunde unterschiedliche Speicherbauteile, je nach Kapazität des geforderten Speichers, mit dem digitalen Signalprozessor 36 zusammenwirken lassen möchte. Weitere Details eines solchen Halbleiterbauteilstapels 4 zeigt 18.
  • 18 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Halbleiterbauteilstapel 4 aus zwei Halbleiterbauteilen gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser sechsten Ausführungsform der Erfindung wurde ein Halbleiterbasisbauteil 1 der ersten Ausführungsform der Erfindung eingesetzt, das einen Halbleiterchip 7 mit einem digitalen Signalprozessor 36 aufweist. Auf die Zwischenverdrahtungsplatte 6 ist ein gestapeltes Halbleiterbauteil 14 aufgesetzt, das einen internen Halbleiterchipstapel 32 mit einem unteren internen Halbleiterchip 37 und einem oberen internen Halbleiterchip 38 aufweist.
  • Dabei kann der untere interne Halbleiterchip 37 ein SDRAM oder DRAM sein, zu dem der digitale Signalprozessor 36 des Halbleiterbasisbauteils 1 direkten Zugriff über die elastischen Kontaktelemente 9 hat und der obere interne Halbleiterchip 38 kann einen Flash-Speicher 39 aufweisen, der sowohl mit dem digitalen Signalprozessor 36 als auch mit dem unteren internen Halbleiterchip 37 zusammenwirkt. Dazu ist die Rückseite 40 des Flash-Speichers 39 in dem Zentrum der aktiven Oberseite 41 des unteren Halbleiterchips 37 angeordnet. Die Randbereiche der Oberseite 41 des unteren Halbleiterchips 37 weisen Bondverbindungen 70 zu einem Umverdrahtungssubstrat 71 des gestapelten Halbleiterbauteils 14 auf. Ebenso ist die aktive Oberseite des Flash-Speichers 39 über Bondverbindungen 72 mit dem Umverdrahtungssubstrat 71 des gestapelten Halbleiterbauteils 14 elektrisch verbunden. Diese Komponenten des gestapelten Halbleiterbauteils 14 sind in einer Kunststoffgehäusemasse eines Kunststoffgehäuses 33 eingebettet.
  • Anstelle dieses gestapelten Halbleiterbauteils 14 mit unterschiedlich aufeinander gestapelten Speicherchips 37 und 38 kann der Kunde auch andere Speicherbauteile auf das Halbleiterbasisbauteil 1 aufbringen. Dazu muss lediglich die Außenkontaktflächenanordnung der Außenkontaktflächen 16 der jewei ligen Zwischenverdrahtungsplatte 6 des Halbleiterbasisbauteils 1 an die Außenkontakte 17 des zu stapelnden Halbleiterbauteils 14 angepasst sein.
    • 1
    Halbleiterbasisbauteil (erste Ausführungsform)
    2
    Halbleiterbasisbauteil (zweite Ausführungsform)
    3
    Halbleiterbasisbauteil (dritte Ausführungsform)
    4
    Halbleiterbauteilstapel
    5
    Umverdrahtungssubstrat
    6
    Zwischenverdrahtungsplatte
    7
    Halbleiterchip
    8
    Randbereich des Umverdrahtungssubstrats
    9
    elastisches Kontaktelement
    10
    Randbereich der Zwischenverdrahtungsplatte
    11
    Umverdrahtungssubstratstreifen
    12
    Zwischenverdrahtungsstreifen
    13
    Abstandshalter
    14
    gestapeltes Halbleiterbauteil
    15
    Oberseite der Zwischenverdrahtungsplatte
    16
    Außenkontaktflächen der Zwischenverdrahtungsplatte
    17
    Außenkontakte eines gestapelten Halbleiterbauteils
    18
    Unterseite des Umverdrahtungssubstrats
    19
    Außenkontaktflächen des Umverdrahtungssubstrats
    20
    Außenkontakte des Halbleiterbasisbauteils
    21
    gummielastischer Kunststoffstrang
    22
    U-förmige oder ringförmige Leiterbahn
    23
    Randseite des gummielastischen Kunststoffstranges
    24
    Schenkel der U-förmigen Leiterbahn
    25
    Schenkel der U-förmigen Leiterbahn
    26
    Oberseite des Kunststoffstranges
    27
    Unterseite des Kunststoffstranges
    28
    Kontaktanschlußflächen im Randbereich des Umverdrah
    tungssubstrats
    29
    Kontaktanschlußflächen im Randbereich der Zwischen
    verdrahtungsplatte
    30
    Ende der Leiter
    31
    Ende der Leiter
    32
    interner Halbleiterchipstapel
    33
    Kunststoffgehäuse
    34
    Unterseite des gestapelten Halbleiterbauteils
    35
    Halbleiterbauteilposition
    36
    digitaler Signalprozessor
    37
    unterer interner Halbleiterchip (SDRAM, DRAM)
    38
    oberer interner Halbleiterchip (Flashspeicher)
    39
    Flashspeicher
    40
    Rückseite des Flashspeichers
    41
    Zentrum der aktiven Oberseite des unteren Halbleiter
    chips
    42
    gummielastische Folie
    43
    Durchgangskanäle
    44
    gummielastisches Kunststoffband
    45
    nebeneinander liegende Metalldrähte
    46
    Verbundfolie
    47
    gummielastische Schicht
    48
    Zwischenräume
    49
    nebeneinander liegende Längsseiten
    50
    Oberseite des Metalldrahtes
    51
    Unterseite des Metalldrahtes
    52
    Unterseite der Kunststofffolie
    53
    Oberseite der Kunststofffolie
    55
    Unterseite des gummielastischen Kunststoffbandes
    56
    Oberseite des gummielastischen Kunststoffbandes
    57
    Leiter
    58
    Durchkontakt im Umverdrahtungssubstrat
    59
    Durchkontakt in der Zwischenverdrahtungsplatte
    61
    Klebstoffschicht
    62
    Klebstoffschicht
    63
    Klebstoffschicht
    64
    Flipchip-Kontakt
    65
    Verdrahtungsstruktur
    66
    Oberseite des Umverdrahtungssubstrats
    67
    Halbleiterbasisbauteil (vierte Ausführungsform)
    68
    Rückseite des Halbleiterchips im Halbleiterbasisbau
    teil
    69
    Halbleiterbasisbauteil (fünfte Ausführungsform)
    70
    Bondverbindung des unteren Halbleiterchips
    71
    Umverdrahtungsstubstrat des gestapelten Halbleiter
    bauteils
    72
    Bondverbindung des oberen Halbleiterchips
    A
    Pfeilrichtung
    a
    Abstand mit Abstandshaltern
    d
    Dicke des Kunststoffbandes bzw. der Kunststofffolie
    bzw. des Kunststoffstranges
    s
    Schrittweite der Leiterbahnen bzw. der Leiter
    h
    Höhe des Halbleiterchips über dem Umverdrahtungs
    substrat

Claims (24)

  1. Halbleiterbasisbauteil mit Umverdrahtungssubstrat (5) und Zwischenverdrahtungsplatte (6) für einen Halbleiterbauteilstapel (4), wobei zwischen Umverdrahtungssubstrat (5) und Zwischenverdrahtungsplatte (6) ein Halbleiterchip (7) angeordnet ist, der mit dem Umverdrahtungssubstrat (5) elektrisch in Verbindung steht, und wobei Randbereiche (8) des Umverdrahtungssubstrats (5), die den Halbleiterchip (7) umgeben, elastische Kontaktelemente (9) aufweisen, die mit Randbereichen (10) der Zwischenverdrahtungsplatte (6) elektrisch in Verbindung stehen.
  2. Halbleiterbasisbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine von dem Halbleiterchip (7) abgewandte Oberseite (15) der Zwischenverdrahtungsplatte (6) Außenkontaktflächen (16) des Halbleiterbasisbauteils (1) aufweist, die auf der gesamten Oberseite (15) verteilt angeordnet sind und deren Größe und Anordnung der Größe und Anordnung von Außenkontakten (17) eines zu stapelnden Halbleiterbauteils (14) entsprechen.
  3. Halbleiterbasisbauteil nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine von dem Halbleiterchip (7) abgewandte Unterseite (18) des Umverdrahtungssubstrats (5) Außenkontakte (20) des Halbleiterbasisbauteils (1) aufweist, die auf der gesamten Unterseite (18) verteilt angeordnet sind.
  4. Halbleiterbasisbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Kontaktelemente (9) einen gummielastischen Kunststoffstrang (21) mit U-förmigen Leiterbahnen (22) aufweisen, wobei sich die Leiterbahnen (22) über eine der Randseiten (23) des Kunststoffstranges (21) erstrecken und die Schenkel (24, 25) der U-förmigen Leiterbahnen (22) auf der Ober- (26) und Unterseite (27) des Kunststoffstranges (21) angeordnet sind.
  5. Halbleiterbasisbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente (9) parallel ausgerichtete Leiterbahnen (22) aufweisen, deren Schrittweite (s) kleiner als die Schrittweite von Kontaktanschlussflächen (28, 29) auf den Randbereichen (8, 10) des Umverdrahtungssubstrats (5) bzw. der Zwischenverdrahtungsplatte (6) ist.
  6. Halbleiterbasisbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente (9), Leiterbahnen (22) mit einer Leiterbahnbreite aufweisen, die kleiner als der Abstand zwischen zwei Kontaktanschlussflächen (28, 29) des Umverdrahtungssubstrats (5) bzw. der Zwischenverdrahtungsplatte (6) ist.
  7. Halbleiterbasisbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Kontaktelemente (9) ein gummielastisches Kunststoffband (44) aufweisen, das vertikal von Leitern (57) durchzogen ist, wobei sich die Leiter (57) von der Unterseite (27) zu der Oberseite (26) des Kunststoffbandes (44) erstrecken, und wobei die Enden (30, 31) der Leiter (57) sowohl auf der Unterseite (27) als auch auf der Oberseite (26) des gummielastischen Kunststoffbandes (44) frei zugänglich sind.
  8. Halbleiterbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Kontaktelemente (9) Leiter (57) aufweisen, die ein gummielastisches Kunststoffband (44) horizontal und quer zur Längserstreckung des Kunststoffbandes (44) durchziehen und schräg übereinander in dem Kunststoffband (44) derart angeordnet sind, dass sich bei einer Kompression des Kunststoffbandes (44) die Leiter (57) ausrichten, wobei jeweils einer der schräg übereinander angeordneten Leiter (57) auf der Unterseite (51) und auf der Oberseite (50) in seiner Längserstreckung frei zugänglich sind.
  9. Halbleiterbasisbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Umverdrahtungssubstrat (5) und Zwischenverdrahtungsplatte (6) mechanische Abstandshalter (13) angeordnet sind, die einen Abstand (a) vorgeben, der kleiner als die Dicke (d) der elastischen Kontaktelemente (9) im unbelasteten bzw. nicht eingebauten Zustand ist.
  10. Halbleiterbauteilstapel, der als unteres Halbleiterbauteil (1) ein Halbleiterbasisbauteil (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.
  11. Halbleiterbauteilstapel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein oberes gestapeltes Halbleiterbauteil (14) einen internen Halbleiterchipstapel (32) in einem Kunststoffgehäuse (33) aufweist und über Außenkontakte (17) auf seiner Unterseite (34) mit den Außenkontaktflächen (16) einer Zwischenverdrahtungsplatte (6) eines darunter angeordneten Halbleiterbauteils (1) des Stapels (4) elektrisch verbunden ist.
  12. Halbleiterbauteilstapel nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterbasisbauteil (1) einen digitalen Signalprozessor (36) als Halbleiterchip (7) mit Flipchip-Kontakten (64) in einem Kunststoffgehäuse (33) in BGA- oder LGA-Bauweise zum Aufbringen auf eine übergeordnete Schaltungsplatine aufweist und auf seiner Oberseite (15) eine Außenkontaktflächenanordnung für das Aufbringen eines gestapelten Halbleiterbauteils (14) in BGA- oder LGA-Bauweise aufweist.
  13. Halbleiterbauteilstapel nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das gestapelte Halbleiterbauteil (14) einen internen Halbleiterchipstapel (32) aufweist mit einem SDRAM oder DRAM als unteren internen Halbleiterchip (37) und einer BGA-Außenkontaktstruktur, sowie mit einem Flashspeicher (39) als oberen internen Halbleiterchip (38), wobei der Flashspeicher (39) mit seiner Rückseite (40) im Zentrum auf der aktiven Oberseite (41) des unteren internen Halbleiterchips (37) angeordnet ist.
  14. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbasisbauteils (1) für einen Halbleiterbauteilstapel (4), wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist: – Herstellen eines Umverdrahtungssubstratstreifens (11) mit mehreren in Zeilen und Spalten angeordneten Halbleiterbauteilpositionen (35); – Aufbringen von Halbleiterchips (7) in den Halbleiterbauteilpositionen (35) unter Freilassung von Randbereichen (8) des Umverdrahtungssubstratstreifens (11) und unter elektrischem Verbinden der Halbleiterchips (7) mit Verdrahtungsstrukturen (65) der Halbleiterbauteilpositionen (35); – Aufbringen von elastischen Kontaktelementen (9) in den Randbereichen (8, 10) auf die Verdrahtungsstruktur (65); – Aufbringen von Abstandshaltern (13) in den Randbereichen (8, 10) der Verdrahtungsstruktur; – Herstellen eines Zwischenverdrahtungsstreifens (12) mit auf der Oberseite (15) verteilt angeordneten Außenkontaktflächen (16) deren Größe und Anordnung der Größe und Anordnung von Außenkontakten (17) eines zu stapelnden Halbleiterbauteils (14) entsprechen; – Aufbringen des Zwischenverdrahtungsstreifens (12) auf die Abstandshalter (13) unter Zusammendrücken der elastischen Kontaktelemente (9) und unter Herstellen von Druckkontaktverbindungen zwischen dem Zwischenverdrahtungsstreifen (12) und dem Umverdrahtungssubstratstreifen (11); – Auftrennen des Umverdrahtungssubstratstreifens (11) in mehrere einzelne Halbleiterbasisbauteile (1).
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Halbleiterbauteile (14) übereinander zu einem Halbleiterbasisbauteilstapel (4) gestapelt werden, wobei als unteres Halbleiterbauteil (1) ein Halbleiterbasisbauteil (1) eingesetzt wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 14 oder Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass als oberes Halbleiterbauteil (14) des Halbleiterbauteilstapels (4) ein Halbleiterbauteil mit einem internen Halbleiterchipstapel (32) eingesetzt wird.
  17. Verfahren zum Herstellen eines elastischen Kontaktelementes (9), wobei das Verfahren nachfolgende Verfahrenschritte aufweist: – Herstellen einer isolierenden gummielastischen Folie (42); – Einbringen von vertikalen Durchgangskanälen (43) in die Folie (42); – Auffüllen der Kanäle (43) mit leitendem Material.
  18. Verfahren zum Herstellen eines elastischen Kontaktelementes (9), wobei das Verfahren nachfolgende Verfahrenschritte aufweist: – Herstellen eines isolierenden gummielastischen Stranges (21); – Beschichten des Stranges (21) mit einer Metallschicht; – Aufbringen einer strukturierten Schutzschicht unter Freilegen zu entfernender Metallschichtbereiche; – Entfernen der freigelegten Metallschichtbereiche – Entfernen der Schutzschicht unter Bilden von U-förmigen oder ringförmigen, den isolierenden Strang umgebenden, Leiterbahnen (22).
  19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einbringen von Durchgangskanälen (43) in eine gummielastische Folie (42) oder zum Strukturieren einer Metallschicht auf einem gummielastischen Strang (21) zu ringförmigen Leiterbahnen eine Laserabtragstechnik eingesetzt wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einbringen von Durchgangskanälen (43) in eine gummielastische Folie (44) oder zum Strukturieren einer Metallschicht auf einem gummielastischen Strang (21) zu ringförmigen Leiterbahnen eine Abtragstechnik mit Partikelstrahlen eingesetzt wird.
  21. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einbringen von Durchgangskanälen (43) in eine gummielastische Folie (42) oder zum Strukturieren einer Metallschicht auf einem gummielastischen Strang (21) zu U-förmigen oder ringförmigen Leiterbahnen (22) eine kombinierte Abtragstechnik mit Bestrahlen durch gerichtete Partikelstrahlen und anschließender Ätztechnik eingesetzt wird.
  22. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einbringen von Durchgangskanälen (43) in eine gummi elastische Folie (42) oder zum Strukturieren einer Metallschicht auf einem gummielastischen Strang (21) zu ringförmigen Leiterbahnen (22) eine kombinierte Abtragstechnik mit Bestrahlen durch gerichtete Partikelstrahlen und anschließender Ätztechnik eingesetzt wird.
  23. Verfahren zum Herstellen eines elastischen Kontaktelementes (9), wobei das Verfahren nachfolgende Verfahrenschritte aufweist: – Herstellen einer Harfe aus nebeneinander liegenden Metalldrähten (45); – Bilden einer Verbundfolie (46) durch Einbringen einer gummielastische Schicht (47) in Zwischenräume (48) der Harfe unter Umhüllen der nebeneinander liegenden Längsseiten (49) der Metalldrähte (45) und unter Freihalten der Unter- (50) und Oberseiten (51) der Metalldrähte (45) der Verbundfolie (46); – Zertrennen der Verbundfolie (46) quer zu der Längserstreckung der Metalldrähte (45) zu streifenförmigen elastischen Kontaktelementen (9).
  24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundfolie (46) vor einem Zertrennen längs und/oder quer zu den Metalldrähten (45) gewellt wird.
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