DE102008020327A1 - Component or bond connection unit fixing method for use in circuit arrangement e.g. semiconductor arrangement, involves applying force on contact surface, such that component or connection units is fixed to surface with reaction forces - Google Patents

Component or bond connection unit fixing method for use in circuit arrangement e.g. semiconductor arrangement, involves applying force on contact surface, such that component or connection units is fixed to surface with reaction forces Download PDF

Info

Publication number
DE102008020327A1
DE102008020327A1 DE102008020327A DE102008020327A DE102008020327A1 DE 102008020327 A1 DE102008020327 A1 DE 102008020327A1 DE 102008020327 A DE102008020327 A DE 102008020327A DE 102008020327 A DE102008020327 A DE 102008020327A DE 102008020327 A1 DE102008020327 A1 DE 102008020327A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
contact surface
component
reactive material
substrate
fixed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102008020327A
Other languages
German (de)
Inventor
Andreas Bernhardt
Ulrich Deml
Carsten Dr. Götte
Andreas Rekofsky
Angelika Schingale
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive GmbH filed Critical Continental Automotive GmbH
Priority to DE102008020327A priority Critical patent/DE102008020327A1/en
Publication of DE102008020327A1 publication Critical patent/DE102008020327A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/328—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/002—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating specially adapted for particular articles or work
    • B23K20/004—Wire welding
    • B23K20/005—Capillary welding
    • B23K20/007—Ball bonding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
    • H01L24/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3494—Heating methods for reflowing of solder
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/05599—Material
    • H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05617—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
    • H01L2224/05624—Aluminium [Al] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45117—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
    • H01L2224/45124—Aluminium (Al) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484—Connecting portions
    • H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484—Connecting portions
    • H01L2224/4847—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond
    • H01L2224/48471—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond the other connecting portion not on the bonding area being a ball bond, i.e. wedge-to-ball, reverse stitch
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/485—Material
    • H01L2224/48505—Material at the bonding interface
    • H01L2224/48599—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au)
    • H01L2224/486—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/48617—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950 °C
    • H01L2224/48624—Aluminium (Al) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/485—Material
    • H01L2224/48505—Material at the bonding interface
    • H01L2224/48699—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Aluminium (Al)
    • H01L2224/487—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Aluminium (Al) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/48717—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Aluminium (Al) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950 °C
    • H01L2224/48724—Aluminium (Al) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/7825—Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/783—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
    • H01L2224/78301—Capillary
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/8319—Arrangement of the layer connectors prior to mounting
    • H01L2224/83192—Arrangement of the layer connectors prior to mounting wherein the layer connectors are disposed only on another item or body to be connected to the semiconductor or solid-state body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/832—Applying energy for connecting
    • H01L2224/83236—Applying energy for connecting using electro-static corona discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
    • H01L2224/838—Bonding techniques
    • H01L2224/83801—Soldering or alloying
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/8512—Aligning
    • H01L2224/85148—Aligning involving movement of a part of the bonding apparatus
    • H01L2224/85169—Aligning involving movement of a part of the bonding apparatus being the upper part of the bonding apparatus, i.e. bonding head, e.g. capillary or wedge
    • H01L2224/8518—Translational movements
    • H01L2224/85186—Translational movements connecting first outside the semiconductor or solid-state body, i.e. off-chip, reverse stitch
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/852—Applying energy for connecting
    • H01L2224/85201—Compression bonding
    • H01L2224/85205—Ultrasonic bonding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/852—Applying energy for connecting
    • H01L2224/85232—Applying energy for connecting using an autocatalytic reaction, e.g. exothermic brazing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/852—Applying energy for connecting
    • H01L2224/85236—Applying energy for connecting using electro-static corona discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/858—Bonding techniques
    • H01L2224/85801—Soldering or alloying
    • H01L2224/85815—Reflow soldering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/91—Methods for connecting semiconductor or solid state bodies including different methods provided for in two or more of groups H01L2224/80 - H01L2224/90
    • H01L2224/92—Specific sequence of method steps
    • H01L2224/922—Connecting different surfaces of the semiconductor or solid-state body with connectors of different types
    • H01L2224/9222—Sequential connecting processes
    • H01L2224/92242—Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector
    • H01L2224/92247—Sequential connecting processes the first connecting process involving a layer connector the second connecting process involving a wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L24/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00011—Not relevant to the scope of the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01012—Magnesium [Mg]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01013—Aluminum [Al]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01028—Nickel [Ni]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01058—Cerium [Ce]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01079—Gold [Au]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/013—Alloys
    • H01L2924/014—Solder alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/06—Polymers
    • H01L2924/078—Adhesive characteristics other than chemical
    • H01L2924/0781—Adhesive characteristics other than chemical being an ohmic electrical conductor
    • H01L2924/07811—Extrinsic, i.e. with electrical conductive fillers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/151—Die mounting substrate
    • H01L2924/156—Material
    • H01L2924/15786—Material with a principal constituent of the material being a non metallic, non metalloid inorganic material
    • H01L2924/15787—Ceramics, e.g. crystalline carbides, nitrides or oxides
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/02—Details related to mechanical or acoustic processing, e.g. drilling, punching, cutting, using ultrasound
    • H05K2203/0271—Mechanical force other than pressure, e.g. shearing or pulling
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/04—Soldering or other types of metallurgic bonding
    • H05K2203/049—Wire bonding
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/11—Treatments characterised by their effect, e.g. heating, cooling, roughening
    • H05K2203/1163—Chemical reaction, e.g. heating solder by exothermic reaction

Abstract

The method involves positioning a component (7) or bond connection units (3, 4) on a contact surface (2) by using a positioning unit e.g. capillary, where the contact surface is formed by a layer with a reactive material embedded between two soldering layers. A force is applied on the contact surface in such a manner that the reactive material e.g. aluminum, nickel or magnesium, in the layer of the contact surface is ignited and the component or the connection units is fixed to the contact surface with reaction forces produced by the ignition. An independent claim is also included for a circuit arrangement comprising a substrate and a component.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fixierung eines Bauelements oder eines Verbindungsmittels für eine Schaltungsanordnung auf einer Kontaktfläche. Die Erfindung betrifft ferner ein Bauelement mit einer Kontaktfläche zur Fixierung eines Verbindungsmittels sowie ein Substrat mit einer Kontaktfläche zur Fixierung eines Bauelements oder eines Verbindungsmittels. Die Erfindung betrifft auch Schaltungsanordnungen, bei denen ein Bauelement oder ein Verbindungsmittel auf einer Kontaktfläche fixiert sind.The The invention relates to a method for fixing a component or a bonding agent for a circuit arrangement on a contact surface. The invention relates Further, a component having a contact surface for fixing a connecting means and a substrate having a contact surface for fixing a component or a bonding agent. The invention also relates to circuit arrangements, in which a component or a connecting means are fixed on a contact surface.

Zur Verbindung eines Chips und eines Verdrahtungsträgers kann Bonden verwendet werden. Beim Bonden werden Kontaktflächen des Chips und des Verdrahtungsträgers mit Hilfe eines dünnen Drahtes verbunden. Der Draht wird beispielsweise mit einer Kapillare auf einer Kontaktfläche auf dem Verdrahtungsträger positioniert, dort fixiert, von der Kapillare zu einer Kontaktfläche des Chips geführt und dort fixiert.to Bonding of a chip and a wiring substrate may use bonding become. During bonding, contact surfaces of the chip and of the wiring substrate become visible Help of a thin wire connected. The wire, for example, with a capillary a contact surface on the wiring carrier positioned there, from the capillary to a contact surface of the Led and chips fixed there.

Das Fixieren kann mittels eines des Schweißens ähnlichen Verfahrens erfolgen, bei dem die zur Fixierung erforderliche Energie durch Ultraschall und/oder Wärme auf den auf der Kontaktfläche positionierten Draht aufgebracht wird.The Fixing can be done by means of a welding-like process, in which the energy required for fixing by ultrasound and / or Heat up on the contact surface positioned wire is applied.

Thermokompressionsbonden, Thermosonic-Ball-Wedge-Bonden und Ultraschall-Wedge-Wedge-Bonden sind Bondverfahren, die auf oben genanntem Prinzip beruhen.Thermo-compression bonding, Thermosonic ball wedge bonding and ultrasonic wedge-wedge bonding are bonding methods based on the above principle.

Bei wärmebasierten Fixierverfahren wird nicht nur die eigentliche Kontaktstelle erwärmt, sondern auch das benachbarte Bauelement oder Substrat in Mitleidenschaft gezogen.at heat-based Fixing not only the actual contact point is heated, but also affects the adjacent component or substrate drawn.

Beim Bonden unter Verwendung von Ultraschall ist ein relativ hoher Krafteintrag erforderlich. Auf die Chipoberfläche kann ein Krafteintrag im Bereich von 20 bis 100 cN einwirken. Bei nicht optimalem Bondprozess, beispielsweise im Fall einer Dejustierung der Kapillare, mit welcher der Bonddraht aufgebracht wird, können diese Kräfte auch eine Größenordnung größer ausfallen. Dadurch besteht die Gefahr, dass empfindliche Halbleiterschichten innerhalb des Chips beschädigt oder zerstört werden. Diese Beschädigungen können insbesondere bei Kombination von hohem Anpressdruck und Ultraschall auftreten.At the Bonding using ultrasound is a relatively high force input required. On the chip surface A force input in the range of 20 to 100 cN can act. at not optimal bonding process, for example in case of misalignment the capillary, with which the bonding wire is applied, this can personnel also an order of magnitude bigger. There is a risk that sensitive semiconductor layers damaged inside the chip or destroyed become. These damages can especially when combining high contact pressure and ultrasound occur.

Derartige Beschädigungen können bisher nur vermieden werden, wenn die Kontaktflächen zum Bonden nicht über den empfindlichen Halbleiterschichten innerhalb des Chips angeordnet werden. Dies geht allerdings mit einem größeren Flächenbedarf des Chips einher.such damage can So far, only be avoided if the contact surfaces for bonding not on the sensitive semiconductor layers disposed within the chip become. However, this is accompanied by a larger area requirement of the chip.

Es stellt sich nunmehr die Aufgabe, das Verfahren zur Fixierung zu verbessern.It now sets the task, the method of fixation improve.

Zur Lösung ist ein Verfahren zur Fixierung eines Bauelements oder eines Verbindungsmittels für eine Schaltungsanordnung auf einer Kontaktfläche vorgesehen, wobei die Kontaktfläche reaktives Material umfasst. Das zu fixierende Bauelement oder das zu fixierende Verbindungsmittel wird auf der Kontaktfläche positioniert. Eine Kraft wird auf die Kontaktfläche aufgebracht, sodass das reaktive Material zündet und infolge der mit der Zündung einhergehenden Reaktionswärme das Bauelement oder das Verbindungsmittel auf der Kontaktfläche fixiert wird.to solution is a method of fixing a device or a bonding agent for one Circuit arrangement provided on a contact surface, wherein the contact surface reactive Material includes. The component to be fixed or to be fixed Connecting means is positioned on the contact surface. A force gets on the contact surface applied so that the reactive material ignites and as a result of the ignition accompanying reaction heat fixes the component or the connecting means on the contact surface becomes.

Die Wärmeentwicklung bei diesem Verfahren ist räumlich und zeitlich stark konzentriert, sodass die zu kontaktierenden Elemente nicht in Mitleidenschaft gezogen werden.The heat generation in this procedure is spatial and strongly concentrated in time, so that the elements to be contacted not be affected.

Bei diesem Verfahren ist lediglich ein Krafteintrag erforderlich, der ausreichend ist, um das reaktive Material zu zünden. Dieser Krafteintrag ist geringer als bei konventionellen Verfahren zur Fixierung, sodass Zerstörungen aufgrund zu hohen Krafteintrags werden vermieden. Die kritische Seitwärtsbewegung durch einen Ultraschallprozess entfällt.at This procedure requires only one entry into force is sufficient to ignite the reactive material. This power entry is less than conventional fixation methods, so destructions due to excessive force input are avoided. The critical sideways movement eliminated by an ultrasonic process.

Ferner ist ein Bauelement mit einer Kontaktfläche, die reaktives Material umfasst, vorgesehen. Das reaktive Material ist durch Krafteintrag zündbar zur Fixierung, bewirkt durch mit der Zündung einhergehende Reaktionswärme, eines auf der Kontaktfläche positionierten Verbindungsmittels.Further is a device with a contact surface, the reactive material includes provided. The reactive material is by force entry ignitable to Fixation, caused by the heat of reaction associated with the ignition, one on the contact surface positioned connecting means.

Ein derartiges Bauelement kann durch das korrespondierende Verfahren kontaktiert werden, indem insbesondere Bondverbindungsmittel auf der Kontaktfläche leitend fixiert werden.One Such device can by the corresponding method be contacted, in particular by bonding agent on the contact surface be fixed conductively.

Ferner ist ein Substrat mit einer Kontaktfläche, welche reaktives Material umfasst, vorgesehen. Das reaktive Material ist durch Krafteintrag zündbar zur Fixierung, bewirkt durch mit der Zündung einhergehende Reaktionswärme, eines auf der Kontaktfläche positionierten Bauelements oder eines auf der Kontaktfläche positionierten Verbindungsmittels.Further is a substrate with a contact surface, which is reactive material includes provided. The reactive material is by force entry ignitable to Fixation, caused by the heat of reaction associated with the ignition, one on the contact surface positioned component or one positioned on the contact surface Connecting means.

Auf ein derartiges Substrat kann durch das korrespondierende Verfahren ein Bauelement auf der Kontaktfläche fixiert werden, sodass auf einen Klebeprozess zur Montage verzichtet werden kann.On Such a substrate can be obtained by the corresponding method a device on the contact surface be fixed so that waives an adhesive process for mounting can be.

Ferner ist eine mit dem Verfahren korrespondierende Schaltungsanordnung mit einem Substrat mit einer Kontaktfläche und einem Bauelement, das auf der Kontaktfläche fixiert ist, vorgesehen. Die Fixierung ist infolge der Reaktionswärme eines durch Krafteintrag gezündeten reaktiven Materials an der Kontaktfläche ausgebildet.Further is a circuit arrangement corresponding to the method with a substrate having a contact surface and a device on top the contact surface is fixed, provided. The fixation is due to the heat of reaction of a ignited by force entry reactive material formed on the contact surface.

Ferner ist eine mit dem Verfahren korrespondierende Schaltungsanordnung mit einem Substrat mit einer ersten Kontaktfläche und einem Bauelement mit einer zweiten Kontaktfläche, das auf dem Substrat montiert ist, vorgesehen. Ein Verbindungsmittel verbindet die zweite Kontaktfläche mit der ersten Kontaktfläche. Die Verbindung zwischen dem Verbindungsmittel und der ersten Kontaktfläche und/oder der zweiten Kontaktfläche ist infolge der Reaktionswärme eines durch Krafteintrag gezündeten reaktiven Materials an der ersten und der zweiten Kontaktfläche beziehungsweise an der einer der ersten und der zweiten Kontaktfläche ausgebildet.Further is a circuit arrangement corresponding to the method with a substrate having a first contact surface and a component with a second contact surface, which is mounted on the substrate, provided. A lanyard connects the second contact surface with the first contact surface. The connection between the connecting means and the first contact surface and / or the second contact surface is due to the heat of reaction one fired by force entry reactive material at the first and the second contact surface or formed on the one of the first and the second contact surface.

Obgleich die Fixierung beziehungsweise Verbindung nicht notwendigerweise Reste oder Spuren des reaktiven Materials umfassen muss, ist anhand ihrer von der Zündreaktion herrührenden Form ersichtlich, dass diese durch die Zündung des reaktiven Materials ausgebildet worden ist.Although the fixation or connection is not necessarily Residues or traces of reactive material must be included their from the ignition reaction stemming Form that this is due to the ignition of the reactive material has been trained.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.advantageous Embodiments emerge from the dependent claims.

Beim Verfahren wird vorteilhafterweise die Kraft zum Aufsetzen oder Anpressen des zu fixierenden Bauelements oder des zu fixierenden Verbindungsmittels durch das Bauelement beziehungsweise das Verbindungsmittel selbst aufgebracht. Somit wird durch das Aufsetzen des zu fixierenden Elements auf die Kontaktfläche der Zündungsvorgang ausgelöst. Der mit dem Auf setzen aufgebrachte Krafteintrag kann die Zündung auslösen. Die hierfür benötigte Kraft ist deutlich geringer als bei einem herkömmlichen Verbindungsvorgang.At the Method is advantageously the force for placement or pressing the component to be fixed or the connecting means to be fixed through the component or the connection means itself applied. Thus, by placing the element to be fixed on the contact surface the ignition process triggered. Of the Applying applied force can cause the ignition. The For this required force is significantly lower than in a conventional connection process.

Alternativ wird die Kraft durch ein Positionierungsmittel aufgebracht, welches beim Positionieren des zu fixierenden Bauelements oder des zu fixierenden Verbindungsmittels die Kraft aufbringt. Dieses Positionierungsmittel ist vorteilhafterweise eine Kapillare zur Positionierung eines Bondverbindungsmittels. Somit ist das zu fixierende Bauelement oder Verbindungsmittel keinem Krafteintrag ausgesetzt, welcher möglicherweise Beschädigungen nach sich ziehen könnte.alternative the force is applied by a positioning means which when positioning the component to be fixed or to be fixed Lanyard applying the force. This positioning agent is advantageously a capillary for positioning a bonding agent. Thus, the component or connecting means to be fixed is none Force entry exposed, which may damage could entail.

Das reaktive Material ist vorteilhafterweise pyrophor ausgebildet, sodass bei erfolgtem Krafteintrag das Material mit einem Lichtblitz und damit einhergehender Wärmeentwicklung zündet, um auf einem eng begrenzten Raum die Reaktionswärme zur Fixierung bereitzustellen.The reactive material is advantageously pyrophoric, so when the force entry the material with a flash of light and associated heat development ignites to provide the heat of reaction for fixation in a confined space.

Vorteilhafterweise ist die Kontaktfläche über Halbleiterstrukturen im Bauelement angeordnet, was mit einem geringen Flächenbedarf des Bauelements einhergeht.advantageously, is the contact area over semiconductor structures arranged in the component, resulting in a small footprint of the component is associated.

Vorteilhafterweise ist das reaktive Material eine Legierung mit metallischen Bestandteilen, sodass eine leitende Verbindung ausbildbar ist.advantageously, the reactive material is an alloy with metallic constituents, so that a conductive connection can be formed.

Vorteilhafterweise stehen eine Vielzahl von Materialien für das reaktive Material zur Verfügung. Geeignet sind beispielsweise Aluminium, Nickel oder Magnesium. Ein vorteilhaftes Material ist so genanntes RANEY-Nickel (CAS-Nr. 12003-78-0), eine Legierung von Nickel und Aluminium, mit einem Nickelanteil zwischen 30 und 50%.advantageously, are a variety of materials for the reactive material to Available. Suitable For example, aluminum, nickel or magnesium. An advantageous Material is so-called RANEY nickel (CAS No. 12003-78-0), one Alloy of nickel and aluminum, with a nickel content between 30 and 50%.

Die Kontaktfläche ist vorteilhafterweise gesputtert, um eine dünne Kontaktfläche auszubilden.The contact area is advantageously sputtered to form a thin contact surface.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Kontaktfläche von einer Folie ausgebildet ist, was eine einfache Herstellung erlaubt.A advantageous embodiment provides that the contact surface of a film is formed, which allows easy production.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Kontaktfläche auch Lot. Die Wärmeentwicklung durch die Zündung führt in diesem Fall zu einem Aufschmelzen des Lots, welches die Qualität der Verbindung erhöht.In an advantageous embodiment, the contact surface also includes Lot. The heat development through the ignition leads in This case leads to a melting of the solder, which is the quality of the connection elevated.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Substrats korrespondieren mit denen des Bauelements.advantageous Embodiments of the substrate correspond to those of the device.

Vorteilhafterweise ist bei der Schaltungsanordnung das Verbindungsmittel als bandförmiges Bondverbindungsmittel ausgebildet, sodass Komponenten der Halbleiterschaltungsanordnung durch Bonden verbunden sind.advantageously, In the circuit arrangement, the connection means is a band-shaped bonding connection means formed so that components of the semiconductor circuit arrangement connected by bonding.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen erklärt.following the invention will be described with reference to the schematic drawings based on embodiments explained.

Es zeigen:It demonstrate:

1 ein Ausführungsbeispiel eines Bauelements vor dem Kontaktieren eines Bonddrahts, 1 an embodiment of a component before contacting a bonding wire,

2 das Ausführungsbeispiel des Bauelements während des Kontaktierens des Bonddrahts, 2 the embodiment of the device during bonding of the bonding wire,

3 ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung mit einem Substrat und einem Bauelement, 3 An embodiment of a circuit arrangement with a substrate and a component,

4 die Verbindung von Kontaktflächen auf einem Substrat und einem Bauelement, 4 the connection of contact surfaces on a substrate and a component,

5A und 5B eine beispielhafte Montage eines Bauelements auf einem Substrat und 5A and 5B an exemplary assembly of a device on a substrate and

6A und 6B die beispielhafte Montage eines Bauelements auf einem weiteren Substrat. 6A and 6B the exemplary mounting of a device on another substrate.

1 zeigt schematisch und stark vereinfacht ein Bauelement 7 mit einer in einem Trägermaterial 14 eingelagerten Halbleiterstruktur 11, 12, 13. Als Trägermaterial 14 kann beispielsweise SiO2 vorgesehen sein, in dem eine SiO-Schicht 11 durch eine Oxidschicht 12 von n-dotierten Gebieten 13 abgetrennt ist. Selbstverständlich sind auch andere Halbleiterstrukturen denkbar. 1 shows schematically and greatly simplified a device 7 with one in a carrier TERIAL 14 embedded semiconductor structure 11 . 12 . 13 , As a carrier material 14 For example, SiO 2 may be provided in which an SiO 2 layer 11 through an oxide layer 12 of n-doped areas 13 is separated. Of course, other semiconductor structures are conceivable.

Oberhalb der Halbleiterstruktur 11, 12, 13 ist auf dem Trägermaterial 14 eine Kontaktfläche 2 ausgebildet. Die Kontaktfläche 2 dient zur Kontaktierung des Bauelements 7.Above the semiconductor structure 11 . 12 . 13 is on the substrate 14 a contact surface 2 educated. The contact surface 2 serves for contacting the device 7 ,

Der Anschluss soll über ein Bondverbindungsmittel 3, 4 erfolgen, dass mit einer Kraft 8 auf die Kontaktfläche 2 aufgebracht wird. Diese Kraft 8 kann gering sein und der mit dem Aufsetzen des Bondverbindungsmittels 3, 4 auf die Kontaktfläche 2 einhergehenden Kraft entsprechen.The connection should be via a bonding agent 3 . 4 done that with a force 8th on the contact surface 2 is applied. This power 8th may be low and that with the placement of the bonding agent 3 . 4 on the contact surface 2 corresponding force.

Das Bondverbindungsmittel 3, 4 umfasst einen Bonddrahtbereich 3 und einem verdickten ersten Anschlussbereich 4, welcher auf der Kontaktfläche 2 aufgesetzt wird. Ein Ausführungsbeispiel hat einen Bondrahtbereich 3 mit im wesentlichen runden Querschnitt. Ein alternatives Ausführungsbeispiel hat einen Bon drahtbereich 3 mit länglichem Querschnitt, was auch die Bezeichnung „Bondband" rechtfertigt.The bonding agent 3 . 4 includes a bonding wire area 3 and a thickened first port area 4 which is on the contact surface 2 is put on. An embodiment has a bonding wire area 3 with a substantially round cross-section. An alternative embodiment has a Bon wire area 3 with elongated cross-section, which also justifies the term "bond band".

2 zeigt die Fixierung des Anschlussbereichs 4 des Bondverbindungsmittels 3, 4 auf der Kontaktfläche 2. 2 shows the fixation of the connection area 4 of the bonding agent 3 . 4 on the contact surface 2 ,

Die Kontaktfläche 2 umfasst reaktives Material. Dieses ist eine hochfeine reaktive Legierung aus metallischen Bestandteilen, welche die leitende Verbindung zwischen der Kontaktfläche 2 und dem Bondverbindungsmittel 3, 4 ermöglichen. Beim Bonden wird das reaktive Material an der Kontaktfläche 2 durch einen Krafteintrag 8 zur Zündung gebracht. Dabei entsteht ein Lichtblitz 6, welcher schematisch in 2 dargestellt ist.The contact surface 2 includes reactive material. This is a very fine reactive alloy of metallic constituents, which is the conductive connection between the contact surface 2 and the bonding agent 3 . 4 enable. During bonding, the reactive material becomes at the contact surface 2 by a force entry 8th brought to ignition. This creates a flash of light 6 , which is schematically in 2 is shown.

In diesem Ausführungsbeispiel wird der zur Zündung erforderliche Krafteintrag 8 beim Aufsetzen des Anschlussbereichs 4 des Bonddrahts erzeugt.In this embodiment, the force required for the ignition force 8th when mounting the connection area 4 created the bonding wire.

Die bei der Zündreaktion entstehende Wärme ist ausreichend, um den Anschlussbereich 4 auf der Kontaktfläche 2 zu fixieren. Die Verbindungsgüte ist vergleichbar mit der durch Schweißen erreichbaren.The heat generated in the ignition reaction is sufficient to the connection area 4 on the contact surface 2 to fix. The quality of connection is comparable to that achievable by welding.

Es ist auch denkbar den erforderlichen Krafteintrag größer zu dimensionieren, sodass beim Aufsetzen mehr Kraft als nur die mit dem bloßen Aufsetzen einhergehende Kraft aufzubringen ist.It is also conceivable to size the required force entry larger, so when putting on more power than just the mere touchdown accompanying force is applied.

Als reaktive Legierungen für die Kontaktfläche 2 eignen sich beispielsweise Legierungen mit Aluminium- und Nickelbestandteilen, zum Beispiel RANEY-Nickel (CAS-Nr.: 12003-78-0). RANEY-Nickel ist eine Metalllegierung in Pulverform, die aus 30 bis 50% Nickel und daneben aus Aluminium besteht. Trock nes, aktiviertes RANEY-Nickel ist pyrophor, das heißt eine geringe Aktivierung bewirkt eine spontane Reaktion.As reactive alloys for the contact surface 2 For example, alloys with aluminum and nickel components are suitable, for example RANEY nickel (CAS No .: 12003-78-0). RANEY nickel is a powdered metal alloy consisting of 30 to 50% nickel and aluminum next to it. Dry, activated RANEY nickel is pyrophoric, ie low activation causes a spontaneous reaction.

Bei der Zündung werden im Inneren der Legierung Temperaturen zwischen 1000 und 3000°C erreicht. Diese Temperaturen treten jedoch räumlich eng konzentriert auf, sodass bereits in 25 μm Abstand vom Reaktionsherd lediglich eine Temperatur von 250 bis 600°C auftritt und das übrige Bauelement nicht über 114°C erhitzt wird.at the ignition Temperatures between 1000 and 3000 ° C are reached inside the alloy. However, these temperatures are spatially very concentrated, so that already in 25 microns Distance from the reaction only a temperature of 250 to 600 ° C occurs and the rest Component not over Heated to 114 ° C. becomes.

Auch andere pyrophore Materialien oder Verbindungen sind denkbar. In Frage kommt beispielsweise Magnesium als reaktives Material. Eine eventuell auftretende Oxidschicht auf der Oberfläche der Kontaktfläche 2 kann vor dem Fixierungsvorgang entfernt werden.Other pyrophoric materials or compounds are conceivable. For example, magnesium comes as a reactive material. A possibly occurring oxide layer on the surface of the contact surface 2 can be removed before the fixation process.

Es sei bemerkt, dass das reaktive Material sowohl in der gesamten flächigen Ausdehnung der Kontaktfläche aufgebracht sein kann oder nur in einem Teilbereich der Kontaktfläche. In letztgenanntem Fall kommt die Konzentration des reaktiven Materials in einem so genannten aktiven Bereich in Frage, welcher zentral in der Kontaktfläche positioniert sein kann.It It should be noted that the reactive material in both the entire surface extent the contact surface may be applied or only in a portion of the contact surface. In The latter case involves the concentration of the reactive material a so - called active area, which is centrally located in the contact surface can be positioned.

In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Kontaktfläche 2 auch Lot. Die Wärmeentwicklung durch die Zündung führt in diesem Fall zu einem Aufschmelzen des Lots, welches die Qualität der Verbindung erhöht.In one embodiment, the contact surface comprises 2 also lot. The heat generated by the ignition leads in this case to a melting of the solder, which increases the quality of the compound.

Die Kontaktfläche kann durch unterschiedliche Verfahren ausgebildet werden. Eine besonders dünne Kontaktfläche wird erzielt, wenn das reaktive Material gesputtert ist. Alternativ kann die Kontaktfläche durch eine polymere Folie ausgebildet sein, in welche die Legierung eingebracht ist.The contact area can be formed by different methods. A particularly thin contact surface is achieved when the reactive material is sputtered. Alternatively, you can the contact surface be formed by a polymeric film, in which the alloy is introduced.

3 zeigt eine Schaltungsanordnung mit einem Bauelement 7 und einem Substrat 1. 3 shows a circuit arrangement with a component 7 and a substrate 1 ,

Auf dem Substrat 1 sind Kontaktflächen 21 aufgebracht. Das Substrat kann als Leiterplatte ausgebildet sein, auf der Leiterstrukturen zur Verbindung beziehungsweise Kontaktierung einer Vielzahl von Bauelementen vorgesehen sind. Das Substrat kann als ein Verdrahtungsträger zum Anschluss eines Bauelements zur Ausbildung eines Moduls ausgebildet sein. In diesem Fall kann das Substrat als Leiterrahmen oder Leadframe ausgebildet sein.On the substrate 1 are contact surfaces 21 applied. The substrate may be formed as a printed circuit board, are provided on the conductor structures for connecting or contacting a plurality of components. The substrate may be formed as a wiring support for connecting a device to form a module. In this case, the substrate may be formed as a lead frame or leadframe.

Das Bauelement 7 weist ebenfalls Kontaktflächen 27 auf, über welche das Bauelement 7 anschließbar ist. Das Bauelement 7 umfasst eine integrierte Schaltung, die mittels der Kontaktflächen 27 ansteuerbar und betreibbar ist.The component 7 also has contact surfaces 27 on, over which the component 7 is connectable. The component 7 includes an inte grierte circuit, by means of the contact surfaces 27 is controllable and operable.

Das Bauelement 7 ist auf dem Substrat 1 montiert. Die Fixierung des Bauelements 7 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel durch einen Kleber 25, der zwischen dem Bauelement 7 und dem Substrat 1 angeordnet ist. Beim Einsatz von beispielsweise Leitkleber wird das Bauelement in den Leitkleber gedrückt. Dabei können Kleberreste an den Flanken des Bauelements Kurzschlüsse verursachen, die von falscher Kleberdosierung herrühren können.The component 7 is on the substrate 1 assembled. The fixation of the device 7 takes place in this embodiment by an adhesive 25 that is between the component 7 and the substrate 1 is arranged. When using, for example, conductive adhesive, the device is pressed into the conductive adhesive. In this case, adhesive residues on the flanks of the component can cause short circuits that may result from incorrect adhesive dosing.

Zur Verbindung der Kontaktflächen 27 des Bauelements 7 und den Kontaktflächen 21 auf dem Substrat 1 sind Bondverbindungsmittel 3, 4, 5 vorgesehen. Die Bondverbindungsmittel 3, 4, 5 umfassen beispielsweise Aluminium oder Gold.To connect the contact surfaces 27 of the component 7 and the contact surfaces 21 on the substrate 1 are bonding agents 3 . 4 . 5 intended. The bond connection means 3 . 4 . 5 include, for example, aluminum or gold.

Das Bondverbindungsmittel 3, 4, 5 hat einen ersten Anschlussbereich 4, einen Bonddrahtbereich 3 und einen zweiten Anschlussbereich 5. Sowohl die Verbindungen 421 zwischen den Kontaktflächen 21 auf dem Substrat 1 und dem ersten Anschlussbereichen 4 der Bondverbindungsmittel 3, 4, 5 als auch die die Verbindungen 527 zwischen den Kontaktflächen 27 des Bauelements 7 und den zweiten Anschlussbereichen 5 der Bondverbindungsmittel 3, 4, 5 sind infolge der Reaktionswärme eines durch Krafteintrag gezündeten reaktiven Materials an den Kontaktflächen 21, 27 ausgebildet.The bonding agent 3 . 4 . 5 has a first connection area 4 , a bonding wire area 3 and a second connection area 5 , Both the connections 421 between the contact surfaces 21 on the substrate 1 and the first connection areas 4 the bonding agent 3 . 4 . 5 as well as the connections 527 between the contact surfaces 27 of the component 7 and the second connection areas 5 the bonding agent 3 . 4 . 5 are due to the heat of reaction of a fired by force reactive material at the contact surfaces 21 . 27 educated.

Üblicherweise sind auch nach der Zündung Spuren des reaktiven Material an den Verbindungsstellen 421 zwischen den Kontaktflächen 21 auf dem Substrat 1 und dem ersten Anschlussbereichen 4 der Bondverbindungsmittel 3, 4, 5 sowie an den Verbindungsstellen 527 zwischen den Kontaktflächen 27 des Bauelements 7 und den zweiten Anschlussbereichen 5 der Bondverbindungsmittel 3, 4, 5 vorhanden. Selbst wenn in Ausführungsbeispielen einer Schaltungsanordnung auf Grund einer vollständigen Reaktion des reaktiven Materials dem nicht so sein sollte, lassen Reaktionsprodukte und/oder die durch große, aber räumlich eng begrenzte Hitzeentwicklung erfolgte Verbindung 412, 527 das verwendete Fixierungsverfahren auch bei der fertigen Schaltungsanordnung erkennen.Usually, even after ignition, traces of the reactive material at the joints 421 between the contact surfaces 21 on the substrate 1 and the first connection areas 4 the bonding agent 3 . 4 . 5 as well as at the connection points 527 between the contact surfaces 27 of the component 7 and the second connection areas 5 the bonding agent 3 . 4 . 5 available. Even if in embodiments of a circuit arrangement due to a complete reaction of the reactive material should not be so, leave reaction products and / or made by large, but spatially limited heat development compound 412 . 527 recognize the fixing method used also in the finished circuit arrangement.

4 veranschaulicht die Kontaktierung der Kontaktflächen 21 und 27. 4 illustrates the contacting of the contact surfaces 21 and 27 ,

Der Bonddraht 33 wird mittels einer Kapillare 10A zugeführt und positioniert. Die erste Kontaktfläche, welche kontaktiert wird, ist im dargestellten Ausführungsbeispiel die Kontaktfläche 21 auf dem Substrat 1. Vor der Kontaktierung wird der Draht an der Kapillarenspitze erhitzt, sodass sich einen ballförmige Verdickung 44 bildet. Diese Verdickung 44 wird mit geringem Krafteintrag 8 auf die Kontaktfläche 21 gedrückt. In Reaktion auf den Krafteintrag 8 zündet das reaktive Material in der Kontaktfläche 21 und die damit einherge hende Wärmentwicklung bewirkt die Fixierung der Verdickung 44 als erstem Bonddrahtanschluss 4 auf der Kontaktfläche 21.The bonding wire 33 is by means of a capillary 10A fed and positioned. The first contact surface, which is contacted, in the illustrated embodiment, the contact surface 21 on the substrate 1 , Before contacting the wire is heated at the capillary tip, so that a ball-shaped thickening 44 forms. This thickening 44 comes with low power input 8th on the contact surface 21 pressed. In response to the force entry 8th ignites the reactive material in the contact area 21 and the concomitant heat development causes the fixation of the thickening 44 as the first bonding wire connection 4 on the contact surface 21 ,

Im folgenden Schritt wird der Bonddraht 33 mittels der Kapillare 10B in einem Bogen von der Kontaktfläche 21 auf dem Substrat 1 zur Kontaktfläche 27 des Bauelements 7 geführt. Der Draht 33 wird mittels der Kapillare 10B auf der Kontaktfläche 27 positioniert. Durch den dabei aufgebrachten Krafteintrag zündet das reaktive Material in der Kontaktfläche 27 und bewirkt durch die damit einhergehende Wärmeentwicklung die Fixierung des Drahts auf der Kontaktfläche 27. Der Draht 33 wird durchtrennt, um das Bondverbindungsmittel 3, 4, 5 von der Kapillare 10B abzutrennen. Es sei bemerkt, dass die Kontaktierung auch in umgekehrter Reihenfolge erfolgen kann.The next step is the bonding wire 33 by means of the capillary 10B in an arc from the contact surface 21 on the substrate 1 to the contact surface 27 of the component 7 guided. The wire 33 is by means of the capillary 10B on the contact surface 27 positioned. The applied force causes the reactive material to ignite in the contact surface 27 and caused by the associated heat development, the fixation of the wire on the contact surface 27 , The wire 33 is severed to the bonding agent 3 . 4 . 5 from the capillary 10B separate. It should be noted that the contacting can also be done in reverse order.

Das oben geschilderte Bondverfahren wird als Ball-Wedge-Bonden bezeichnet. Daneben gibt es noch ein Wedge-Wedge-Bonden, bei dem auf das Erhitzen des Drahtanfangs zur Ausbildung einer Verdickung des Drahts verzichtet wird.The The above-described bonding method is referred to as ball-wedge bonding. There is also a wedge-wedge bonding, in which the heating of the Beginning of the wire to form a thickening of the wire waived becomes.

Bei oben geschildertem Bondverfahren erfolgt der Krafteintrag durch das Positionieren des Bonddrahts auf den Kontaktflächen 21 und 27. Die Kraft wird durch das Aufsetzen des zu kontaktierenden Drahtbereichs aufgebracht. Alternativ ist auch denkbar, dass der Krafteintrag durch das Positionierungsmittel, in diesem Fall die Kapillare 10A bzw. 10B erfolgt. Eine zu diesem Zweck ausgebildete Kapillare würde beispielsweise einen Fortsatz an der Kapillarenspitze aufweisen, welche beim Positionieren des Drahtes die Kontaktfläche berühren und den erforderlichen Krafteintrag aufbringen würde.In the above-described bonding method, the force is introduced by positioning the bonding wire on the contact surfaces 21 and 27 , The force is applied by placing the wire area to be contacted. Alternatively, it is also conceivable that the force input by the positioning means, in this case, the capillary 10A respectively. 10B he follows. For example, a capillary formed for this purpose would have an extension on the capillary tip, which would touch the contact surface during positioning of the wire and would apply the required force input.

Bonden mittels Zündung eines reaktiven Materials eignet sich insbesondere für das Bonden von Bändern.bonding by means of ignition a reactive material is particularly suitable for bonding of ribbons.

Aufgrund des weitgehenden Verzichts auf Anpressdruck und insbesondere auf das Einbringen von Bewegungsenergie in Form von Ultraschall, ist der mechanische Stress für das Substrat 1 und insbesondere für das Bauelement 7 weitgehend reduziert. Es tritt lediglich eine räumlich eng begrenzte Wärmeentwicklung aufgrund des Zündprozesses ein, sodass dieses Verfahren weitgehend die Beschädigungen durch mechanischen Stress und Hitzeentwicklung vermeidet.Due to the substantial absence of contact pressure and in particular to the introduction of kinetic energy in the form of ultrasound, the mechanical stress for the substrate 1 and in particular for the component 7 largely reduced. It only occurs a spatially limited heat generation due to the ignition process, so that this method largely avoids the damage caused by mechanical stress and heat.

Es sei bemerkt, dass das Anschließen eines Bauelements mittels Zündung eines reaktiven Materials nicht nur für Bonden in Frage kommt, sondern auch für Flip-Chip-Verbindungen denkbar ist.It be noted that connecting a component by means of ignition of a reactive material is not just for bonding, but also for flip-chip connections is conceivable.

5A bis 5B veranschaulichen die Montage eines Bauelements 7 auf einem Substrat 1 mit einer Kontaktfläche 24. 5A to 5B illustrate the Assembly of a component 7 on a substrate 1 with a contact surface 24 ,

5A zeigt schematisch ein Substrat mit einer Kontaktfläche 24, auf die ein Bauelement 7 während eines Bestückungsschritts montierbar ist. 5A schematically shows a substrate with a contact surface 24 to which a component 7 mountable during a loading step.

Die Kontaktfläche 24 umfasst reaktives Material. Im Gegensatz zu den in den vorangegangenen Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen ist diese Kontaktfläche größer dimensioniert. Sie ist derart dimensioniert, dass darauf ein Bauelement 7 montierbar ist. Hinsichtlich des reaktiven Materials gelten die oben gemachten Ausführungen.The contact surface 24 includes reactive material. In contrast to the embodiments described in the preceding figures, this contact surface is larger. It is dimensioned such that it is a component 7 can be mounted. With regard to the reactive material, the statements made above apply.

Die Kontaktfläche 24 kann beispielsweise durch Sputtern oder durch eine Folie ausgebildet sein.The contact surface 24 may be formed for example by sputtering or by a film.

5B veranschaulicht den Bestückungsprozess. Während des Bestückungsprozesses wird durch den mechanischen Krafteintrag das reaktive Material an der gewünschten Bestückungsposition zur Reaktion gebracht. Das Bauelement 7 wird mit einer Kraft 8 auf die Kontaktfläche 24 aufgesetzt, sodass das reaktive Material unter Entstehung eines Lichtblitzes 6 und damit einhergehender Wärmeentwicklung zündet. Infolge der entstehenden Reaktionswärme kommt es zur Verbindung des Bauelements 7 und der Kontaktfläche 24. Es sei bemerkt, dass die mit dem Aufsetzen einwirkende Kraft 8 in einem Ausführungsbeispiel ausreichend ist, um das reaktive Material zu zünden. 5B illustrates the assembly process. During the assembly process, the mechanical force is used to react the reactive material at the desired placement position. The component 7 will with a force 8th on the contact surface 24 put on so that the reactive material under formation of a flash of light 6 and ignites associated heat development. As a result of the resulting heat of reaction it comes to the connection of the device 7 and the contact surface 24 , It should be noted that the force acting on the touchdown 8th sufficient in one embodiment to ignite the reactive material.

Die oben beschriebene Form der Bestückung ist für verschiedene Substrate 1 einsetzbar, in Frage kommen beispielsweise Leiterplatten, Leadframes, Keramiksubstrate. Die Bestückung kann im Rahmen eines so genannten Reflow-Prozesses durchgeführt werden.The above-described form of assembly is for various substrates 1 can be used, for example, come PCBs, leadframes, ceramic substrates. The assembly can be carried out as part of a so-called reflow process.

Der oben beschriebene Bestückungsprozess ist eine gute Alternative zur Verwendung eines Klebers.Of the above described assembly process is a good alternative to using an adhesive.

In den 6A und 6B ist ein Bestückungsprozess für ein Substrat 1 mit einer Kontaktfläche 31, 32, 33 veranschaulicht.In the 6A and 6B is a placement process for a substrate 1 with a contact surface 31 . 32 . 33 illustrated.

Die mehrschichtige Kontaktfläche 31, 32, 33 umfasst eine Schicht 32 mit reaktivem Material, welche zwischen zwei Lotschichten 31 und 33 eingebettet ist. Hinsichtlich des reaktiven Materials sei auf die vorhergehenden Ausführungen verwiesen.The multilayer contact surface 31 . 32 . 33 includes a layer 32 with reactive material sandwiched between two layers of solder 31 and 33 is embedded. With regard to the reactive material, reference is made to the preceding statements.

Eine derartige Kontaktfläche kann beispielsweise aus einer Folie ausgebildet sein, welche eine Schicht 32 mit einer reaktiven Legierung, eingebettet zwischen zwei Lotschichten 25, 27, umfasst. Das Auftragen einer derartigen Folie kann beispielsweise in einem Real-to-Real-Prozess erfolgen.Such a contact surface may for example be formed from a foil, which is a layer 32 with a reactive alloy embedded between two layers of solder 25 . 27 , includes. The application of such a film can be done for example in a real-to-real process.

Während des Bestückungsprozesses wird durch den mechanischen Krafteintrag 8 das reaktive Material an der gewünschten Bestückungsposition zur Reaktion gebracht. Die thermische Energie aus dem gezündeten reaktiven Material führt zu einem Aufschmelzen des Lots, wodurch die Qualität der Verbindung erhöht wird.During the assembly process is due to the mechanical force 8th reacted the reactive material at the desired placement position. The thermal energy from the ignited reactive material leads to melting of the solder, thereby increasing the quality of the joint.

Der Einsatz von Lot zur Verbesserung der Verbindung kann auch in anderer Weise erfolgen. Beispielsweise kann auf der Bauelementunterseite eine Lotschicht oder Bereiche mit Lot aufgebracht sein. Die Kombination von Lot und reaktivem Material in der Kontaktfläche kann auch in anderer Weise als schichtweise erfolgen. Eine Vermischung von reaktivem Material und Lot ist denkbar. Auch denkbar sind nebeneinander benachbarte Bereiche mit Lot und reaktivem Material innerhalb der Kontaktfläche.Of the Use of solder to improve compound can also be done in others Done way. For example, on the bottom of the component a Lotschicht or areas with solder applied. The combination Of solder and reactive material in the contact surface may also be otherwise as layered done. A mixture of reactive material and Lot is conceivable. Also conceivable are adjacent to each other Areas of solder and reactive material within the contact area.

Es sei bemerkt, dass die in verschiedenen Ausführungsbeispielen dargestellten Merkmale miteinander kombinierbar sind. In einem möglichen Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung sind beispielsweise sowohl die Bondverbindungsmittel als auch das Bauelement mittels gezündetem reaktiven Material an den Kontaktflächen fixiert.It It should be noted that the illustrated in various embodiments Features are combinable with each other. In a possible embodiment A circuit arrangement, for example, both the bond connection means as well as the device by means of ignited reactive material the contact surfaces fixed.

Claims (25)

Verfahren zur Fixierung eines Bauelements (7) oder eines Verbindungsmittels (3, 4, 5) für eine Schaltungsanordnung auf einer Kontaktfläche (2; 21; 27; 24; 31, 32, 33), wobei die Kontaktfläche (2; 21; 27; 24; 31, 32, 33) reaktives Material umfasst und wobei das Verfahren umfasst: – Positionieren des zu fixierenden Bauelements (7) oder des zu fixierenden Verbindungsmittels (3, 4, 5) auf der Kontaktfläche (2; 21; 27; 24; 31, 32, 33) und – Aufbringen einer Kraft (8) auf die Kontaktfläche (2; 21; 27; 24; 31, 32, 33), sodass das reaktive Material zündet und infolge der mit der Zündung einhergehenden Reaktionswärme das Bauelement (7) oder das Verbindungsmittel (3, 4, 5) auf der Kontaktfläche (2; 21; 27; 24; 31, 32, 33) fixiert wird.Method for fixing a component ( 7 ) or a bonding agent ( 3 . 4 . 5 ) for a circuit arrangement on a contact surface ( 2 ; 21 ; 27 ; 24 ; 31 . 32 . 33 ), where the contact surface ( 2 ; 21 ; 27 ; 24 ; 31 . 32 . 33 ) comprises reactive material and wherein the method comprises: positioning the component to be fixed ( 7 ) or the bonding agent to be fixed ( 3 . 4 . 5 ) on the contact surface ( 2 ; 21 ; 27 ; 24 ; 31 . 32 . 33 ) and - applying a force ( 8th ) on the contact surface ( 2 ; 21 ; 27 ; 24 ; 31 . 32 . 33 ) so that the reactive material ignites and due to the heat of reaction associated with the ignition ( 7 ) or the bonding agent ( 3 . 4 . 5 ) on the contact surface ( 2 ; 21 ; 27 ; 24 ; 31 . 32 . 33 ) is fixed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Aufsetzen des zu fixierenden Bauelements (7) oder des zu fixierenden Verbindungsmittels (3, 4, 5) auf die Kontaktfläche (2; 21; 27; 24; 31, 32, 33) die Kraft (8) durch das zu fixierende Bauelement (7) beziehungsweise durch das zu fixierende Verbindungsmittel (3, 4, 5) aufgebracht wird.A method according to claim 1, characterized in that when placing the component to be fixed ( 7 ) or the bonding agent to be fixed ( 3 . 4 . 5 ) on the contact surface ( 2 ; 21 ; 27 ; 24 ; 31 . 32 . 33 ) the force ( 8th ) by the component to be fixed ( 7 ) or by the connecting means to be fixed ( 3 . 4 . 5 ) is applied. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft (8) durch ein Positionierungsmittel aufgebracht wird, welches beim Positionieren des zu fixierenden Bauelements (7) oder des zu fixierenden Verbindungsmittels (3, 4, 5) die Kraft (8) aufbringt.Method according to claim 1, characterized in that the force ( 8th ) is applied by a positioning means, which during the positioning of the component to be fixed ( 7 ) or the bonding agent to be fixed ( 3 . 4 . 5 ) the force ( 8th ) on brings. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Positionierungsmittel eine Kapillare (10A, 10B) zur Positionierung eines Bondverbindungsmittels (3, 4, 5) ist.Method according to Claim 3, characterized in that the positioning means comprise a capillary ( 10A . 10B ) for positioning a bonding agent ( 3 . 4 . 5 ). Bauelement (7) mit einer Kontaktfläche (2; 27), die reaktives Material umfasst, wobei das reaktive Material durch Krafteintrag (8) zündbar ist zur Fixierung, bewirkt durch mit der Zündung einhergehende Reaktionswärme, eines auf der Kontaktfläche (2; 27) positionierten Verbindungsmittels (3, 4, 5).Component ( 7 ) with a contact surface ( 2 ; 27 ), which comprises reactive material, wherein the reactive material by force entry ( 8th ) is ignitable for fixing, caused by the heat of reaction associated with the ignition, one on the contact surface ( 2 ; 27 ) positioned connecting means ( 3 . 4 . 5 ). Bauelement (7) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das reaktive Material pyrophor ist.Component ( 7 ) according to claim 5, characterized in that the reactive material is pyrophoric. Bauelement (7) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (2; 27) über Halbleiterstrukturen (11, 12, 13) im Bauelement (7) angeordnet ist.Component ( 7 ) according to claim 5 or 6, characterized in that the contact surface ( 2 ; 27 ) over semiconductor structures ( 11 . 12 . 13 ) in the component ( 7 ) is arranged. Bauelement (7) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das reaktive Material eine Legierung mit metallischen Bestandteilen umfasst.Component ( 7 ) according to one of claims 5 to 7, characterized in that the reactive material comprises an alloy with metallic constituents. Bauelement (7) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das reaktive Material Aluminium und/oder Nickel und/oder Magnesium umfasst.Component ( 7 ) according to one of claims 5 to 8, characterized in that the reactive material comprises aluminum and / or nickel and / or magnesium. Bauelement (7) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das reaktive Material eine Nickel-Aluminium-Legierung umfasst, wobei der Nickelanteil zwischen 30% und 50% beträgt.Component ( 7 ) according to claim 9, characterized in that the reactive material comprises a nickel-aluminum alloy, wherein the nickel content is between 30% and 50%. Bauelement (7) nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (2; 27) gesputtert ist.Component ( 7 ) according to one of claims 5 to 10, characterized in that the contact surface ( 2 ; 27 ) is sputtered. Bauelement (7) nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (2; 27) von einer Folie ausgebildet ist.Component ( 7 ) according to one of claims 5 to 10, characterized in that the contact surface ( 2 ; 27 ) is formed by a film. Bauelement (7) nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (2; 27) Lot umfasst.Component ( 7 ) according to one of claims 5 to 12, characterized in that the contact surface ( 2 ; 27 ) Lot includes. Substrat (1) mit einer Kontaktfläche (21; 24; 31, 32, 33), welche reaktives Material umfasst, wobei das reaktive Material durch Krafteintrag (8) zündbar ist zur Fixierung, bewirkt durch mit der Zündung einhergehende Reaktionswärme, eines auf der Kontaktfläche (24; 31, 32, 33) positionierten Bauelements (7) oder eines auf der Kontaktfläche (21) positionierten Verbindungsmittels (3, 4, 5).Substrate ( 1 ) with a contact surface ( 21 ; 24 ; 31 . 32 . 33 ), which comprises reactive material, wherein the reactive material by force entry ( 8th ) is ignitable for fixing, caused by the heat of reaction associated with the ignition, one on the contact surface ( 24 ; 31 . 32 . 33 ) positioned component ( 7 ) or one on the contact surface ( 21 ) positioned connecting means ( 3 . 4 . 5 ). Substrat (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das reaktive Material pyrophor ist.Substrate ( 1 ) according to claim 14, characterized in that the reactive material is pyrophoric. Substrat (1) nach einem der Ansprüche 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass das reaktive Material eine Legierung mit metallischen Bestandteilen umfasst.Substrate ( 1 ) according to one of claims 14 and 15, characterized in that the reactive material comprises an alloy with metallic constituents. Substrat (1) nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das reaktive Material Aluminium und/oder Nickel und/oder Magnesium umfasst.Substrate ( 1 ) according to one of claims 14 to 16, characterized in that the reactive material comprises aluminum and / or nickel and / or magnesium. Substrat (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das reaktive Material eine Nickel-Aluminium-Legierung umfasst, wobei der Nickelanteil zwischen 30% und 50% beträgt.Substrate ( 1 ) according to claim 17, characterized in that the reactive material comprises a nickel-aluminum alloy, wherein the nickel content is between 30% and 50%. Substrat (1) nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (21; 24; 31, 32, 33) gesputtert ist.Substrate ( 1 ) according to one of claims 14 to 18, characterized in that the contact surface ( 21 ; 24 ; 31 . 32 . 33 ) is sputtered. Substrat (1) nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (21; 24; 31, 32, 33) von einer Folie ausgebildet ist.Substrate ( 1 ) according to one of claims 14 to 18, characterized in that the contact surface ( 21 ; 24 ; 31 . 32 . 33 ) is formed by a film. Substrat (1) nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (31, 32, 33) Lot (31, 33) umfasst.Substrate ( 1 ) according to one of claims 14 to 20, characterized in that the contact surface ( 31 . 32 . 33 ) Lot ( 31 . 33 ). Substrat (1) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (31, 32, 33) eine Lotschicht (31, 33) umfasst.Substrate ( 1 ) according to claim 21, characterized in that the contact surface ( 31 . 32 . 33 ) a solder layer ( 31 . 33 ). Schaltungsanordnung mit – einem Substrat (1) mit einer Kontaktfläche (24; 31, 32, 33) und – einem Bauelement (7), das auf der Kontaktfläche (24; 31, 32, 33) fixiert ist, wobei die Fixierung infolge der Reaktionswärme eines durch Krafteintrag (8) gezündeten reaktiven Materials an der Kontaktfläche (24; 31, 32, 33) ausgebildet ist.Circuit arrangement with a substrate ( 1 ) with a contact surface ( 24 ; 31 . 32 . 33 ) and a component ( 7 ), on the contact surface ( 24 ; 31 . 32 . 33 ), wherein the fixation as a result of the heat of reaction of a by force ( 8th ) ignited reactive material at the contact surface ( 24 ; 31 . 32 . 33 ) is trained. Schaltungsanordnung mit – einem Substrat (1) mit einer ersten Kontaktfläche (21) und – einem Bauelement (7) mit einer zweiten Kontaktfläche (27), das auf dem Substrat (1) montiert ist, sowie – einem Verbindungsmittel (3, 4, 5), das die zweite Kontaktfläche (27) mit der ersten Kontaktfläche (21) verbindet, wobei die Verbindung (421; 527) zwischen dem Verbindungsmittel (3, 4, 5) und der ersten Kontaktfläche (21) und/oder der zweiten Kontaktfläche (27) infolge der Reaktionswärme eines durch Krafteintrag (8) gezündeten reaktiven Materials an der ersten und der zweiten Kontaktfläche (21; 27) beziehungsweise an der einer der ersten und der zweiten Kontaktfläche (21; 27) ausgebildet ist.Circuit arrangement with a substrate ( 1 ) with a first contact surface ( 21 ) and a component ( 7 ) with a second contact surface ( 27 ) placed on the substrate ( 1 ), and - a connecting means ( 3 . 4 . 5 ), which is the second contact surface ( 27 ) with the first contact surface ( 21 ), whereby the compound ( 421 ; 527 ) between the connecting means ( 3 . 4 . 5 ) and the first contact surface ( 21 ) and / or the second contact surface ( 27 ) due to the heat of reaction of a by force ( 8th ) ignited reactive material at the first and second contact surfaces ( 21 ; 27 ) or at the one of the first and the second contact surface ( 21 ; 27 ) is trained. Halbleiteranordnung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel (3, 4, 5) als Metallband ausgebildet ist.Semiconductor arrangement according to Claim 24, characterized in that the connecting means ( 3 . 4 . 5 ) is designed as a metal band.
DE102008020327A 2008-04-23 2008-04-23 Component or bond connection unit fixing method for use in circuit arrangement e.g. semiconductor arrangement, involves applying force on contact surface, such that component or connection units is fixed to surface with reaction forces Withdrawn DE102008020327A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008020327A DE102008020327A1 (en) 2008-04-23 2008-04-23 Component or bond connection unit fixing method for use in circuit arrangement e.g. semiconductor arrangement, involves applying force on contact surface, such that component or connection units is fixed to surface with reaction forces

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008020327A DE102008020327A1 (en) 2008-04-23 2008-04-23 Component or bond connection unit fixing method for use in circuit arrangement e.g. semiconductor arrangement, involves applying force on contact surface, such that component or connection units is fixed to surface with reaction forces

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102008020327A1 true DE102008020327A1 (en) 2009-07-30

Family

ID=40794565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102008020327A Withdrawn DE102008020327A1 (en) 2008-04-23 2008-04-23 Component or bond connection unit fixing method for use in circuit arrangement e.g. semiconductor arrangement, involves applying force on contact surface, such that component or connection units is fixed to surface with reaction forces

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102008020327A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2256803A1 (en) * 2009-05-26 2010-12-01 LSI Corporation Aluminum bond pads with enhanced wire bond stability
DE102015221976A1 (en) * 2015-11-09 2016-10-27 Carl Zeiss Smt Gmbh Tilting arrangement, method for producing a tilting arrangement and lithographic installation
EP3569370A1 (en) * 2018-05-18 2019-11-20 SUPSI (Scuola Universitaria Professionale Della Svizzera Italiana) Device for gripping and welding electronic components and associated actuating head, robot and method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3637437A (en) * 1970-06-03 1972-01-25 Catalytic Technology Corp Raney metal sheet material
US3727296A (en) * 1970-01-29 1973-04-17 B Cranston Explosive bonding of workpieces
DE102004004539A1 (en) * 2003-06-13 2005-01-05 Agilent Technologies, Inc. (n.d.Ges.d.Staates Delaware), Palo Alto Wafer bonding using reactive foils for massively parallel housings of micro-electro-mechanical systems
DE10334391A1 (en) * 2003-07-28 2005-03-03 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Method for generating connections in microelectronics

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3727296A (en) * 1970-01-29 1973-04-17 B Cranston Explosive bonding of workpieces
US3637437A (en) * 1970-06-03 1972-01-25 Catalytic Technology Corp Raney metal sheet material
DE102004004539A1 (en) * 2003-06-13 2005-01-05 Agilent Technologies, Inc. (n.d.Ges.d.Staates Delaware), Palo Alto Wafer bonding using reactive foils for massively parallel housings of micro-electro-mechanical systems
DE10334391A1 (en) * 2003-07-28 2005-03-03 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Method for generating connections in microelectronics

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2256803A1 (en) * 2009-05-26 2010-12-01 LSI Corporation Aluminum bond pads with enhanced wire bond stability
US8101871B2 (en) 2009-05-26 2012-01-24 Lsi Corporation Aluminum bond pads with enhanced wire bond stability
DE102015221976A1 (en) * 2015-11-09 2016-10-27 Carl Zeiss Smt Gmbh Tilting arrangement, method for producing a tilting arrangement and lithographic installation
EP3569370A1 (en) * 2018-05-18 2019-11-20 SUPSI (Scuola Universitaria Professionale Della Svizzera Italiana) Device for gripping and welding electronic components and associated actuating head, robot and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60219779T2 (en) FLUX-FREE FLIP CHIP CONNECTION
DE60210858T2 (en) Electronic device comprising an Al or Co particle-containing solder of a Zn-Al-Ge-Mg alloy
DE69737375T2 (en) Method for mounting an electronic component on a printed circuit board and system for carrying out the method
DE102010060831B4 (en) Bonding material with exothermically reactive heterostructures and method for fixing by means of a bonding compound produced therewith
DE69834702T2 (en) Package for a semiconductor device, method for its production and printed circuit board therefor
DE69635083T2 (en) PREPARATION OF COMPOUNDS AND APPARATUSES USING A SURGERY SUBSTRATE
DE102014106714B4 (en) Stud bump and packing structure thereof and method of making the same
DE19504967C2 (en) Method for connecting a flexible substrate to a chip
DE19848834A1 (en) Applying integrated circuit flip-chip to substrate
DE112008002377T5 (en) Method for low-temperature bonding of electronic components
EP2283714A2 (en) Method for producing a printed circuit board and use and printed circuit board
DE112010000715B4 (en) Component arrangement and method for its production
DE60032067T2 (en) Multilayer printed circuit board and method for its production
DE102010000407A1 (en) Semiconductor package with a band consisting of metal layers
WO2016030287A1 (en) Method for producing a soldered connection
DE19522338B4 (en) Chip carrier assembly with a via
DE10223738B4 (en) Method for connecting integrated circuits
DE102014105957B3 (en) Method for producing a solder joint
JP2006108523A (en) Method of connecting electrical component using anisotropic conductive film
DE102008020327A1 (en) Component or bond connection unit fixing method for use in circuit arrangement e.g. semiconductor arrangement, involves applying force on contact surface, such that component or connection units is fixed to surface with reaction forces
DE10011368A1 (en) Semiconductor device has copper-tin alloy layer formed on junction portion of solder ball consisting of tin, and wiring consisting of copper
DE19703639A1 (en) Component connection method for electronic assembly group
DE10111710B4 (en) Mounting method for electrical components
DE19511898C2 (en) Method for connecting contact surfaces of an electronic component and a substrate
DE102006046851A1 (en) Chip comprises contact element for electrical contact of chip, where contact element is covered with organic layer

Legal Events

Date Code Title Description
OAV Applicant agreed to the publication of the unexamined application as to paragraph 31 lit. 2 z1
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8130 Withdrawal