DE102005041539B4 - Verfahren zur Herstellung eines scheiben- und/oder plattenförmigen Verbundkörpers - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines scheiben- und/oder plattenförmigen Verbundkörpers (14), der in eine Kunststoffmasse (5) eingebettete Halbleiterchips (4) aufweist, wobei eine Oberseite (15) der Halbleiterchips (4) mit der Oberseite (16) der Kunststoffmasse (5) eine koplanare Fläche (17) bilden, und wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist:
– Bereitstellen eines scheiben- oder plattenförmigen Trägers (3) mit in Zeilen und/oder Spalten angeordneten Halbleiterbauteilpositionen (18);
– Aufbringen einer adhäsiven Folie (1) auf den Träger (3), wobei die Folie (1) eine Kernfolie (6) und mindestens auf der Bestückungsseite (7) der Folie (1) eine Beschichtung (8) mit Klebstoff (9) aufweist, der an seiner Oberseite ein druck- und/oder temperaturempfindliches Material (11) aufweist, das sich bei Druck- und/oder Wärmeeinwirkung zersetzt und gasförmige Zersetzungsprodukte abscheidet;
– Aufbringen von Halbleiterchips (4) in den Halbleiterbauteilpositionen (18) auf die Bestückungsseite (7) der Folie (1), wobei die Halbleiterchips (4) mit ihren aktiven Oberseiten (15) auf der Bestückungsseite (7) der Folie...

Description

  • Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung eines scheiben- und/oder plattenförmigen Verbundkörpers, wobei eine adhäsive Folie zum Bestücken eines Trägers eingesetzt wird.
  • Folien mit und ohne Klebstoff werden in der Halbleitertechnologie insbesondere bei der Herstellung von Halbleiterbauteilen in großer Vielfalt eingesetzt. Insbesondere werden Folien benötigt, um scheibenförmige und/oder plattenförmige Verbundkörper herzustellen, die auch als "Wafer-Level-Package" oder als "Reconstituted Wafer" bezeichnet werden.
  • Dazu sind die Halbleiterchips in eine Kunststoffmasse mit ihren Rückseiten und Randseiten eingebettet, während die Oberseiten der Halbleiterchips mit der Oberseite der Kunststoffmasse eine koplanare Fläche bilden, so dass eine Seite des Verbundkörpers aus Kunststoffoberseite und Halbleiterchipoberseiten gebildet ist. Dazu sind vorzugsweise die Halbleiterchips in Halbleiterbauteilpositionen angeordnet, die ihrerseits in Zeilen und Spalten auf dem plattenförmigen und/oder scheibenförmigen Verbundkörper angeordnet sind. In Scheibenform entspricht die Außenkontur des Verbundkörpers einem Halbleiterwafer, wie er in der Halbleitertechnologie bearbeitet bzw. verwendet wird. In Plattenform entspricht er einem Nutzen, wie er in der Platinentechnik üblich ist, jedoch mit dem Unterschied, dass die Halbleiterchips nicht auf der Platine bzw. auf dem Nutzen angeordnet sind, sondern in den Nutzen eingebettet sind und lediglich ein Zugriff auf ihre aktiven Oberseiten möglich ist.
  • Für derartige scheibenförmige und/oder plattenförmige Verbundkörper werden die aktiven Oberseiten der Halbleiterchips in den einzelnen Halbleiterbauteilpositionen auf einer Folie angeordnet. Anschließend wird die adhäsive Folie mit einer Kunststoffmasse bedeckt, die gleichzeitig die Randseiten und Rückseiten der Halbleiterchips in die Kunststoffmasse einbettet, während die Oberseite dieser Kunststoffmasse und die Oberseiten der Halbleiterchips in der Grenzschicht zur Folie die oben erwähnte koplanare Fläche ausbildet. Dazu ist in der Regel die Folie auf einem Metallträger angeordnet, um die Ebenheit der koplanaren Fläche zu gewährleisten.
  • Ein Problem besteht nun darin, dass auf der koplanaren Oberfläche Rückstände des Klebstoffs der Folie anhaften können, wobei die Reste eine Weiterverarbeitung des plattenförmigen bzw. scheibenförmigen Verbundkörpers behindern und/oder aufwändige Reinigungsschritte vor der Weiterverarbeitung erfordern.
  • Außerdem besteht die Gefahr der Verwölbung des auf diese Weise gebildeten Verbundkörpers, zumal die Kunststoffmasse nach dem Aufbringen auf den Träger mit Halbleiter-Chips stark schrumpft, während durch das Verkleben mit der Folie die koplanare Fläche beim Einbetten aufgrund der Fixierung auf dem Metallträger nicht schrumpft. Somit entsteht eine hohe Spannung, die sich nach Entfernen von Träger und Folie als Verwölbung des platten- oder scheibenförmigen Verbundkörpers auswirkt.
  • Die DE 103 24 615 A1 offenbart ein Verfahren eines solchen Verbundkörpers, bei dem eine adhäsive Folie zum Bestücken ei nes Trägers mit Halbleiterchips vor dem Einbetten in eine Kunststoffgehäusemasse eingesetzt wird.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines scheiben- und/oder plattenförmigen Verbundkörpers anzugeben, das der Verwölbung entgegenwirkt und mit dem andererseits auch sicherstellt wird, dass keine Klebstoffreste auf der koplanaren Fläche des entstehenden Verbundkörpers zurückbleiben.
  • Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Erfindungsgemäß weist ein Verfahren zur Herstellung eines scheiben- und/oder plattenförmigen Verbundkörpers, der in eine Kunststoffmasse eingebettete Halbleiterchips aufweist, wobei eine Oberseite der Halbleiterchips mit der Oberseite der Kunststoffmasse eine koplanare Fläche bildet, die nachfolgenden Verfahrensschritte auf. Zunächst wird ein scheiben- oder plattenförmiger Träger mit in Zeilen und/oder Spalten angeordneten Halbleiterbauteilpositionen bereitgestellt. Die Kontur dieses Trägers hängt davon ab, ob lediglich ein Streifen von hintereinander angeordneten Bauteilpositionen vorbereitet werden soll und/oder eine plattenförmige Anordnung von Halbleiterbauteilpositionen wie bei einem Nutzen erreicht werden soll oder eine scheibenförmige Ausbildung des Verbundkörpers, der die Kontur eines Standard-Halbleiterwafers aufweist, erreicht werden soll. Anschließend wird auf diesem vorgeformten Träger eine adhäsive Folie aufgebracht, wobei die Folie eine Kernfolie und mindestens auf der Bestückungsseite der Folie eine Beschichtung mit Klebstoff aufweist.
  • Dieser Klebstoff weist auf seiner Oberseite ein druck- und/oder temperaturempfindliches Material auf, das sich bei Druck- und/oder Temperatureinwirkung zersetzt und gasförmige Zersetzungsprodukte abscheidet. Auf die Bestückungsseite der Folie können dann Halbleiterchips in den Halbleiterbauteilpositionen aufgebracht werden, wobei die Halbleiterchips mit ihren aktiven Oberseiten auf der Bestückungsseite der Folie fixiert werden. Danach wird eine Kunststoffmasse auf dem Träger mit Folie unter Einbetten der Halbleiterchips auf ihren Randseiten und ihren Rückseiten in die Kunststoffmasse auf den Träger mit fixierten Halbleiterchips aufgebracht. Bei der Kompression der Kunststoffmasse erfolgt ein Ausgasen der Oberseite der Klebstoffschicht unter Zersetzen des druck- und/oder temperaturempfindlichen Materials auf der Oberseite der Beschichtung unter Delamination zwischen dem scheiben- und/oder plattenförmigen Verbundkörper und der Oberseite der Beschichtung der Folie.
  • Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass in der Endphase eines Spritzgussvorgangs einer Kunststoffmasse, welche Halbleiterchips auf einem Träger in einer vorgefertigten Form in Kunststoffmasse zumindest an den Randseiten und den Rückseiten einbetten soll, eine Delamination zwischen Folie und Oberseite der Halbleiterchips sowie der Oberseite der Klebstoffmasse eintritt und die Klebstoffmasse nun spannungsfrei aushärten und schrumpfen kann, ohne dass die koplanare Fläche der Kunststoffoberseiten und Halbleiterchipoberseiten auf der Kunststofffolie haftet. Weiterhin wird durch die Gasentwicklung in der Endphase des Spritzgussverfahrens erreicht, dass sich die Klebstoffschicht vollständig von der koplanaren Fläche abhebt, so dass die Kontaminationsgefahr der koplanaren Fläche durch Klebstoff vermindert ist, zumal sich ein Gas polster zwischen koplanarer Fläche und der Klebstoffschicht der Folie ausbildet.
  • Die Fixierung der Folie auf dem Träger kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Einerseits kann auf die Rückseite bzw. die Trägerseite der adhäsiven Folie ein adhäsiver Thermoplast aufgebracht werden, und mit Hilfe dieser Thermoplastschicht kann die Folie auf dem Träger fixiert sein, oder es kann vorher die Oberseite des Trägers mit einer derartigen adhäsiven Thermoplastschicht ausgestattet werden.
  • Nach dem Aushärten des Kunststoffs kann der scheiben- und/oder plattenförmige Verbundkörper auf dem Träger aus der Form entfernt werden. Durch einfaches Aufheizen des Trägers kann schließlich die Folie von dem Träger abgezogen werden. Das Abziehen der Folie von der koplanaren Fläche des Verbundkörpers wird durch das Gaspolster erheblich erleichtert, so dass es auch möglich ist, den Verbundkörper von der Folie abzuziehen, noch bevor der Träger von der Folie entfernt ist.
  • Die Verwendung der Folie für das Herstellen derartiger Verbundkörper liefert einen Verbundkörper mit einer koplanaren Fläche, welche für das Aufbringen von Verdrahtungsleitungen, Außenkontaktflächen und/oder Außenkontakten geeignet ist, so dass nach Fertigstellung der Verdrahtungsstruktur bzw. der Außenkontaktflächen und/oder der Außenkontakte der Verbundkörper in einzelne Halbleiterbauteile an den Halbleiterbauteilpositionen auf entsprechenden Trennspuren aufgetrennt werden kann.
  • Vorzugsweise weist das druck- und/oder temperaturempfindliche Material einen Stoff aus der Gruppe der Azide, der Peroxide, der Nitrate, der Carbonyle, der Acetylide und/oder der Oxala te auf. Derartige anorganische Substanzen zersetzen sich beim Auftreten von hohen Drucken, wie sie beim Spritzgussverfahren mit größer als 3 MP auftreten. Beim Spritzgussverfahren fließt die Spritzgussmasse zunächst drucklos in die Form und umhüllt die auf einem Träger angeordneten Halbleiterchips mit Kunststoffmasse. In der anschließenden Kompressionsphase wird die Kunststoffmasse komprimiert. Die oben aufgeführten anorganischen Stoffe zersetzen sich aufgrund einer chemischen Reaktion und gasen aus. Durch diese Ausgasung werden sowohl die Kunststoffmasse als auch die Halbleiterchips an der koplanaren Fläche von der Beschichtung der Folie durch das entstehende Gaspolster abgelöst. Durch eine derartige Delamination oder Ablösung wird ein scheibenförmiger bzw. plattenförmiger Verbundkörper mit geringer Wölbung bzw. Durchbiegung gewonnen, da dieser Verbundkörper spannungsfrei aushärten und schrumpfen kann. Gleichzeitig wird eine Kontamination der Oberfläche mit Klebstoffresten verhindert.
  • Das druck- und/oder temperaturempfindliche Material kann einen Stoff aus der Gruppe der Diaziridine, der Triazole, der Triazine, der Dinitrosopentamethylentetramine und/oder der Azoverbindungen aufweisen. Diese organischen Stoffe haben ähnliche Eigenschaften wie die oben erwähnte Gruppe von anorganischen Substanzen und geben niedermolekulare Abspaltprodukte in Form von Gasen ab, sobald Druck und Temperatur einen kritischen Wert überschreiten. Mit derartigen Stoffen wird die Oberfläche der Beschichtung aus Klebstoff belegt, so dass bei entsprechender Druck- und Wärmeeinwirkung eine Delamination einsetzt.
  • Die Folie kann aus einer doppelseitig klebenden Folie bestehen. Diese weist auf der Trägerseite bzw. der Rückseite einen adhäsiven Thermoplast als klebende Schicht und auf der Bestü ckungsseite bzw. der Oberseite der Folie eine Beschichtung mit Klebstoff auf. Dabei weist diese Beschichtung mit Klebstoff an ihrer Oberseite das druck- und/oder temperaturempfindliche Material auf, das sich unter Gasabscheidung bei Druck- und/oder Wärmeeinwirkung zersetzt. Somit kann diese doppelseitig klebende Folie mit der Rückseite und dem darauf befindlichen adhäsiven Thermoplast auf dem Träger fixiert werden, während auf der Bestückungsseite die Halbleiterchips mit ihren aktiven Oberflächen in jeder der Halbleiterbauteilpositionen angeordnet sind. Beim nachfolgenden Einbetten in eine Kunststoffmasse zersetzt sich das druck- und/oder temperaturempfindliche Material und gibt gasförmige niedermolekulare Abspaltprodukte aus der Gruppe N2, O2, CO2, CO, NO oder NOx ab. Während die Beschichtung zur Bestückungsseite hin diese niedermolekularen Abspaltprodukte abgibt, bleibt die Kernfolie aus einem thermisch und drucktechnisch stabilen Polyethylenterephthalat formstabil.
  • Ein Verfahren zur Herstellung einer Folie, die mindestens eine Beschichtung mit einem Material auf der Oberseite der Beschichtung aufweist, das sich bei Druck- und/oder Wärmeeinwirkung zersetzt und gasförmige Zersetzungsprodukte abscheidet, weist die nachfolgenden Verfahrensschritte auf.
  • Zunächst wird eine Kernfolie bereitgestellt. Anschließend wird auf die Kernfolie eine Beschichtung aus Klebstoff auf einer Seite der Kernfolie aufgebracht. Danach wird ein druck- und/oder temperaturempfindliches Material in die Oberseite der Beschichtung eingebracht, das sich bei Druck- und/oder Wärmeeinwirkung zersetzt und gasförmige Zersetzungsprodukte abscheidet.
  • Dieses Verfahren zur Herstellung einer Folie hat den Vorteil, dass eine derartige Folie in Massenproduktion gefertigt werden kann. Auch kontinuierliche Folienbeschichtungsprozesse sind vorteilhaft einsetzbar. Dazu wird vorzugsweise das Einbringen eines druck- und/oder temperaturempfindlichen Materials mittels Sputtertechnik durchgeführt.
  • Eine Alternative dazu ist es, das druck- und/oder temperaturempfindliche Material mittels reaktiver Plasmaabscheidung und/oder reaktiver Ionenimplantation durchzuführen. Während sich bei der reaktiven Plasmaabscheidung das druck- und/oder temperaturempfindliche Material auf der Oberseite der Klebstoffbeschichtung verteilt, kann durch reaktive Ionenimplantation der oberflächennahe Bereich der Klebstoffschicht mit dem druck- und/oder temperaturempfindlichen Material durchsetzt werden, ohne dass die gesamte Klebstoffschicht dieses Material aufnimmt. Techniken, wie Mischverfahren, welche die gesamte Klebstoffschicht mit druck- und/oder temperaturempfindlichem Material durchdringen, sind ungeeignet, da dann die Gefahr besteht, dass sich die Klebstoffschicht auch von der Kernfolie ablöst und teilweise auf der koplanaren Fläche zurückbleibt oder diese kontaminiert.
  • Somit sind alle Verfahren von Vorteil, bei denen lediglich die Oberseite der Folienbeschichtung aus Klebstoff entweder mit diesem Material belegt wird oder dieses druck- und temperaturempfindliche Material in die Oberseite oberflächennah eindringt. Zum Einbringen bzw. Aufbringen des druck- und/oder temperaturempfindlichen Materials kann auch eine Sprühtechnik herangezogen werden. Bei der Sprühtechnik kann jedoch das druck- und/oder temperaturempfindliche Material die Klebstoffschicht eventuell vollständig bedecken. In diesem Fall wäre es von Vorteil, wenn das druck- und/oder temperaturemp findliche Material selbst eine adhäsive Wirkung ausübt, sobald es einem hohen Druck und/oder einer hohen Temperatur ausgesetzt wird.
  • Die oben erwähnten anorganischen Verbindungen können in Salzform aufgebracht oder eingebracht werden. Beim Einbringen in die Klebstoffschicht der Folie wird vorzugsweise die Konzentration der anorganischen Stoffe zur Oberseite der Klebstoffschicht hin zunehmen, um durch diese graduelle Konzentrationsverteilung zu erreichen, dass sich die Klebstoffschicht nicht von der Kernfolie abhebt.
  • Die organischen Verbindungen können ebenfalls entsprechend beigemischt oder mit dem Polymer der Klebstoffschicht kopolymerisiert werden, jedoch wird auch hier darauf geachtet, dass ein gewisser Gradient zur Oberseite der Klebstoffschicht hin für das druck- und/oder temperaturempfindliche Material vorgesehen wird, um sicher zu stellen, dass der Klebstoff sich nicht von der Kernfolie ablöst.
  • Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
  • 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine adhäsive Folie gemäß einer ersten Ausführungsform;
  • 2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine adhäsive Folie gemäß einer zweiten Ausführungsform;
  • 3 bis 9 zeigen Prinzipskizzen zur Herstellung eines scheibenförmigen- oder plattenförmigen Verbundkörpers unter Verwendung der Folien gemäß 1 oder 2;
  • 3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Träger;
  • 4 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Träger gemäß 3 nach Aufbringen einer Folie gemäß 1 oder 2;
  • 5 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Träger gemäß 4 nach Bestücken der Folie mit Halbleiterchips;
  • 6 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Träger gemäß 5 nach Einbetten der Halbleiterchips in eine Kunststoffmasse unter Ausbilden eines Verbundkörpers;
  • 7 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Verbundkörper mit delaminierter Folie nach Entfernen des Trägers;
  • 8 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Verbundkörper während des Entfernens der Folie;
  • 9 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Verbundkörper mit koplanarer Fläche auf der Oberseite des Verbundkörpers;
  • 10 bis 12 zeigen Prinzipskizzen zur Herstellung eines scheiben- oder plattenförmigen Verbundkörpers im Detail unter Verwendung der Folie gemäß der ersten Ausführungsform;
  • 10 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Halbleiterbauteilposition mit aufgebrachtem Halbleiterchip;
  • 11 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die Halbleiterbauteilposition gemäß 10 nach Aufbringen einer Kunststoffmasse;
  • 12 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die Halbleiterbauteilposition gemäß 11 nach Entfernen der Folie;
  • 13 bis 15 zeigen Prinzipskizzen zur Herstellung eines scheiben- oder plattenförmigen Verbundkörpers im Detail unter Verwendung der Folie gemäß der zweiten Ausführungsform;
  • 13 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Halbleiterbauteilposition mit aufgebrachtem Halbleiterchip;
  • 14 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die Halbleiterbauteilposition gemäß 13 nach Aufbringen einer Kunststoffmasse;
  • 15 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die Halbleiterbauteilposition gemäß 14 nach Entfernen der Folie.
  • 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine adhäsive Folie 1 gemäß einer ersten Ausführungsform. Die adhäsive Folie 1 ist auf einer Kernfolie 6 aufgebaut und trägt auf ihrer Bestückungsseite 7 einen Klebstoff 9. Dieser poly mere Klebstoff 9 bildet eine Beschichtung 8, die auf ihrer Oberseite 10 ein druck- und/oder temperaturempfindliches Material 11 aufweist, das gasförmige Zersetzungsprodukte bei Druck- und/oder Temperatureinwirkung bildet. Dieses gasbildende Material 11 ist bei dieser Folie 1 der ersten Ausführungsform der Erfindung auf die Oberseite 10 der Beschichtung 8 aufgesputtert oder aufgesprüht worden, so dass der Klebstoff 9 nach wie vor beim Aufbringen von Halbleiterchips auf die Oberseite 10 der Beschichtung 8 wirken kann.
  • Durch die oberflächige Aufbringung des gasförmige Zersetzungsprodukte bildenden Materials 11 auf der Klebstoffschicht 9 wird gewährleistet, dass kein Klebstoff der Klebstoffschicht 9 an den in eine Kunststoffmasse einzubettenden Halbleiterchips haften oder kleben bleibt. Vielmehr wird durch ein entstehendes Gaspolster für eine begrenzte Delamination gesorgt, so dass eine Kontamination einer Oberseite eines Halbleiterchips mit Klebstoff verhindert wird.
  • Bei einem vollständigen Durchmischen des Klebstoffs 9 mit dem druck- und/oder temperaturempfindlichen Material 11 besteht hingegen die Gefahr, dass sich die Klebstoffbeschichtung 8 zumindest partiell auch von der Kernfolie 6 ablöst und somit deutliche Klebstoffspuren auf der Oberseite des Halbleiterchips hinterlassen würde. Ein weiterer Vorteil einer derartigen Folie ist es, dass bei Erreichen eines kritischen Druckes und/oder einer kritischen Temperatur die Zersetzung des Materials 11 auf der Oberseite 10 der Beschichtung 8 einsetzt und einen vorher aus Halbleiterchips und Kunststoffmasse gebildeten Verbundkörper freigibt.
  • Diese Eigenschaften der Folie können in der Halbleitertechnologie an den unterschiedlichsten Stellen vorteilhaft einge setzt werden. Auf die Verwendungsmöglichkeiten wird anhand eines Beispiels in den 3 bis 9 und im Detail in den 10 bis 15 eingegangen.
  • 2 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine adhäsive Folie 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in 1 werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erläutert.
  • Der Unterschied der hier gezeigten Folie 2 zur Folie 1 gemäß 1 besteht darin, dass das druck- und/oder temperaturempfindliche Material 11, welches gasförmige Zersetzungsprodukte abscheidet, nicht nur oberflächig aufgebracht ist, sondern in den Klebstoff 9 oberflächennah eingebracht ist. Dabei ist es von Vorteil, wenn das druck- und/oder temperaturempfindliche Material zur Oberseite 10 der Beschichtung 8 hin graduell zunimmt, so dass die höchste Gasentwicklung an der Oberseite 10 bei Erreichung eines kritischen Druckes und/oder einer kritischen Temperatur auftritt. Ferner ist zusätzlich auf der Rückseite bzw. der Trägerseite 12 der Folie 2 eine weitere adhäsive Schicht in Form eines adhäsiven Thermoplast 13 aufgebracht, um sicherzustellen, dass die Folie 2 auf einen entsprechenden, beispielsweise metallischen Träger aufklebbar ist. Dazu muss der Träger mit Folie 2 lediglich so weit erwärmt werden, bis der Thermoplast erweicht ist und die Folie 2 auf dem hier nicht gezeigten Träger fixiert ist, um eine vollkommen ebene Fläche für die weitere Herstellung eines Verbundkörpers auf der Bestückungsseite 10 der Folie 2 zur Verfügung zu stellen.
  • 3 bis 9 zeigen Prinzipskizzen zur Herstellung eines scheiben- oder plattenförmigen Verbundkörpers 14 unter Verwendung einer der Folien 1 oder 2 gemäß den 1 oder 2.
  • Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden in den 3 bis 9 mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erläutert.
  • 3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen Träger 3, der eine vollkommen plane Oberseite 24 aufweist und in seinen Außenkonturen dem zu bildenden Verbundkörper angepasst ist. Somit wird er die Außenkontur einer Halbleiterwaferscheibe aufweisen, wenn ein scheibenförmiger Verbundkörper gebildet werden soll, und die Außenmaße eines Nutzens aufweisen, wenn ein entsprechender Verbundkörper für einen Nutzen herzustellen ist. Auch streifenförmige Verbundkörper sind herstellbar.
  • 4 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Träger 3 gemäß 3 nach Aufbringen einer Folie 1 oder 2 gemäß 1 oder 2. Dazu kann der Träger 3 aufgeheizt werden, so dass sich der adhäsive Thermoplast 13 auf der Rückseite bzw. Trägerseite 12 der Folie 1 oder 2 aufschmilzt und die Folie 1 oder 2 nach Abkühlen des Trägers 3 auf dessen Oberseite 24 fixiert.
  • 5 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Träger 3 gemäß 4 nach Bestücken der Folie 1 mit Halbleiterchips 4 in entsprechenden Halbleiterbauteilpositionen 18. Derartige Halbleiterbauteilpositionen 18 sind auf einem scheibenförmigen Verbundwerkstoff in Zeilen und Spalten angeordnet, während sie auf einem streifenförmigen Verbundwerkstoff entweder in einer Zeile oder in einer Spalte hintereinander angeordnet sind. Für einen Nutzen werden diese Halbleiterchips 4 auf einem rechteckigen oder quadratischen Träger 3 angeordnet. Aufgrund der Klebewirkung der Beschichtung 8 sind die Halbleiterchips 4 nach ihrem Aufbringen auf die Folie 1 in den jeweiligen Halbleiterbauteilpositionen 18 mit ihren aktiven Oberseiten 15 fixiert. Diese Oberseiten 15 können bereits Kontaktflächen aufweisen, die zu einzelnen Elektroden von Schaltungselementen des Halbleiterchips 4 führen. Diese Elektroden einschließlich der gesamten Halbleiterchipoberfläche 5 werden vor einem Benetzen mit Kunststoffmasse geschützt, da sie auf der Beschichtung 8 mit Klebstoff 9 mediendicht fixiert sind.
  • 6 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Träger gemäß 5 nach Einbetten der Halbleiterchips 4 in eine Kunststoffmasse 5 unter Ausbilden eines Verbundkörpers 14. Da das Einbetten in eine Kunststoffmasse 5 bei erhöhter Temperatur von über 120°C und bei erhöhtem Druck von über 3 MP durchgeführt wird, beginnt das an der Bestückungsseite 7 der Folie 1 angeordnete druck- und oder temperaturempfindliche Material 11 niedermolekulare Gase in einem chemischen Zersetzungsvorgang abzuscheiden, wodurch ein Gaspolster 23 gebildet wird, das die Fixierung der aktiven Oberseiten 15 der Halbleiterchips 4 auf der erfindungsgemäßen Folie 1 und die Fixierung der Oberseite 16 der Kunststoffmasse 5 aufhebt und ein spannungsfreies Aufhärten und Schrumpfen der Kunststoffmasse 5 ermöglicht.
  • Außerdem sorgt das Gaspolster 23 dafür, dass kein Klebstoff 9 der Beschichtung 8 an der sich bildenden koplanaren Fläche 17, die aus den Oberseiten 15 der Halbleiterchips 4 und aus der Oberseite 16 der Kunststoffmasse 5 gebildet ist, haften bleibt. Somit sorgt das sich unter Gasabscheidung zersetzende Material 11 an der Grenze zwischen Klebstoff 9 und Kunststoffmasse 5 sowie an der Grenze zwischen Klebstoff 9 und Oberfläche 15 der Halbleiterchips 4 für eine nahezu kontaminationsfreie koplanare Fläche 17 des entstehenden Verbundkör pers 14. Außerdem erleichtert das Gaspolster 23 das Trennen des Verbundkörpers von der Folie 1.
  • 7 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Verbundkörper 14 mit delaminierter Folie nach Entfernen des Trägers. Leichte Reste der adhäsiven Schicht aus einem Thermoplast 13 sind noch auf der Rückseite bzw. der Trägerseite 12 der Folie 1 vorhanden, während die koplanare Fläche 17 aus den Oberseiten 15 der Halbleiterchips und der Oberseite 16 des Kunststoffes 5 durch das Gaspolster 23 glatt und eben ist. Auf diesem Gaspolster 23 kann die Kunststoffgehäusemasse spannungsfrei gleiten, während sie durch das Abkühlen von der hohen Spritzgusstemperatur auf Raumtemperatur schrumpft, ohne dass Verwölbungen auftreten.
  • 8 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Verbundkörper 14 während des Entfernens der Folie 1. Dieses Entfernen der Folie 1 ist mit geringem Kraftaufwand verbunden, da das Gaspolster 23 bereits eine Gleitverschieblichkeit des entstandenen Verbundkörpers 14 gegenüber der Folie 1 gewährleistet.
  • 9 zeigt einen schematischen Querschnitt durch den Verbundkörper 14 mit koplanarer Fläche 17 auf der Oberseite 22 des Verbundkörpers 14. Diese koplanare Fläche 17 auf der Oberseite 22 des Verbundkörpers 14 kann nun mit den Mitteln, die sich in der Halbleitertechnologie anbieten, mit einer Verdrahtungsstruktur versehen werden. Ferner kann die Verdrahtungsstruktur Außenkontaktflächen aufweisen, und auf diesen können dann Außenkontakte fixiert werden. Nach Fertigstellung der Halbleiterbauteile in den Halbleiterbauteilpositionen kann dann der Verbundkörper in einzelne Halbleiterbauteile getrennt werden.
  • Die 10 bis 12 zeigen Prinzipskizzen zur Herstellung eines scheiben- oder plattenförmigen Verbundkörpers 14 im Detail unter Verwendung der Folie 1 gemäß der ersten Ausführungsform. Die Folie 1 hat den Vorteil, dass sie auf ihrer Bestückungsseite 7 einen Klebstoff 9 aufweist, der zu einer Beschichtung 8 gehört, wobei auf der Oberseite 10 der Beschichtung 8 ein druck- und/oder temperaturempfindliches Material 11 angeordnet ist, das bei erhöhter Temperatur und/oder bei erhöhtem Druck gasförmige Zersetzungsprodukte abscheidet.
  • 10 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Halbleiterbauteilposition 18 mit aufgebrachtem Halbleiterchip 4, vor dem Aufbringen einer Kunststoffmasse. Dabei ist die Klebewirkung des Klebstoffs 9 so groß, dass die Oberseite 15 des Halbleiterchips 4 vor einer Kontamination durch die aufzubringende Kunststoffmasse geschützt ist, während die Randseiten 19 und 20 des Halbleiterchips 4 und die Rückseite 21 frei zugänglich und einbettbar sind.
  • 11 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die Halbleiterbauteilposition 18 gemäß 10 nach Aufbringen einer Kunststoffmasse 5. Bei dem Aufbringen der Kunststoffmasse 5 wird der in 10 gezeigte Aufbau einem erhöhten Druck und einer erhöhten Temperatur ausgesetzt, so dass sich nun ein Gaspolster 23 zwischen der koplanaren Fläche 17 aus Kunststoffoberfläche 16 und Halbleiterchipoberfläche 15 ausbildet, so dass eine Delamination zwischen der adhäsiven Folie 1 und dem Verbundkörper 14 auftritt. Da das Gas abscheidende Material 11 lediglich an der Oberseite 10 des Klebstoffs 9 vorhanden ist, wird nur die Grenzschicht zwischen Verbundkörper 14 und erfindungsgemäßer Folie 1 delaminiert.
  • 12 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die Halbleiterbauteilposition 18 gemäß 11 nach Entfernen der in 11 gezeigten Folie 1. Dabei steht nun die Oberseite 22 des Verbundkörpers 14 als koplanare Fläche 17 aus den Oberflächen 15 des Halbleiterchips 4 und der Oberseite 16 der Kunststoffmasse 5 für weitere Verfahrensschritte, beispielsweise zum Anbringen von Verdrahtungsstrukturen, zur Verfügung. Reinigungsschritte, wie sie bisher erforderlich waren, um Klebstoffreste von der koplanaren Fläche 17 zu entfernen, sind nun nicht mehr erforderlich, was die Fertigung vereinfacht und einen größeren Ausstoß von brauchbaren Verbundplatten bzw. Verbundscheiben sichert.
  • Die 13 bis 15 zeigen Prinzipskizzen zur Herstellung eines scheiben- oder plattenförmigen Verbundkörpers 14 im Detail unter Verwendung der Folie 2 gemäß der zweiten Ausführungsform.
  • 13 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Halbleiterbauteilposition 18 mit aufgebrachtem Halbleiterchip 4 auf die Folie 2, wobei der Halbleiterchip 4 auf der Beschichtung 8 mit dem Klebstoff 9 derart fixiert ist, dass die aktive Oberseite 15 des Halbleiterchips 4 vor dem Einbetten in eine Kunststoffmasse geschützt ist. Bei dieser Folie 2 ist in die Klebstoffschicht ein druck- und/oder temperaturempfindliches Material 11 eingebracht, wobei die Eindringtiefe dieses Materials 11 größer ist als bei der Folie 1 und damit der Vorrat an Gas abscheidendem Material 11 größer ausfällt. Dieses hat den Vorteil, dass sich ein größeres Gaspolster beim nächsten Fertigungsschritt bilden kann.
  • 14 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Halbleiterbauteilposition 18 gemäß 13 nach Aufbringen einer Kunststoffmasse 5. Der größere Vorrat an Material 11 ermöglicht ein dichteres und/oder auch dickeres Gaspolster 23 zwischen der sich bildenden koplanaren Fläche 17 aus Kunststoffoberfläche 16 und Halbleiterchipoberfläche 15. Durch dieses verbesserte Gaspolster 23 ist es möglich, den Verbundkörper 14 direkt von der Folie mit darunter angeordnetem Träger problemlos abzuziehen.
  • 15 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Halbleiterbauteilposition 18 gemäß 14 nach Entfernen der in 14 gezeigten Folie 2 mit darunter angeordnetem Träger. Die Oberfläche 22 des Verbundkörpers 14 kann nun in jeder Halbleiterbauteilposition 18 unmittelbar weiter bearbeitet werden, indem z.B. eine Verdrahtungsstruktur auf diese koplanare Fläche 17 aus Oberflächen 15 der Halbleiterchips 4 und der Oberfläche 16 des Kunststoffes 5 aufgebracht wird.

Claims (3)

  1. Verfahren zur Herstellung eines scheiben- und/oder plattenförmigen Verbundkörpers (14), der in eine Kunststoffmasse (5) eingebettete Halbleiterchips (4) aufweist, wobei eine Oberseite (15) der Halbleiterchips (4) mit der Oberseite (16) der Kunststoffmasse (5) eine koplanare Fläche (17) bilden, und wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist: – Bereitstellen eines scheiben- oder plattenförmigen Trägers (3) mit in Zeilen und/oder Spalten angeordneten Halbleiterbauteilpositionen (18); – Aufbringen einer adhäsiven Folie (1) auf den Träger (3), wobei die Folie (1) eine Kernfolie (6) und mindestens auf der Bestückungsseite (7) der Folie (1) eine Beschichtung (8) mit Klebstoff (9) aufweist, der an seiner Oberseite ein druck- und/oder temperaturempfindliches Material (11) aufweist, das sich bei Druck- und/oder Wärmeeinwirkung zersetzt und gasförmige Zersetzungsprodukte abscheidet; – Aufbringen von Halbleiterchips (4) in den Halbleiterbauteilpositionen (18) auf die Bestückungsseite (7) der Folie (1), wobei die Halbleiterchips (4) mit ihren aktiven Oberseiten (15) auf der Bestückungsseite (7) der Folie (1) fixiert werden, – Aufbringen einer Kunststoffmasse (5) auf den Träger (3) mit Folie (1) unter Einbetten der Halbleiterchips (4) auf ihren Randseiten (19, 20) und ihren Rückseiten (21) in die Kunststoffmasse (5) unter Temperatur- und Druckeinwirkung auf den Träger (3) mit fixierten Halbleiterchips (4), wobei ein Ausgasen der Oberseite der Klebstoffschicht unter Zersetzen des druck- und/oder temperaturempfindlichen Materials (11) auf der Oberseite (10) der Beschichtung (8) unter Delamination zwischen scheiben- und/oder plattenförmigem Verbundkörper (14) und Oberseite (10) der Beschichtung (8) der Folie (1) erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufbringen der adhäsiven Folie (1) auf den Träger (3), der Träger mit einem adhäsiven Thermoplast (13) beschichtet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufbringen der adhäsiven Folie (1) auf den Träger (3), die Trägerseite (12) der Folie (1) mit einem adhäsiven Thermoplast (13) beschichtet wird.
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