DE102004030383A1 - Bonding film and semiconductor component with bonding film and method for their production - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Bondfolie (1, 21) und ein Halbleiterbauteil (20) mit Bondfolie (1, 21) sowie ein Verfahren zu deren Herstellung. Dabei dient die Bondfolie (1, 21) zum Kontaktieren von Halbleiterchips (2), wobei die Bondfolie (1, 21) in ihrer flächigen Erstreckung größer als der Halbleiterchip (2) ist. Im Randbereich (17), der außerhalb des Halbleiterchips (2) angeordnet ist, weist die Bondfolie (1, 21) Randanschlussflächen (10) auf, die über Verdrahtungsleitungen (8, 9) mit Kontaktanschlussflächen (5) in Verbindung stehen. Diese Kontaktanschlussflächen (5) entsprechen in Anordnung und Größe einer Anordnung und Größe von Kontaktflächen (6) des Halbleiterchips (2) und stehen mit diesen stoffschlüssig in Verbindung. Ein Halbleiterbauteil (20) weist zwei Bondfolien (1, 21) auf, wobei eine obere Bondfolie (1) die Oberseiten (16) und Randseiten des Halbleiterchips (2) bedeckt und eine untere Bondfolie (21) die Rückseite (15) des Halbleiterchips (2) kontaktiert und abdeckt.The invention relates to a bonding film (1, 21) and a semiconductor component (20) with bonding film (1, 21) and to a process for the production thereof. In this case, the bonding film (1, 21) serves for contacting semiconductor chips (2), wherein the bonding film (1, 21) is larger in its planar extent than the semiconductor chip (2). In the edge region (17), which is arranged outside the semiconductor chip (2), the bonding film (1, 21) has edge connection surfaces (10) which are connected to contact connection surfaces (5) via wiring lines (8, 9). These contact pads (5) correspond in arrangement and size of an arrangement and size of contact surfaces (6) of the semiconductor chip (2) and are in cohesive connection with these. A semiconductor component (20) has two bonding films (1, 21), an upper bonding film (1) covering the upper sides (16) and edge sides of the semiconductor chip (2) and a lower bonding film (21) covering the rear side (15) of the semiconductor chip ( 2) contacted and covered.
Description
Die Erfindung betrifft eine Bondfolie und ein Halbleiterbauteil mit einer derartigen Bondfolie, sowie einen Systemträger zur Herstellung einer Vielzahl derartiger Halbleiterbauteile mit Bondfolie.The The invention relates to a bonding film and a semiconductor device with Such a bonding film, as well as a system carrier for producing a variety such semiconductor devices with bonding film.
Bei der Herstellung von Halbleiterbauteilen sind die letzten drei Herstellungsabschnitte kostenaufwendig und komplex, insbesondere wenn keine Flipchip-Technik anwendbar ist und mit einer Drahtbondtechnik gearbeitet wird. Dazu ist zunächst der Halbleiterchip mit einer Kontaktfläche auf seiner Rückseite in eine definierte Position, in Bezug auf eine Vielzahl vorgesehener Bondverbindungen zu bringen, auszurichten und schließlich zu fixieren. Dieser Herstellungsabschnitt wird auch "die bonding" genannt. Anschließend wird die Vielzahl von Bondverbindungen zwischen einer Vielzahl von Kontaktflächen auf der aktiven Oberseite des Halbleiterchips und einer Vielzahl von Kontaktanschlussflächen eines Systemträgers durch zeitaufwendige Schritte seriell hergestellt. Dieser Herstellungsabschnitt wird auch "pad bonding" genannt. Abschließend erfolgt ein dritter Herstellungsabschnitt, bei dem der Halbleiterchip mit seinen Bondverbindungen in eine Kunststoffgehäusemasse eingebettet wird. Dieser Herstellungsabschnitt wird auch "molding" genannt.at The production of semiconductor devices are the last three manufacturing stages costly and complex, especially if no flip-chip technology is applicable and worked with a wire bonding technique. To is first the semiconductor chip with a contact surface on its back into a defined position with respect to a variety of intended ones Bringing, aligning and finally bonding fix. This manufacturing section is also called "the bonding". Subsequently, will the plurality of bond connections between a plurality of contact surfaces the active top of the semiconductor chip and a plurality of Contact pads a system carrier produced serially by time-consuming steps. This manufacturing section is also called "pad bonding". Finally, a third manufacturing section, in which the semiconductor chip with its Bonding is embedded in a plastic housing composition. This manufacturing section is also called "molding".
Diese drei Herstellungsabschnitte, Justieren und Fixieren eines Halbleiterchips auf einem Systemträger, Anbringen der Bondverbindungen und Verpacken des Halbleiterchips mit inneren Verbindungskomponenten in einem Kunststoffgehäuse sind kostenintensiv, zeitaufwendig und komplex, sowie mit einem hohen Ausschussrisiko verbunden. Zumal jeder Herstellungsabschnitt eine gewisse Fehlerwahrscheinlichkeit mit sich bringt kann die zuverlässige Funktionsfähigkeit des Bauteils im Betrieb beeinträchtigt werden. Durch die Vielzahl der in den drei Herstellungsschritten zusammengefügten Materialien, die unter anderem einen thermomechanischen "missmatch" verursachen, ergeben sich im Gesamtprozess unterschiedlichen Belastungen. Diese werden teilweise bereits schon bei den einzelnen Herstellungsabschnitten in ein Halbleiterbauteil eingebaut, was zu dem oben erwähnten hohen Ausfallrisiko führt.These three manufacturing sections, adjusting and fixing a semiconductor chip on a system tray, Attaching the bonds and packaging the semiconductor chip with internal connection components in a plastic housing are costly, time-consuming and complex, and with a high reject risk connected. Especially since each manufacturing section has a certain probability of error can bring with it the reliable functioning of the component during operation impaired become. Through the variety of in the three manufacturing steps joined Materials that cause, inter alia, a thermomechanical "missmatch" result different loads in the overall process. These will partly already at the individual production stages incorporated in a semiconductor device, resulting in the above-mentioned high Default risk leads.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bondfolie anzugeben, mit welcher der Fertigungsablauf vereinfacht werden kann, mit der die Herstellungsabschnitte im so genannten "back-end" komprimiert werden und mit der die Verfahrenskosten gesenkt werden können. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein zuverlässig herstellbares Halbleiterbauteil mit einer Bondfolie, bei dem die Anzahl unterschiedlicher Materialien vermindert ist, anzugeben.task The invention is to provide a bonding film with which the Manufacturing process can be simplified with the manufacturing sections be compressed in the so-called "back-end" and with which the process costs can be lowered. It is also a task of the invention, a reliable can be produced semiconductor device with a bonding film, wherein the Number of different materials is reduced to specify.
Gelöst wird diese Aufgabe mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Is solved this object with the subject of the independent claims. Advantageous developments The invention will become apparent from the dependent claims.
Erfindungsgemäß wird eine Bondfolie geschaffen, um mit dieser Bondfolie einen Halbleiterchip, insbesondere dessen Kontaktflächen zu kontaktieren und ein Halbleiterbauteil mit Außenkontakten auszustatten. Dazu ist die Bondfolie in ihrer flächigen Erstreckung größer als der Halbleiterchip. Die Bondfolie weist einen Folienkern aus einer isolierenden Kunststofffolie auf. Auf mindestens einer Seite des Folienkerns ist eine Verdrahtungsstruktur mit Kontaktanschlussflächen angeord net. Die Kontaktanschlussflächen der Bondfolie entsprechen in Anordnung und Größe der Anordnung und Größe von Kontaktflächen des zu kontaktierenden Halbleiterchips. Vorzugsweise sind die Kontaktanschlussflächen der Bondfolie in Anordnung und Größe kongruent zu der Anordnung und Größe von Kontaktflächen des zu kontaktierenden Halbleiterchips. Außerdem weist die Bondfolie auf ihren Kontaktanschlussflächen eine Beschichtung zur stoffschlüssigen und elektrischen Verbindung mit den Kontaktflächen des Halbleiterchips auf. Ferner sind die Kontaktanschlussflächen über Verdrahtungsleitungen der Verdrahtungsstruktur mit Randanschlussflächen in einem Randbereich der Bondfolie elektrisch verbunden. Außerdem weist der isolierende Kunststoff des Folienkerns Eigenschaften auf, die es ermöglichen, dass sich die Bondfolie an die Außenkontur des Halbleiterchips mittels Aufschrumpfen der Bondfolie auf den Halbleiterchip oder mittels Vakuumverpackung des Halbleiterchips zwischen zwei Bondfolien angepasst werden kann.According to the invention is a Bonding film created with this bonding film, a semiconductor chip, in particular its contact surfaces to contact and equip a semiconductor device with external contacts. For this purpose, the bonding film is larger in its areal extent the semiconductor chip. The bonding film has a film core of a insulating plastic film on. On at least one side of the Foil core is a wiring structure with contact pads angeord net. The contact pads the bond film correspond in arrangement and size of the arrangement and size of contact surfaces of to be contacted semiconductor chips. Preferably, the contact pads of the Bonding foil in arrangement and size congruent to the arrangement and size of contact surfaces of the to be contacted semiconductor chips. In addition, the bonding film has on their contact pads a coating for cohesive and electrical connection with the contact surfaces of the semiconductor chip. Further, the contact pads via wiring lines of Wiring structure with edge pads in an edge region of Bonding foil electrically connected. In addition, the insulating shows Plastic of the film core has properties that allow it the bonding film to the outer contour of the semiconductor chip by shrinking the bonding film on the Semiconductor chip or by means of vacuum packaging of the semiconductor chip can be adjusted between two bonding films.
Ein Vorteil dieser Bondfolie ist es, dass sie sowohl für das Kontaktieren von Kontaktflächen auf der Oberseite des Halbleiterchips als auch zum Kontaktieren der großflächigen Kontaktfläche auf der Rückseite des Halbleiterchips geeignet ist. Ein weiterer Vorteil dieser Bondfolie ist es, dass die Randanschlussflächen der Bondfolie als Außenkontakte eines Halbleiterbauteils dienen können, zumal wenn zwei Bondfolien auf der Oberseite und der Rückseite des Halbleiterchips eingesetzt werden, und somit ein komplettes Halbleitergehäuse darstellen, wobei die Randanschlussflächen der Bondfolien gleichzeitig die Außenkontakte des Gehäuses bilden können.One The advantage of this bonding foil is that it is suitable for both contacting of contact surfaces on the top of the semiconductor chip as well as for contacting the large-area contact surface the back of the semiconductor chip is suitable. Another advantage of this bonding film is it that the edge pads the bonding film as external contacts a semiconductor device can serve, especially if two bonding films on the top and the back of the Semiconductor chips are used, and thus represent a complete semiconductor package, the edge pads the bonding films simultaneously form the external contacts of the housing can.
Somit wird mithilfe der Bondfolie ein serielles und zeitaufwendiges Anbringen von Bonddrähten zwischen Kontaktflächen des Halbleiterchips und Kontaktanschlussflächen eines Systemträgers überflüssig. Es kommt lediglich darauf an, dass die Bondfolie mit ihren Kontaktanschlussflächen in Anordnung und Größe der Anordnung und Größe der Kontaktflächen des Halbleiterchips entsprechend entworfen sind, wobei vorzugsweise eine Kongruenz vorgesehen ist. Der Randbereich der Bondfolie, der über die Größe des Halbleiterchips hinausragt, liefert mit den darauf angeordneten Randanschlussflächen in Verbindung mit den Verdrahtungsleitungen äußerst flexible Außenkontakte für ein Halbleiterbauteil. Durch die Flexibilität der Bondfolie sind die Außenkontakte, in Form der Randanschlussflächen, thermomechanisch von dem Halbleiterchip vorteilhafterweise vollständig entkoppelt. Unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten zwischen einem Systemträger, der mit diesen Randanschlussflächen in Kontakt gebracht werden kann, und dem Ausdehnungskoeffizienten des Halbleiterchips können sich somit nicht mehr schädigend auf die Verbindungen zum Halbleiterchip auswirken.Thus, using the bonding film, a serial and time-consuming attachment of bonding wires between contact surfaces of the semiconductor chip and contact pads of a system carrier is superfluous. It is only important that the bonding film with its contact pads in arrangement and size of the arrangement and size of the contact surfaces of the semiconductor chip are designed accordingly, wherein preferably a congruence is provided. The edge region of the bonding film, which projects beyond the size of the semiconductor chip, provides extremely flexible external contacts for a semiconductor component with the edge connection surfaces arranged thereon in connection with the wiring lines. Due to the flexibility of the bonding film, the external contacts, in the form of the edge connection surfaces, are thermoelectrically completely decoupled from the semiconductor chip. Different thermal expansion coefficients between a system carrier, which can be brought into contact with these edge pads, and the coefficient of expansion of the semiconductor chip can thus no longer have a damaging effect on the connections to the semiconductor chip.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung entsprechen die Anordnung und die Größe der Randanschlussflächen einer Anordnung und Größe von Randkontaktflächen eines übergeordneten Systemträgers. Vorzugsweise ist auch hier eine Kongruenz der Anordnung und Größe der sich entsprechenden Komponenten vorgesehen. Da zwischen Systemträger und dem Halbleiterchip aufgrund der größeren flächigen Erstreckung der Bondfolie gegenüber dem Halbleiterchip keine starre Verbindung besteht, können sich unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten von Systemträger und Halbleiterchip nicht schädigend auswirken, da die Bondfolie mit ihren Verdrahtungsleitungen der Verdrahtungsstruktur eine flexible Verbindung zwischen dem starren Halbleiterchip und dem starren Systemträger bilden.In a preferred embodiment According to the invention, the arrangement and the size of the edge connection surfaces correspond to one Arrangement and size of edge contact surfaces of a parent System support. Preferably, a congruence of the arrangement and size is also here provided corresponding components. As between system carrier and the semiconductor chip due to the larger areal extent of the bonding film across from The semiconductor chip is not a rigid connection, can different thermal expansion coefficients of system carrier and Not damaging semiconductor chip As the bond foil with its wiring lines of the wiring structure a flexible connection between the rigid semiconductor chip and the rigid system carrier form.
Auch die Randanschlussflächen können wie die Kontaktanschlussflächen eine Beschichtung zur stoffschlüssigen Verbindung mit den jeweiligen Randkontaktflächen eines übergeordneten Systemträgers aufweisen. Diese Beschichtung für eine stoffschlüssige elektrische Verbindung kann gleichzeitig mit der Beschichtung von Kontaktanschlussflächen der Bondfolie erfolgen, sodass in einem einzelnen Beschichtungsschritt sowohl die Kontaktanschlussflächen als auch die Randanschlussflächen der Bondfolie für das gleichzeitige Verbinden mit einem Halbleiterchip und einem übergeordneten Systemträger möglich wird.Also the edge connection surfaces can like the contact pads a coating for cohesive Have connection with the respective edge contact surfaces of a parent system carrier. This coating for a cohesive electrical connection can be done simultaneously with the coating of Contact pads of the Bonding foil so that in a single coating step both the contact pads as well as the edge connection surfaces the bonding film for the simultaneous connection to a semiconductor chip and a parent system support possible becomes.
Als stoffschlüssiges Verbindungsmaterial wird für die Beschichtung vorzugsweise eine Schicht aus Leitklebstoff auf die Kontaktanschlussflächen und/oder die Randanschlussflächen der Bondfolie aufgebracht. Anstelle des Leitklebstoffs kann als Material für die stoffschlüssige Verbindung auch ein niedrig schmelzendes Lotmaterial auf die Kontaktanschlussflächen bzw. die Randanschlussflächen aufgebracht sein, wobei die Erweichungstemperatur des Folienkerns größer oder gleich der Schmelztemperatur des Lotes ist.When material coherent Connecting material is for the coating preferably comprises a layer of conductive adhesive the contact pads and / or the edge connection surfaces the bonding film applied. Instead of conductive adhesive can as Material for the cohesive Connection also a low-melting solder material on the contact pads or the edge connection surfaces be applied, wherein the softening temperature of the film core bigger or is equal to the melting temperature of the solder.
Wenn die Erweichungstemperatur des Folienkerns und die Schmelztemperatur des Lotes gleich sind, so ist es möglich, in einem Arbeitsgang das Anschmiegen der Bondfolie an die Kontur eines Halbleiterchips und das stoffschlüssige Verbinden der Kontaktflächen des Halbleiterchips mit den Kontaktanschlussflächen der Bondfolie zu erreichen. Dieses vermindert die Anzahl der Herstellungsschritte bei der Fertigung von Halbleiterbauteilen und hilft gleichzeitig die Kosten und den Raumbedarf für Halbleiterbauteile, die eine derartige Bondfolie aufweisen, zu vermindern.If the softening temperature of the film core and the melting temperature of the solder are equal, so it is possible in one operation the clinging of the bonding film to the contour of a semiconductor chip and the cohesive one Connecting the contact surfaces of the semiconductor chip to reach the contact pads of the bonding film. This reduces the number of manufacturing steps in the production of semiconductor devices and at the same time helps to reduce costs and costs Space required for Semiconductor devices, which have such a bonding film to reduce.
Die Bondfolie für einen Rückseitenkontakt eines Halbleiterchips kann relativ einfach aufgebaut sein, zumal die Kontaktanschlussfläche, die dem Rückseitenkontakt des Halbleiterchips in ihrer flächigen Erstreckung entspricht, in eine Verdrahtungsleitung übergehen kann, die den Abstand zwischen der Kontaktanschlussfläche und der Randanschlussfläche überbrückt. Dabei kann der Folienkern die Kontaktanschlussfläche vollflächig mechanisch stützen und auch die Verdrahtungsleitung und die Randanschlusskontaktfläche tragen.The Bonding foil for a backside contact a semiconductor chip can be relatively simple, especially the contact pad, the back contact of the semiconductor chip in its planar Extent corresponds, go over in a wiring line may be the distance between the contact pad and the edge connection surface bridged. there the film core can support the contact pad surface over the entire surface mechanically and also carry the wiring line and the edge terminal contact surface.
Bei einer erfindungsgemäßen Bondfolie für die Oberseite eines Halbleiterchips, welche einerseits die Kontaktflächen auf der Oberseite des Halbleiterchips kontaktieren soll und andererseits ihre Verdrahtungsstruktur von der Oberseite des Halbleiterchips isolieren soll und gleichzeitig die Verdrahtungsstruktur über die Randseiten des Halbleiterchips bis hin zu Randanschlussflächen der Bondfolie stützen soll, ist der Aufbau ein wenig komplexer als bei einer Bondfolie für die Rückseite des Halbleiterchips.at a bonding film according to the invention for the Top side of a semiconductor chip, on the one hand, the contact surfaces should contact the top of the semiconductor chip and on the other hand its wiring structure from the top of the semiconductor chip should isolate and at the same time the wiring structure over the Edge sides of the semiconductor chip up to edge pads of the Support bonding foil should, the structure is a little more complex than a bond film for the back of the semiconductor chip.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist dazu der Folienkern der Bondfolie Öffnungen auf, die in ihrer Anordnung der Anordnung von Kontaktflächen des Halbleiterchips entsprechen und in ihrer flächigen Erstreckung kleiner als die Kontaktanschlussflächen der Verdrahtungsstruktur sind. Diese Öffnungen im Folienkern sind mit einem Beschichtungsmaterial für eine stoffschlüssige Verbindung zu Kontaktflächen eines Halbleiterchips gefüllt. Die Öffnungen in dem Folienkern sind nach außen, durch die in ihrer flächigen Erstreckung größeren Kontaktanschlussflächen, die sich membranartig über den Öffnungen erstrecken, abgeschlossen.In a preferred embodiment The invention has for this purpose the film core of the bonding film openings on, in their arrangement of the arrangement of contact surfaces of the Semiconductor chips correspond and smaller in their areal extent as the contact pads of the wiring structure. These openings in the film core are with a coating material for a cohesive connection to contact surfaces a semiconductor chip filled. The openings in the film core are outward, through the in their flat Extension larger contact pads, the membranous over the openings extend, completed.
Diese Ausführungsform der Erfindung hat den Vorteil, dass einerseits mit den Öffnungen in dem Folienkern eine ausreichende Menge an Material für eine stoffschlüssige Verbindung zu den Kontaktflächen eines Halbleiterchips bereitgestellt wird und andererseits diese Beschichtung in ihrer Dicke nicht die Dicke der Bondfolie übertrifft, weil die membranartigen Kontaktanschlussflächen die Öffnungen einseitig verschließen.This embodiment of the invention has the advantage that on the one hand with the openings in the film core, a sufficient amount of material for a material connection to the contact surfaces of a semiconductor chip is provided and on the other hand, this coating in thickness not the Thickness of the bonding film exceeds, because the membrane-like contact pads close the openings on one side.
Im Gegensatz zu Flipchip-Kontaktlösungen, bei denen die Höhe von Lotkugeln auf den Kontaktflächen eines Halbleiterchips den Raumbedarf des Halbleiterbauteils mitbestimmt, kann mit dieser Ausführungsform der Erfindung erreicht werden, dass allein die Dicke der Bondfolie den zusätzlichen Raumbedarf des Halbleiterbauteils gegenüber dem Raumbedarf des nackten Halbleiterchips bestimmt. Da die Dicke der Bondfolie auf wenige Mikrometer beschränkt werden kann, können mit der Bondfolie Halbleiterbauteile realisiert werden, die praktisch der Größe und dem Raumbedarf eines Halbleiterchips entsprechen. Es kommen lediglich die Bondfolienrandbereiche hinzu, die Randanschlussflächen aufweisen, welche jedoch gleichzeitig als Außenkontakte der Halbleiterbauteile dienen können. Die Bondfolie bildet somit eine den Halbleiterchip umgebende Hutkrempe, auf der sich die Randanschlussflächen als Außenkontakte befinden, während von den Randanschlussflächen Verdrahtungsleitungen, sowohl zu dem Rückseitenkontakt des Halbleiterchips als auch zu den Kontaktanschlussflächen eines Halbleiterchips auf seiner Oberseite über entsprechende Verdrahtungsleitungen laufen können.in the Unlike flip-chip contact solutions, at which the height of solder balls on the contact surfaces a semiconductor chip determines the space requirement of the semiconductor device, can with this embodiment The invention can be achieved that only the thickness of the bonding film the additional Space requirement of the semiconductor device compared to the space requirement of the naked Semiconductor chips determined. Since the thickness of the bonding film to a few Micrometer limited can, can With the bonding foil semiconductor components can be realized, which are practical the size and the Space requirements of a semiconductor chip correspond. It's just coming add the bond film edge areas that have edge pads, which, however, at the same time as external contacts of the semiconductor components can serve. The bonding film thus forms a brim surrounding the semiconductor chip, on the edge pads as external contacts while, while from the edge pads Wiring lines, both to the backside contact of the semiconductor chip as well as the contact pads of a semiconductor chip on its top over corresponding wiring lines can run.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird entsprechend zu derartigen Bondfolien ein Halbleiterbauteil mit Bondfolien geschaffen, das einen Halbleiterchip aufweist, wobei der Halbleiterchip auf seiner Oberseite und seiner Rückseite Kon taktflächen aufweist. Die Oberseite ist mit einer Bondfolie bedeckt, die zum Halbleiterchip hin einen isolierenden Folienkern aufweist. Auf dem Folienkern weist die Bondfolie eine Verdrahtungsstruktur auf, sodass diese Verdrahtungsstruktur isoliert vom Halbleiterchip angeordnet ist. Die Verdrahtungsstruktur weist im Bereich der Oberseite des Halbleiterchips Kontaktanschlussflächen auf, die in Anordnung und Größe den Kontaktflächen des Halbleiterchips entsprechen und vorzugsweise kongruent sind. Ferner weist die Verdrahtungsstruktur Verdrahtungsleitungen auf, welche die Kontaktanschlussflächen der Bondfolie mit Randkontaktflächen im Randbereich der Bondfolie elektrisch verbinden.In A further aspect of the invention will be corresponding to such Bond foils a semiconductor device with bonding films created, the a semiconductor chip, wherein the semiconductor chip on its Top and its back Con tact surfaces has. The upper side is covered with a bonding foil which leads to the semiconductor chip has an insulating film core. Pointed to the film core the bonding film on a wiring structure, so this wiring structure is arranged isolated from the semiconductor chip. The wiring structure has contact pads in the region of the upper side of the semiconductor chip, the arrangement and size of the contact surfaces of the Semiconductor chips correspond and are preferably congruent. Further the wiring structure has wiring lines which are the Contact pads the bonding film with edge contact surfaces connect electrically in the edge area of the bonding foil.
Der Randbereich der Bondfolie ragt über den Rand des Halbleiterchips hinaus, zumal die Bondfolie in ihrer flächigen Erstreckung größer ist als der Halbleiterchip des Halbleiterbauteils. Der isolierende Kunststoff des Folienkerns ist an die Oberseitenkonturen und die Randkonturen des Halbleiterchips angepasst, sodass die Bondfolie den Halbleiterchip eng umhüllt. Auf der Unterseite weist das Halbleiterbauteil eine weitere Bondfolie auf, die eine Verdrahtungsstruktur mit einer großflächigen Kontaktanschlussfläche zu der Rückseite des Halbleiterchips hin aufweist. Diese Kontaktanschlussfläche zur Rückseite des Halbleiterchips hin entspricht in ihrer flächigen Erstreckung der Kontaktfläche der Rückseite des Halbleiterchips. Auch von dieser großflächigen Kontaktanschlussfläche führt eine Verdrahtungsleitung zu einer Randanschlussfläche, sodass über diese Randanschlussfläche ein Potential an die Rückseite des Halbleiterchips gelegt werden kann.Of the Edge region of the bonding film protrudes the edge of the semiconductor chip addition, especially since the bonding film in their flat Extension is greater as the semiconductor chip of the semiconductor device. The insulating plastic the foil core is at the top contours and the edge contours adapted to the semiconductor chip, so that the bonding film, the semiconductor chip tightly wrapped. On the underside, the semiconductor device has a further bonding film auf, which has a wiring structure with a large-area contact pad to the back of the semiconductor chip. This contact pad for Back of the Semiconductor chips towards corresponds in their planar extent of the contact surface of the back of the semiconductor chip. Also from this large contact pad leads a Wiring line to an edge pad, so over this edge pad a Potential to the back of the Semiconductor chips can be placed.
Ein derartiges Halbleiterbauteil mit Bondfolien hat nicht nur den Vorteil einer gravierenden Raumersparnis und hilft damit die Miniaturisierung der Halbleiterbauteile weiter zu verbessern, sondern eröffnet die Möglichkeit, die Kontaktflächengröße eines Halbleiterchips weiter zu verringern. Für das Bonden dieser Kontaktflächen sind nämlich keine Bondwerkzeuge bei der Herstellung des Halbleiterbauteils mehr einzusetzen und somit muss weder auf eine Dicke eines Bonddrahtes noch auf die Außenmaße eines Bondwerkzeugs beim Entwurf einer minimalen Schrittweite zwischen Kontaktflächen auf der Oberseite von Halbleiterchips Rücksicht genommen werden.One Such a semiconductor device with bonding films not only has the advantage a serious saving of space and thus helps miniaturization the semiconductor devices continue to improve, but opened the Possibility, the contact surface size of a semiconductor chip continue to decrease. For the bonding of these contact surfaces are namely no bonding tools in the manufacture of the semiconductor device more use and thus does not have to a thickness of a bonding wire still on the outside dimensions of a Bonding tool when designing a minimum increment between contact surfaces be considered on the top of semiconductor chips.
Ein weiterer Vorteil dieses Halbleiterbauteils besteht darin, dass zwischen Außenkontakten, in Form von Randanschlussflächen auf den Bondfolien, und den inneren Komponenten des Halbleiterbauteils durch die Flexibilität der Bondfolie eine mechanische Entkopplung zwischen Außenkontakten des Halbleiterbauteils und den Anschlussbereichen zum Halbleiterchip vorhanden ist. Somit können Unterschiede im Ausdehnungskoeffizienten zwischen Halbleiterchip und einem übergeordneten Schaltungsträger nicht zu einem Abriss der Bondverbindungen führen, was die Zuverlässigkeit derartiger Halbleiterbauteile erhöht.One Another advantage of this semiconductor device is that between External contacts, in the form of edge connection surfaces on the bonding foils, and the internal components of the semiconductor device the flexibility the bonding film a mechanical decoupling between external contacts the semiconductor device and the connection areas to the semiconductor chip is available. Thus, you can Differences in the coefficient of expansion between the semiconductor chip and a parent circuit support Do not lead to a demolition of the bond, what the reliability increased such semiconductor devices.
Die thermomechanische Entkopplung zwischen Innenanschlüssen des Halbleiterbauteils und Außenkontakten ermöglicht einen universellen Einsatz dieses Halbleiterbauteils, unabhängig davon, ob das Material eines Systemträgers Keramik, Kunststoff oder eine Leiterplatte darstellt. Als stoffschlüssiges Verbindungsmaterial kommen bei dem Halbleiterbauteil sowohl ein Leitklebstoff in Betracht als auch niedrig schmelzende Lotpastenlegierungen, wobei die Lotpastenlegierungen einen Schmelzpunkt aufweisen sollen, der gleich oder geringer als die Erweichungstemperatur des Folienkerns der Bondfolie ist.The thermomechanical decoupling between internal connections of the Semiconductor component and external contacts allows a universal use of this semiconductor device, regardless of whether the material of a system carrier Ceramic, plastic or a printed circuit board represents. As cohesive connection material Both come in the semiconductor device both a conductive adhesive into consideration as well as low melting solder paste alloys, wherein the solder paste alloys should have a melting point equal to or less than the softening temperature of the film core of the bonding film is.
Auch für das Halbleiterbauteil ist es von Vorteil, wenn der Folienkern der Bondfolie Öffnungen aufweist, die in ihrer Anordnung der Anordnung von Kontaktflächen des Halbleiterchips entsprechen und in ihrer flächigen Erstreckung kleiner als die Kontaktanschlussflächen der Verdrahtungsstruktur sind, sodass die Kontaktanschlussflächen diese Öffnungen membranartig abdecken und damit ermöglichen, dass die Öffnungen in dem Folienkern mit Beschichtungsmaterial zur stoffschlüssigen Verbindung mit den Kontaktflächen des Halbleiterchips gefüllt sein können.It is also advantageous for the semiconductor component if the film core of the bonding film has openings which correspond in arrangement to the arrangement of contact areas of the semiconductor chip and are smaller in area than the contact pads of the wiring structure, so that the contact pads cover these openings in a membrane-like manner allow the openings in the film core with Beschich can be filled material for cohesive connection with the contact surfaces of the semiconductor chip.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Systemträger mit mehreren in Zeilen und Spalten angeordneten Halbleiterbauteilpositionen. Dieser Systemträger kann im Gegensatz zu herkömmlichen Systemträgern äußerst einfach aufgebaut sein, indem jede der Halbleiterbauteilpositionen Öffnungen aufweist und im Randbereich dieser Öffnungen Randkontaktflächen besitzt. Dabei ist die flächige Erstreckung einer Öffnung einer Halbleiterbauteilposition derart an ein in Bondfolien verpacktes Halbleiterbauteil angepasst, dass die Randkontaktflächen des Systemträgers den Randanschlussflächen der Bondfolien des Halbleiterbauteils entsprechen und miteinander stoffschlüssig verbunden sind und vorzugsweise zueinander kongruent sind. Die Randkontaktflächen des Systemträgers können auf Flachleitern eines Flachleiterrahmens angeordnet sein oder auf einer Leiterplatte eines Nutzens vorhanden sein.One Another aspect of the invention relates to a system carrier with a plurality of semiconductor device positions arranged in rows and columns. This system carrier can be extremely simple in contrast to conventional system carriers be constructed by having each of the semiconductor device positions openings and has edge contact surfaces in the edge region of these openings. Here is the areal Extension of an opening a semiconductor component position such a packaged in bonding films Semiconductor component adapted so that the edge contact surfaces of the system carrier the Edge bond pads the bonding films of the semiconductor device correspond and each other cohesively are connected and are preferably congruent to each other. The edge contact surfaces of leadframe can be arranged on flat conductors of a lead frame or on a circuit board of a benefit be present.
Ferner können derartige Randkontaktflächen, die in ihrer Anordnung und Größe den Randanschlussflächen des Halbleiterbauteils entsprechen, direkt auf einer Leiterplatte einer übergeordneten elektronischen Schaltung vorgesehen sein, ohne dass eine Öffnung in der Leiterplatte erforderlich ist. Die Randanschlussflächen des Halbleiterbauteils können nämlich dann direkt auf entsprechend angeordnete Randkontaktflächen der übergeordneten Leiterplatte gebondet werden. Ein derartiges Halbleiterbauteil erleichtert somit auch die Montage von Halbleiterbauteilen auf entsprechenden Leiterplatten, zumal sich die flexiblen Randanschlussflächen des Halbleiterbauteils bzw. der Bondfolien allen Unebenheiten einer Leiterplatte mit Metallstruktur bei der Montage anpassen können.Further can such edge contact surfaces, in their arrangement and size the edge pads of the Semiconductor device correspond directly to a printed circuit board of a parent electronic Circuit can be provided without an opening in the circuit board is required. Namely, the edge pads of the semiconductor device can then directly on appropriately arranged edge contact surfaces of the parent PCB to be bonded. Such a semiconductor device facilitates thus also the assembly of semiconductor components on appropriate Printed circuit boards, especially as the flexible edge pads of the semiconductor device or the bonding films all unevenness of a printed circuit board with metal structure can adjust during assembly.
Ein Verfahren zur Herstellung einer Bondfolie für Halbleiterbauteile mit einem Halbleiterchip weist die nachfolgenden Verfahrensschritte auf. Zunächst wird ein isolierender Folienkern bereitgestellt. Dieser Folienkern wird mit einer geschlossenen Metallschicht beschichtet. Dieses Beschichten kann durch Aufdampfen, durch galvanische oder stromlose Abschneidung oder durch eine chemische Gasphaseabscheidung erfolgen. Im nächsten Schritt wird diese geschlossene Metallschicht strukturiert, wobei Kontaktanschlussflächen gebildet werden, die in Anordnung und Größe einer Anordnung und Größe von Kontaktflächen eines Halbleiterchips entsprechen und vorzugsweise zueinander kongruent sind. Diese Kontaktanschlussflächen sind über Verdrahtungsleitungen einer entsprechenden Verdrahtungsstruktur mit Randanschlussflächen im Randbereich der Bondfolie verbunden.One Method for producing a bonding film for semiconductor components with a Semiconductor chip has the following process steps. First, will provided an insulating film core. This foil core becomes coated with a closed metal layer. This coating can be by vapor deposition, by galvanic or electroless cutting or by chemical vapor deposition. In the next step This closed metal layer is patterned, wherein contact pads formed which are in arrangement and size one Arrangement and size of contact surfaces of a Semiconductor chips correspond and preferably to each other congruent are. These contact pads are about Wiring of a corresponding wiring structure with Edge bond pads connected in the edge region of the bonding film.
Anschließend kann eine Beschichtung auf die Kontaktanschlussflächen für ein stoffschlüssiges Verbinden mit Kontaktflächen eines Halbleiterchips bzw. mit Randkontaktflächen eines Systemträgers aufgebracht werden. Auf diese Weise können preiswerte Bondfolien, sowohl für die Rückseitenelektrode eines Halbleiterchips als auch für die oberflächenseitigen Elektroden eines Halbleiterchips zum Verbinden dieser Kontaktflächen des Halbleiterchips mit dem Randbereich der Bondfolie angeordneten Randanschlussflächen preiswert hergestellt werden.Then you can a coating on the contact pads for a cohesive bonding with contact surfaces a semiconductor chip or applied with edge contact surfaces of a system carrier become. That way you can inexpensive bond foils, both for the backside electrode of a Semiconductor chips as well the surface side Electrodes of a semiconductor chip for connecting these contact surfaces of the Semiconductor chips with the edge region of the bonding film arranged edge pads inexpensive getting produced.
Dabei ist die flächige Erstreckung der Bondfolie größer als die flächige Erstreckung eines Halbleiterchips, sodass die Randbereiche der Bondfolie mit ihren Randanschlussflächen über den Halbleiterchip hinausragen.there is the areal Extension of the bonding film greater than the areal Extension of a semiconductor chip, so that the edge regions of the bonding film with their edge pads over the Protrude semiconductor chip.
Somit kann mit einer derartigen Bondfolie entweder die Oberseite eines Halbleiterchips mit deren Kontaktflächen mit Randflächenkontakten, die außerhalb des Halbleiterchips angeordnet sind und entsprechend eine größere Fläche aufweisen, in Verbindung gebracht werden, und zusätzlich ist es auch möglich, einen großflächigen Chipkontakt, wie die Rückseitenelektrode eines Halbleiterchips, über einen entsprechenden Randanschlusskontakt in Verbindung mit einer Verdrahtungsleitung zu der Kontaktanschlussfläche für den Rückseitenkontakt herzustellen. Das Verfahren weist darüber hinaus den Vorteil auf, dass Kontaktflächen eines Halbleiterchips im Mikrometerbereich bei einer Schrittweite von wenigen Mikrometern problemlos kontaktiert werden können, was mit der bisherigen Bondtechnik aufgrund des Raumbedarfs des Bondwerkzeugs und der Dicke der Bonddrähte nicht möglich ist.Consequently can with such a bonding film either the top of a Semiconductor chips with their contact surfaces with edge surface contacts, the outside the semiconductor chip are arranged and correspondingly have a larger area, In addition, it is also possible to have one large-area chip contact, like the backside electrode a semiconductor chip, over a corresponding edge terminal contact in conjunction with a Make wiring line to the contact pad for the backside contact. The procedure points above addition, the advantage that contact surfaces of a semiconductor chip in the micrometer range with a pitch of a few micrometers can be contacted easily, what with the recent bonding technique due to the space requirements of Bonding tool and the thickness of the bonding wires is not possible.
Bei einer weiteren Modifikation des Verfahrens werden die nachfolgenden Verfahrensschritte nach einem Strukturieren der Verdrahtungsstruktur durchgeführt. Im Bereich jeder der Kontaktanschlussflächen werden Öffnungen in den Folienkern eingebracht, die in ihrer flächigen Erstreckung kleiner als die Kontaktanschlussflächen der Verdrahtungsstruktur sind, sodass die Kontaktanschlussflächen die Öffnungen in dem Folienkern membranartig überspannen. In diese Struktur der Öffnungen werden nun Materialien eingebracht, die ein stoffschlüssiges Verbinden der Kontaktanschlussflächen der Bondfolie mit Kontaktflächen des Halbleiterchips ermöglichen. Auch im Randbereich der Bondfolie können entsprechende Öffnungen für die Randanschlussflächen der Bondfolie vorgesehen werden, um zu ermöglichen, dass die Randanschlussflächen der Bondfolie mit Randkontaktflächen eines Trägersubstrats verbunden werden.at Another modification of the method will be the following Process steps performed after structuring the wiring structure. in the Area of each of the contact pads will be openings introduced into the film core, the smaller in their areal extent the contact pads of the wiring structure so that the contact pads are the openings span in the film core like a membrane. In this structure of the openings Now materials are introduced, the one material connection the contact pads the bonding film with contact surfaces enable the semiconductor chip. Also in the edge region of the bonding film can be corresponding openings for the edge connection surfaces of Bonding film may be provided to allow the edge pads of the bonding film with edge contact surfaces a carrier substrate get connected.
Damit wird eine Bondfolie realisiert, die für ein einfaches und schnelles paralleles Aufbringen von vielen stoffschlüssigen Verbindungen der Kontaktflächen eines Halbleiterchips mit Randanschlussflächen der Bondfolie, ermöglicht. Außerdem sind die Randanschlussflächen der Bondfolie bereits als Außenkontakte eines Halbleiterbauteils geeignet.For a bonding film is realized, which for a simple and fast parallel application of many cohesive connections of the contact surfaces of a semiconductor chip with edge connection surfaces of the bonding film allows. In addition, the edge pads of the bonding film are already suitable as external contacts of a semiconductor device.
Bei einer weiteren Durchführung des Verfahrens wird als Folienkern eine vorvernetzte Polyamidfolie verwendet, die sich beim weiteren Vernetzen durch Erwärmen auf eine Erweichungstemperatur an die Konturen eines Halbleiterchips eng anlegt. Bei diesem Anlegen kann gleichzeitig eine elektrische Verbindung zwischen Kontaktanschlussflächen und Randanschlussflächen auf der einen Seite und Kontaktflächen eines Halbleiterchips auf der anderen Seite erfolgen. Das Einbringen der Öffnung in den Folienkern kann durch Lösungsmittel selektiv erfolgen, indem zunächst photolithographisch die Stellen des Folienkerns geschützt werden, die nicht bis zu der Verdrahtungsstruktur hindurch geöffnet werden sollen. Das Auflösen des Folienkerns in den vorgesehenen Fenstern einer Maske wird gestoppt, sobald das Lösungsmittel die metallischen Kontaktanschlussflächen der Verdrahtungsstrukturen erreicht.at another implementation of the method is a pre-crosslinked polyamide film as the film core used, the further crosslinking by heating up a softening temperature to the contours of a semiconductor chip engages tightly. In this application can simultaneously an electrical connection between contact pads and edge pads on the one hand and contact surfaces of a semiconductor chip done on the other side. The insertion of the opening in the film core can by solvent be done selectively by first be photolithographically protected the locations of the film core, which should not be opened up to the wiring structure. The dissolution the foil core in the windows of a mask is stopped, as soon as the solvent the metallic contact pads of the wiring structures reached.
In diesem Verfahren wird eine Bondfolie in vorteilhafter Weise mit wenigen aber präzisen Strukturierungsschritten geschaffen, die den Gehäuseaufbau eines Halbleiterbauteils zeitlich verkürzen und die Zuverlässigkeit der Bondverbindungen steigern, sowie eine weitere Miniaturisierung von Halbleiterbauteilen ermöglichen.In This method is a bonding film in an advantageous manner few but precise Structuring provided, the housing structure of a semiconductor device shorten in time and the reliability increase the bonding and further miniaturization of semiconductor devices.
Ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauteilen mit den oben beschriebenen Bondfolien weist die nachfolgenden Verfahrensschritte auf. Zunächst wird eine erste Bondfolie, wie oben dargestellt, mit einer großflächigen Kontaktfläche, die in ihrer flächigen Erstreckung einer Kontaktfläche einer Rückseite des Halbleiterchips entspricht, hergestellt. Dabei weist diese erste Bondfolie mindestens eine Verdrahtungsleitung auf, welche die großflächige Kontaktanschlussfläche mit einer Randanschlussfläche der Bondfolie außerhalb des Bereichs des Halbleiterchips elektrisch verbindet. Anschließend oder parallel wird eine zweite Bondfolie, wie oben beschrieben, hergestellt, die Kontaktanschlussflächen aufweist, die in ihrer Anordnung und Größe den Kontaktflächen eines Halbleiterchips entsprechen. Diese Kontaktanschlussflächen gehören zu einer Verdrahtungsstruktur, die darüber hinaus Verdrahtungsleitungen aufweist, über welche die Kontaktanschlussflächen mit Randanschlussflächen der Bondfolie verbunden sind, wobei diese Randanschlussflächen außerhalb des Bereichs des Halbleiterchips auf Rändern der Bondfolie angeordnet sind.One Process for the production of semiconductor devices with the above-described Bonding films has the following process steps. First, will a first bonding film, as shown above, with a large-area contact surface, the in their flat Extension of a contact surface a back of the semiconductor chip is produced. In this case, this first Bonding foil at least one wiring line, which the large-area contact pad with an edge connection surface the bonding foil outside electrically connects the region of the semiconductor chip. Subsequently or in parallel For example, a second bond foil as described above is produced Having contact pads, in their arrangement and size the contact surfaces of a Correspond to semiconductor chips. These contact pads belong to one Wiring structure over it In addition, has wiring lines through which the contact pads with Edge bond pads the bonding film are connected, these edge pads outside of the region of the semiconductor chip is arranged on edges of the bonding film are.
Nach der Herstellung dieser beiden Bondfolien wird nun auf die erste Bondfolie ein Halbleiterchip mit der Kontaktfläche seiner Rückseite auf die großflächige Kontaktanschlussfläche der ersten Bondfolie fixiert. Anschließend wird die zweite Bondfolie über den Halbleiterchip und über die erste Bondfolie gelegt, wobei genügend Bondfolienmaterial für die zweite Bondfolie vorgesehen wird, womit sich die zweite Bondfolie ohne Abrisse in den Verdrahtungsleitungen zu bilden an die Konturen des Halbleiterbauteils, sowohl auf der Oberseite als auch auf den Randseiten anpassen kann. Im Anschluss daran werden die Randbereiche der Bondfolien zusammengefügt, und schließlich werden die Bondfolien derart erwärmt, dass sich mindestens eine der Bondfolien an die Konturen des Halbleiterchips anschmiegt. Gleichzeitig werden stoffschlüssige Verbindungen über die Beschichtungen der Kontaktanschlussflächen der Bondfolien geschaffen, indem diese Beschichtungen nun stoffschlüssige Verbindungen mit den Kontaktflächen des Halbleiterchips eingehen.To The production of these two bonding films is now on the first Bonding foil a semiconductor chip with the contact surface of its back on the large contact surface of the fixed first bonding film. Subsequently, the second bonding film over the Semiconductor chip and over put the first bonding film, with enough bonding film material for the second Bonding film is provided, bringing the second bonding film without To form breaks in the wiring lines to the contours of the Semiconductor device, both on the top and on the edge sides can adapt. Subsequently, the edge areas of the bonding films are together, and finally the bonding films are heated in such a way that at least one of the bonding foils to the contours of the semiconductor chip snugly. At the same time cohesive connections on the Created coatings of the contact pads of the bonding films, By these coatings now cohesive connections with the contact surfaces of the semiconductor chip.
Ein derartiges Verfahren hat den Vorteil, dass mit einem Verfahrensschritt, nachdem zwei Bondfolien geeigneter Abmessungen und geeigneter Verdrahtungsstruktur zur Verfügung gestellt wurden, die drei Herstellungsabschnitte, nämlich "die bonding", "pad bonding" und "molding" auf einen Herstellungsabschnitt komprimiert werden können. Darüber hinaus ist das thermomechanische Problem aufgrund von unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten abgemildert, zumal die Randanschlussflächen der Bondfolien über flexible Verbindungen mit den inneren Verdrahtungskomponenten des Halbleiterbauteils verbunden sind.One Such a method has the advantage that with a method step, after two bonding foils of suitable dimensions and suitable wiring structure to disposal The three manufacturing sections, namely "bonding", "pad bonding" and "molding" on a manufacturing section can be compressed. Furthermore is the thermomechanical problem due to different Expansion coefficients mitigated, especially since the edge pads of the Bonding foils over flexible connections with the internal wiring components of the Semiconductor device are connected.
Eine Alternative zu diesem Verfahren sieht vor, dass nach dem Herstellen der beiden Bondfolien, die erste Bondfolie mit der zweiten Bondfolie in ihren Randbereichen zu einer Bondfolientasche zusammengefügt werden, in die ein Halbleiterchip eingelagert und in der der Halbleiterchip ausgerichtet wird. Anschließend wird die Bondfolientasche erwärmt und dabei werden die stoffschlüssigen Verbindungen der Kontaktflächen, sowohl auf der Oberseite als auch auf der Rückseite des Halbleiterchips mit den entsprechenden Kontaktanschlussflächen der Bondfolien, sowie ein Aufschrumpfen der Bondfolien auf die Konturen des Halbleiterchips, durchgeführt.A Alternative to this method provides that after manufacturing of the two bonding films, the first bonding film with the second bonding film be joined together in their edge regions to form a bonding film bag, embedded in the a semiconductor chip and in the semiconductor chip is aligned. Subsequently the bonding foil bag is heated and at the same time the cohesive ones become Connections of the contact surfaces, both on the top and on the back of the semiconductor chip with the corresponding contact pads of the bonding films, as well a shrinking of the bonding foils on the contours of the semiconductor chip, carried out.
Dieses Verfahren hat gegenüber dem oben geschilderten Verfahren den Vorteil, dass ein vorab Aufbringen eines Halbleiterchips mit seinem Rückseitenkontakt auf einer der Bondfolien eingespart wird und dieses stoffschlüssige Verbinden der Rückseite des Halbleiterchips mit einer der Bondfolien erst mit dem stoffschlüssigen Verbinden der Kontaktanschlussflächen auf der Oberseite des Halbleiterchips erfolgt. Diese Verfahrensschritte zur Herstellung eines Halbleiterbauteils mit Bondfolien können auch dadurch realisiert werden, dass ein Systemträger mit entsprechenden Öffnungen zur Verfügung steht. In den Randbereichen der Öffnungen weist der Systemträger Randkontaktflächen auf, die zumindest mit einer dieser Bondfolien stoffschlüssig verbunden werden, um dem gesamten Bondvorgang und dem Einbau des Halbleiterchips zwischen zwei Bondfolien eine höhere Stabilität zu geben. Diese stoffschlüssige Verbindung zu einem Systemträger kann nach Fertigstellung des Halbleiterbauteils wieder aufgehoben werden.This method has over the above-described method has the advantage that a pre-application of a semiconductor chip is saved with its rear side contact on one of the bonding films and this cohesive connection of the back of the semiconductor chip with one of the bonding films only with the material connection of the contact pads on the top of the semiconductor chip he follows. These method steps for producing a semiconductor component with bonding films can also be realized by providing a system carrier with corresponding openings. In the edge regions of the openings, the system carrier edge contact surfaces, at least with egg ner of these bonding films are materially connected in order to give the entire bonding process and the incorporation of the semiconductor chip between two bonding films a higher stability. This cohesive connection to a system carrier can be canceled after completion of the semiconductor device.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass das Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauteils weiter vereinfacht werden kann, indem der Chip in eine Öffnung oder Lasche zwischen zwei Polymerfolien eingelegt wird, wobei eine der Polymerfolien eine dünne Klebstofffolie oder einen dünnen Klebertropfen auf ihrer Innenseite aufweist, auf den die Rückseite des Halbleiterchips kontaktiert wird. Die Oberseite des Halbleiterchips wird hingegen abhängig von dem jeweiligen Produkt mit einer Schutzfolie versehen, die ihrerseits Metallanschlussdrähte in der Folie integriert hat, sodass bei einem Einbau des Chips einerseits die Kontaktflächen des Halbleiterchips und andererseits Anschlüsse, die zu einem Systemträger gehören, mit diesen in die Folie integrierten Verdrahtungsleitungen kontaktiert werden.In summary It should be noted that the method of manufacturing a semiconductor device can be further simplified by placing the chip in an opening or Tab is inserted between two polymer films, one of the Polymer films a thin Adhesive film or a thin one Has adhesive drops on its inside, on the back the semiconductor chip is contacted. The top of the semiconductor chip becomes dependent provided by the respective product with a protective film, in turn Metal connecting wires integrated in the film, so that when installing the chip on the one hand the contact surfaces of the semiconductor chip and on the other hand terminals that belong to a system carrier with contacted this integrated in the film wiring lines become.
Die Bondfolie kann als Folienkern eine vorgehärtete Folie aufweisen, die unter Anschmiegen an die Kontur des Halbleiterchips beim Erwärmen des gesamten Systems aushärtet. Dabei können sich intermetallische Phasen zwischen entsprechenden Beschichtungen auf der Bondfolie und auf dem Halbleiterchip Kontaktflächen bilden. Andererseits ist es möglich, auch zwei getrennte Folien zu verwenden, wobei eine untere Folie direkt auf einen Systemträger aufgelegt wird und darauf der Chip zunächst befestigt wird. Anschließend wird eine zweite Bondfolie auf den Systemträger über dem Halbleiterchip und über der ersten Bondfolie befestigt. Beim Aushärteprozess schmiegt sich diese zweite Bondfolie an die Konturen des Halbleiterchips an, wobei eine Verkapselung des Halbleiterchips, in Form einer Art Einschweißens, erfolgt. Durch Unterstützen des Einschweißvorgangs mit einem Vakuum kann analog ein Vakuumverschweißen der oberen Bondfolie mit der Kontur der Oberseite und der Randseiten des Halbleiterchips erreicht werden. Dabei unterstützt das angelegte Vakuum das Anschmiegen der oberen Bondfolie an den Halbleiterchip. Mit dieser Erfindung sind die nachfolgenden Vorteile verbunden:
- 1. Drei Herstellungsabschnitte mit ihren jeweiligen Nachteilen, bezüglich vorab nötiger Abstimmung der einzelnen Materialien und der durchzuführenden Prozessabläufe, werden durch einen einzigen Herstellungsabschnitt ersetzt.
- 2. Durch die hohe Integration der Materialien sinkt die durch das Gehäuse hervorgerufene Fehleranfälligkeit des Halbleiterbauteils signifikant.
- 3. Die Durchlaufzeiten pro Produkt im "back-end" werden drastisch reduziert.
- 4. Es können aufgrund der benötigten geringen Dicke der Folien sehr dünne Gehäuse realisiert werden.
- 1. Three production sections, with their respective disadvantages, with regard to prior coordination of the individual materials and the processes to be carried out, are replaced by a single production section.
- 2. Due to the high integration of the materials caused by the housing error susceptibility of the semiconductor device significantly.
- 3. The throughput times per product in the "back-end" are drastically reduced.
- 4. It can be realized very thin housing due to the required small thickness of the films.
Somit können alle zentralen "back-end"-Prozesse mit einer einzigen integrierten Materialkombination in einem einzigen Verfahrensschritt durchgeführt werden, wobei eine Abstimmung der einzelnen Materialien untereinander entfällt. Ferner kann die Herstellung der Bondfolien mit einer integrierten "die"- und "wire bond"-Funktion von einem Lieferanten angeliefert werden. Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.Consequently can all central "back-end" processes with one single integrated material combination in a single process step carried out be, with a vote of the individual materials among themselves eliminated. Furthermore, the manufacture of the bonding films with an integrated "the" and "wire bond" function can be supplied by a supplier become. The invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying figures.
Ferner
weist die obere Bondfolie
Die über der Öffnung
Da
die Dicke d einer Bondfolie
Eine
genaue Justage der Kontaktflächen
- 11
- BondfolieBond film
- 22
- HalbleiterchipSemiconductor chip
- 33
- Folienkernfoil core
- 44
- Verdrahtungsstrukturwiring structure
- 55
- Kontaktanschlussflächen der BondfolieContact pads of the Bond film
- 66
- Kontaktfläche des HalbleiterchipsContact surface of the Semiconductor chips
- 77
- Beschichtung zum stoffschlüssigen Verbindencoating to the cohesive Connect
- 88th
- Verdrahtungsleitungwiring line
- 99
- Verdrahtungsleitungwiring line
- 1010
- Randanschlussfläche der BondfolieEdge connection surface of Bond film
- 1111
- Außenkontur des Halbleiterchipsouter contour of the semiconductor chip
- 1212
- Randkontaktfläche eines SystemträgersEdge contact surface of a leadframe
- 1313
- Systemträgersystem support
- 1414
- Öffnungen in dem Folienkernopenings in the film core
- 1515
- Rückseite des Halbleiterchipsback of the semiconductor chip
- 1616
- Oberseite des Halbleiterchipstop of the semiconductor chip
- 1717
- Randbereich der Bondfolieborder area the bonding film
- 1818
- Randseite des Halbleiterchipsedge side of the semiconductor chip
- 1919
- BondfolientascheBond film pocket
- 2020
- HalbleiterbauteilSemiconductor device
- 2121
- BondfolieBond film
- 2222
- Verdrahtungsleitungwiring line
- 2323
- Wärmequelleheat source
- 2424
- Öffnung in dem SystemträgerOpening in the system carrier
- AA
- Pfeilrichtungarrow
- BB
- Pfeilrichtungarrow
- dd
- Dicke einer Bondfoliethickness a bonding film
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