DE102013222433A1 - Verfahren zum Herstellen einer Flip-Chip-Schaltungsanordnung und Flip-Chip-Schaltungsanordnung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Flip-Chip-Schaltungsanordnung (3), mit mindestens folgenden Schritten: Herstellen oder Bereitstellen eines Schaltungsträgers (1) mit einer ersten Oberfläche (4) sowie eines monolithischen Halbleiter-Bauelementes (2) mit einer zweiten Oberfläche (6), Ermitteln eines Höhenprofils der ersten Oberfläche (4) des Schaltungsträgers (1), Aufbringen von ersten Kontaktmitteln (5) auf die erste Oberfläche (4) und von den ersten Kontaktmitteln (5) zugeordneten zweiten Kontaktmitteln (7) auf die zweite Oberfläche (6), wobei erste Kontakthöhen der ersten Kontaktmittel und/oder zweite Kontakthöhen der zweiten Kontaktmittel in Abhängigkeit des ermittelten Höhenprofils gewählt werden, Montage des Halbleiter-Bauelementes (2) auf dem Schaltungsträger (1) und Ausbildung elektrischer Verbindungen zwischen den ersten Kontaktmitteln und den zweiten Kontaktmitteln durch Auflegen der zweiten Kontaktmittel auf die ersten Kontaktmittel und Verpressen des Halbleiter-Bauelementes (2) mit dem Schaltungsträger (1) unter Deformation der ersten Kontaktmittel und/oder zweiten Kontaktmittel.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Flip-Chip- Schaltungsanordnung und eine entsprechende Flip-Chip-Schaltungsanordnung.
  • Stand der Technik
  • Bei Flip-Chip-Montagetechniken wird ein monolithisches Halbleiter- Bauelement (Chip, Die) mit seiner aktiven Kontaktierungsseite direkt auf einen Schaltungsträger, z. B. ein Substrat oder eine Leiterplatte, montiert und kontaktiert. Kontaktierflächen des Halbleiter-Bauelementes werden ohne Anschlussdrähte (Drahtbonds) mit z.B. Leiterbahnen des Schaltungsträgers kontaktiert. Hierdurch ist ein geringer Flächenbedarf erreichbar.
  • Auf die Kontaktierflächen des Halbleiter-Bauelementes werden z. B. aus Gold gebildete Stud-Bumps aufgebracht, z.B. in einem Bond-Verfahren, insbesondere dem Ball-Wedge-Bonden, und nachfolgend auf die Leiterbahnen des Schaltungsträgers aufgelegt. Dann wird das Halbleiter-Bauelement auf den Schaltungsträger gepresst, unter Verformung insbesondere der Leiterbahnen, um elektrische Verbindungen auszubilden. Bei Flip-Chip-Verfahren mit nicht leitfähigem Klebstoff (NCA, non conductive adhesive) wird vor dem Verpressen Klebstoff zwischen den Chip und den Schaltungsträger eingegeben..
  • Insbesondere im Falle einer unebenen Oberfläche des Schaltungsträgers, die sich auf die Kontaktoberflächen der Leiterbahnen überträgt, kann es beim Aufpressen der Stud-Bumps zu unzuverlässigen elektrischen Kontakten kommen, da aufgrund der Unebenheiten lokal unterschiedliche Anpresskräfte wirken. Zudem können einzelne, herausstehende Bereiche zu Beschädigungen oder mechanischen Verspannungen führen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß wird ein Höhenprofils der ersten Oberfläche des Schaltungsträgers ermittelt, und erste Kontakthöhen von ersten Kontaktmitteln wie z.B. Leiterbahnen und/oder zweite Kontakthöhen der zweiten Kontaktmittel wie z.B. stud bumps in Abhängigkeit des ermittelten Höhenprofils gewählt. Insbesondere können die ersten Kontaktmittel mit unterschiedlicher erster Kontakthöhe und unterschiedlichen Materialmengen gewählt werden und/oder die zweiten Kontaktmittel mit unterschiedlicher zweiter Kontakthöhe und unterschiedlichen Materialmengen gewählt werden, um das ermittelte Höhenprofil auszugleichen.
  • Erfindungsgemäß werden einige Vorteile erreicht:
    Kontaktierfehler durch sich nicht berührende Kontaktmittel bei zu großem Abstand oder Verspannungen durch vorstehende Kontaktmittel bei zu kleinem Abstand können ganz oder weitgehend vermieden werden. Die Anpresskraft kann für die Kontaktmittel somit einheitlich und gleichmäßig eingestellt werden.
  • Der zusätzliche Aufwand durch die Höhenvermessung ist hierbei relativ gering. So wird erfindungsgemäß erkannt, dass das monolithische Halbleiter-Bauelement im Allgemeinen eine sehr plane zweite Oberfläche aufweist und daher lediglich eine Vermessung der ersten Oberfläche des Schaltungsträgers erforderlich ist, insbesondere bei spritzgegossenen oder gemoldeten Schaltungsträgern. Weiterhin kann die Höhenvermessung auf einen lateralen Bereich beschränkt werden, in dem die Kontaktmittel aufzubringen sind, d.h. im Wesentlichen die Fläche des zu montierenden Chips.
  • Somit ergibt sich der Vorteil eines geringen Aufwandes, da lediglich eine Oberfläche und nur in einem relativen kleinen Bereich in ihrer Höhe zu vermessen ist, insbesondere taktil oder berührungslos.
  • Bei einem taktilen Messverfahren wird die Oberfläche des Schaltungsträgers durch Berührung, z. B. mit einer Spitze, abgerastert, und für jeden abgerasterten Punkt eine Höheninformation gespeichert. Als berührungsloses Verfahren kann z. B. die Weißlicht-Interferometrie verwendet werden, bei der die Oberfläche des Bauteils im relevanten Oberflächenbereich mit Weißlicht bestrahlt wird und die reflektierende Weißlichtstrahlung mit nicht von der Oberfläche reflektierter Strahlung überlagert wird und aus dem daraus entstehenden Interferenzmuster eine Höhe der Oberfläche in dem Oberflächenbereich ermittelt wird.
  • Somit wird der Vorteil erreicht, dass mit einer relativ einfachen Sensorik ein ortsaufgelöstes Höhenprofil der entsprechenden Oberflächenbereiche erstellt werden kann und somit Unebenheiten einfach erkannt werden können.
  • Weiterhin ergibt sich der Vorteil einer hohen Homogenität oder Gleichmäßigkeit der Anpresskraft an den verschiedenen Kontaktmitteln. Durch die Anpassung der Kontakthöhe der ersten und/oder zweiten Kontaktmittel an die Oberflächenbeschaffenheit kann erreicht werden, dass innerhalb einer produktionsbedingten Toleranz ein durch die ersten Kontaktmittel gebildetes erstes Oberflächenprofil und ein durch die zweiten Kontaktmittel gebildetes zweites Oberflächenprofil im Wesentlichen die gleiche Form aufweisen, so dass beim Aneinanderdrücken der Kontaktmittel eine dadurch ausgebildete Anpresskraft auf jedes Kontaktmittel gleichermaßen wirkt. Es wird somit erfindungsgemäß erkannt, dass das Flip-Chip-Verfahren durch einen Toleranzausgleich erweitert werden kann, so dass dadurch vorteilhafterweise weitestgehend homogene elektrische Verbindungen hergestellt werden können. Die Höhenunterschiede können sich dabei durch eine gewollte Veränderung der Oberfläche des jeweiligen Bauteils ergeben oder aber ungewollt, z.B. durch Fehler bei der Fertigung.
  • Nachdem das Höhenprofil bestimmt worden ist, wird in Abhängigkeit davon eine Kontakthöhe der aufzubringenden erste und/oder zweiten Kontaktmittel bestimmt. Vorzugsweise wird eine Gesamthöhe als Summe aus erster und zweiter Kontakthöhe gebildet, die an den unterschiedlichen Kontaktstellen unterschiedlich ist und das Höhenprofil abbildet.
  • So kann an Stellen des Höhenprofils mit einem größeren Abstand der ersten zur zweiten Oberfläche die Materialmenge der ersten und/oder zweiten Kontaktmittel vergrößert werden.
  • Die ersten Kontaktmittel mit der ersten Kontakthöhe können beispielsweise galvanisch auf den Schaltungsträger aufgebracht werden, wodurch vorteilhafterweise eine homogene Kontaktoberfläche der ersten Kontaktmittel ausgebildet werden kann, in der nur wenige Defekte vorhanden sind.
  • Als zweite Kontaktmittel auf dem Chip können beispielsweise Goldklumpen bzw. Goldkugeln, sog. Stud-Bumps, vorgesehen sein, die an Kontaktstellen auf der Oberfläche des Chips aufgebracht werden können. Eine Möglichkeit zum Aufbringen derartiger Goldklumpen ist beispielsweise ein Ball-Wedge-Bonding-Verfahren, bei dem eine Goldkugel (Ball) gebildet und auf der Kontaktstelle befestigt („gebondet“) wird, so dass eine elektrische Verbindung zwischen Goldkugel und Kontaktstelle ausgebildet wird.
  • Ein derartiges Bond-Verfahren ist dabei vorteilhaft, da Auflösungen im Mikrometerbereich möglich sind, so dass die zweiten Kontakthöhen der zweiten Kontaktmittel in Abhängigkeit des Höhenprofils im Mikrometerbereich eingestellt werden können. D.h. Unebenheiten in dieser Größenordnung können dadurch ausgeglichen werden.
  • Weiterhin kann vorteilhafterweise verhindert werden, dass beim Aufbringen der Kontaktmittel aufeinander Spannungsspitzen dadurch entstehen, dass beispielsweise durch statische Aufladung der Kontaktmittel oder der Bauteile eine komplette Entladung über ein oder sehr wenige Kontaktmittel stattfindet, sondern vielmehr gleichmäßig über eine Vielzahl von Kontaktmitteln, wodurch Beschädigungen verhindert werden können.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt eine Schaltungsanordnung vor der Kontaktierung,
  • 2, den Schritt der Höhenvermessung;
  • 3 das in 2 gemessene Höhenprofil aufgetragen in einer x-Richtung,
  • 4, 5, 6 Schritte des Herstellungsverfahrens gemäß einer ersten, Ausführungsform,
  • 6 die Schaltungsanordnung gemäß der ersten Ausführungsform;
  • 7, 8 Schritte des Herstellungsverfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform, und
  • 8 die Schaltungsanordnung gemäß der zweiten Ausführungsform.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Zur Ausbildung einer in den 6 und 8 gezeigten Flip-Chip- Schaltungsanordnung 3 werden zunächst gemäß 1 ein Schaltungsträger 1, z. B. eine Leiterplatte, insbesondere ein spritzgegossener Schaltungsträger, 1, und ein monilithisches Halbleiter-Bauelement 2 bzw. Chip oder Die bereit gestellt. Der Schaltungsträger 1 weist eine erste Oberfläche 4 auf, die erhebliche fertigungsbedingte Toleranzen im z. B. µm-Bereich aufweisen kann, die sich in dieser Ansicht als Höhenrelief oder Höhenprofil darstellen. Der Chip 2 weist eine zweite Oberfläche 6 auf, die als Kontaktierungs-Seite bzw. Kontaktierungs-Fläche für ein Flip-Chip-Verfahren dient. Auf der zweiten Oberfläche 6 sind entsprechend Kontaktstellen 8 zur Kontaktierung ausgebildet.
  • In den Zeichnungen ist im Wesentlichen die gleiche Ansicht mit Erstreckung der Oberflächen in X-Richtung und Montagerichtung bzw. Verpressrichtung F in vertikaler Z-Richtung dargestellt; die entsprechende Dimensionierung in Y-Richtung entspricht der X-Richtung. Der Schaltungsträger 1 ist in bekannter Weise nichtleitend; üblicherweise werden Leiterbahnen oder andere Kontaktflächen, gemäß der Erfindung als erste Kontaktmittel 5 bzw. 5.1, 5.2, 5.3, aufgebracht.
  • Gemäß 1 ist beispielhaft eine Vertiefung 20 in der ersten Oberfläche 4 gezeigt; entsprechend werden im Allgemeinen mehrere derartige Vertiefungen, insbesondere auch mit zweidimensionaler Erstreckung in X- und Y-Richtung, auftreten.
  • Vor der Aufbringung von ersten Kontaktmitteln 5 bzw. 5.1, 5.2, 5.3 wird gemäß 2 ein Höhenprofil 22 der ersten Oberfläche 4 des Schaltungsträgers 1 erstellt, wobei gemäß 2 zur Messung des Höhenprofils 22 eine taktile Messvorrichtung 9, die die Oberfläche 4 z. B. mittels eines Messkopfes 9.1 oder einer Spitze abtastet und über eine Steuereinrichtung 9.2 die Höhenmess-Signale aufnimmt und zur Darstellung eines Höhenprofils 22 verarbeitet. Weiterhin kann gemäß 2 – ergänzend oder alternativ zu der taktlen Messvorrichtung 9 – eine berührungsfreie Messvorrichtung 10 vorgesehen sein, insbesondere mit einem optischen Messverfahren, z. B. einem Weißlicht-Verfahren, bei dem von einer Strahlungsquelle 10.2 optische Strahlung 10.1 auf die erste Oberfläche 4 gestrahlt wird und die von der ersten Oberfläche 4 reflektierte Strahlung 10.3 nachfolgend ausgewertet wird, insbesondere durch Interferenz mit unreflektierter Strahlung der Strahlungsquelle 10.2, z. B. über einen Strahlteiler, um über einen Detektor 10.4 aus dem Interferenzmuster der überlagerten Strahlung mittels einer Auswerteeinrichtung 10.5 das Höhenprofil der ersten Oberfläche 4 nachbilden zu können.
  • Bei den Messverfahren kann gemäß 2 die Vermessung auf einen relevanten Oberflächenbereich 11, z. B. innerhalb der Grenzen X1 und X2, eingeschränkt sein, der somit im Wesentlichen der Fläche des Chips 2 entspricht oder etwas kleiner ist.
  • 3 zeigt das nachfolgende aufgrund der Messsignale von der jeweiligen Steuereinrichtung 9.2 oder 10.5 erstellte Höhenprofil 22, das hier zur Darstellung als Höhe h in Abhängigkeit der Richtung x gezeigt ist, insbesondere aber zweidimensional in x- und y-Richtung zu erstellen ist und vorzugsweise relativ zu einer Referenzhöhe 21 erstellt wird.
  • Nachfolgend werden die Höhen erster oder zweiter Kontaktmittel gemäß unterschiedlichen Ausführungsformen eingestellt.
  • Gemäß der ersten Ausführungsform der 4, 5 und 6 werden gemäß 4 erste Kontaktmittel 5.1, 5.2, 5.3 mit konstanter erster Kontakthöhe 23.1 = 23.2 = 23.3 eingestellt, so dass ein erstes Oberflächenprofil 26 der ersten Kontaktmittel im Wesentlichen dem Oberflächenprofil 22 der 3 entspricht, d. h. im Wesentlichen parallel zur ersten Oberfläche 4 verläuft. Zweite Kontaktmittel 7.1, 7.2, 7.3 werden auf den Kontaktstellen 8 des Chips 2 aufgebracht und mit unterschiedlichen zweiten Kontakthöhen 24.1, 24.2, 24.3 eingestellt, derartig, dass die zweiten Kontakthöhen 24.1, 24.2, 24.3 ein zweites Oberflächenprofil 27 ausbilden, das wiederum im Wesentlichen dem gemäß 3 ermittelten Oberflächenprofil 22 entspricht.
  • Die ersten Kontaktmittel 5.1, 5.2, 5.3 können gemäß 4 galvanisch, oder z. B. auch durch Aufkleben oder Aufbringen von Leiterbahnen mit konstanter Dicke ausgebildet werden. Die zweiten Kontaktmittel 7.1, 7.2, 7.3 gemäß 5 können insbesondere in einem Ball-Bonding-Verfahren aufgebracht werden. Hierbei ist z. B. ein Ball-Wedge-Bonder vorgesehen, aus dessen Spitze ein Golddraht hinausragt. Das hinausragende Ende des Golddrahtes wird über die jeweilige Kontaktstelle 8 geführt und anschließend erhitzt, so dass das Gold schmilzt und sich durch die Oberflächenspannung eine Goldkugel (Ball) bildet. Diese wird auf die Kontaktstelle 8 gedrückt und z. B. mit einem Ultraschallpuls darauf befestigt (gebondet), so dass eine elektrische Verbindung zwischen der Goldkugel und der Kontaktstelle 8 ausgebildet wird. Anschließend wird der restliche Draht knapp oberhalb der Goldkugel abgeschert. Die Goldkugel mit dem abgescherten Draht bildet dann das zweite Kontaktmittel 7.1, 7.2 oder 7.3 aus. Somit können spezifische, z. B. im Wesentlichen tulpenförmige zweite Kontaktmittel 7.1, 7.2, 7.3 mit gewünschter zweiter Kontakthöhe 24.1, 24.2, 24.3 ausgebildet werden.
  • Die zweiten Kontakthöhen 24.1, 24.2, 24.3 sind z. B. im Mikrometerbereich einstellbar. Die Materialmenge der zweiten Kontaktmittel 7.1, 7.2, 7.3 ist bei dieser Ausführungsform somit im Allgemeinen unterschiedlich. Die Materialmenge der ersten Kontaktmittel 5.1, 5.2, 5.3 ist bei dieser Ausführungsform im Wesentlichen gleich.
  • Die zweiten Kontakthöhen 24.1, 24.2, 24.3 werden somit vorteilhafterweise derartig eingestellt, dass eine – in den Figuren aus Übersichtlichkeit nicht darsgestellte – Gesamthöhe 23.1 + 24.1; 23.2 + 24.2; 23.3 + 23.3, die aus der Summe der ersten Kontakthöhe 23.1 = 23.2 = 23.3 und der zweiten Kontakthöhen 24.1, 24.2, 24.3 ergibt, jeweils dem ermittelten Abstand der ersten Oberfläche 4 zu der zweiten Oberfläche 6 im Bereich des jeweiligen Kontaktmittels 5, 5.1, 5.2, 5.3 entspricht.
  • Die Montage und Kontaktierung erfolgt dann in 6 durch Verpressen oder Aufdrücken des Chips 2 in Fügerichtung F, d. h. hier in Z-Richtung. Ergänzend kann z. B. ein elektrisch nicht-leitfähiger Klebstoff 13 in den Oberflächenbereich 11 eingebracht sein, der eine Montage sicherstellt. Zwischen den Kontaktmitteln wird der Klebstoff 13 herausgedrückt und wirkt adhäsiv bzw. klebend, wobei der Klebstoff 13 auch die zweite Oberfläche 6 bedecken kann. Bei diesem Montageprozess bzw. Verpressen verformen sich die zweiten Kontaktmittel 7.1, 7.2, 7.3 im Allgemeinen, ggf. verformen sich auch die ersten Kontaktmittel 5.1, 5.2, 5.3.
  • Indem gemäß dem Kontaktierungs-Schritt bzw. Fügeschritt von 5 auf 6 das erste Oberflächenprofil 26 und das zweite Oberflächenprofil 27 im Wesentlichen parallel bzw. mit konstantem Abstand verlaufen, erfolgt eine Kontaktierung auch im Wesentlichen gleichzeitig, so dass ungewollte Entladungen aufgrund von z. B. statischen Aufladungen über eine Vielzahl von Kontaktmitteln abfließen können und Beschädigungen vermieden werden. Die Krafteinleitung ist über die mehreren Kontaktmittel während des Fügeprozesses gleichmäßig, wobei auch in der Ausbildung nach 6 eine gleichmäßige Krafteinleitung über die verschiedenen Kontakte bzw. ersten Kontaktmittel 5.1, 5.2, 5.3 und zweiten Kontaktmittel 7.1, 7.2, 7.3 erfolgt. Die elektrischen Verbindungen sind somit gleichmäßig, mechanische Spannungsspitzen an z. B. den in lateraler Richtung x, y äußeren Kontaktmitteln, d.h. in 5 den Kontaktmitteln 5.1, 7.1 sowie 5.3 und 7.3, können trotz der geringeren Höhe vermieden werden.
  • Gemäß der zweiten Ausführungsform der 7 und 8 wird die erste Kontakthöhe 23.1, 23.2, 23.3 der ersten Kontaktmittel 5.1, 5.2, 5.3 unterschiedlich eingestellt. Dies kann insbesondere in einem galvanischen Abscheideverfahren erfolgen.
  • Gemäß 7 wird nach Ermittlung des Oberflächenprofils 22 der 3 im Wesentlichen ein planes erstes Oberflächenprofil 26 und ein planes zweites Oberflächenprofil 27 eingestellt, indem die ersten Kontaktmittel 5.1, 5.2, 5.3 das Höhenprofil 22 der ersten Oberfläche 4 ausgleichen. Auch hier liegt somit bereits während des Fügeprozesses ein konstanter Abstand, d.h. eine konstante Gesamthöhe als Summe der ersten und zweiten Kontakthöhe 23.1 + 24.1; 23.2 + 24.2; 23.3 + 23.3 vor, so dass beim Fügen gemäß 8, bei dem wiederum ein elektrisch nicht-leitfähiger Klebstoff 13 angebracht werden kann, im Wesentlichen gleichzeitig ein Kontakt erfolgt und auch hier die mechanische Belastung bzw. Krafteinleitung über die verschiedenen Kontaktmittel im Wesentlichen konstant ist. Auch hier werden somit sowohl mechanische Spannungsspitzen als auch Fehlkontaktierungen vermieden.
  • Weiterhin sind gemischte Ausführungsformen möglich, bei denen die ersten Kontakthöhen 23.1, 23.2, 23.3 und auch die zweiten Kontakthöhen 24.1, 24.2, 24.3 verändert werden.
  • Grundsätzlich kann nach den Schritten der 5 und 7 die so gezeigte Ausbildung zunächst noch einmal vermessen werden, wobei insbesondere in 7 eine einfache optische Überprüfung möglich ist, ob im Wesentlichen plane Oberflächenprofile 26 und 27 ausgebildet sind. Grundsätzlich ist eine derartige Überprüfung jedoch nicht erforderlich.
  • Der Klebstoff 13 kann auf die erste Oberfläche 4 und/oder die zweite Oberfläche 6 aufgebracht werden.
  • Somit werden in 6 und 8 jeweils Schaltungsanordnungen 3 aus dem Schaltungsträger 1, dem monolithischen Chip-Bauelement 2 und elektrischen Kontaktierungen aus jeweils einem ersten Kontaktmittel 5.i und einem zweiten Kontaktmittel 7.i, mit i = 1, 2, 3, ermöglicht. Die Materialmengen dieser Kontaktmittel bzw. Kontaktbrücken unterscheiden sich entsprechend, um das ermittelte Höhenprofil 22 der 3 auszurechnen.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Herstellen einer Flip-Chip-Schaltungsanordnung (3), mit mindestens folgenden Schritten: Herstellen oder Bereitstellen eines Schaltungsträgers (1) mit einer ersten Oberfläche (4) sowie eines monolithischen Halbleiter-Bauelementes (2) mit einer zweiten Oberfläche (6), Ermitteln eines Höhenprofils (22) der ersten Oberfläche (4) des Schaltungsträgers (1), Aufbringen von ersten Kontaktmitteln (5, 5.1, 5.2, 5.3) auf die erste Oberfläche (4) und von den ersten Kontaktmitteln (5, 5.1, 5.2, 5.3) zugeordneten zweiten Kontaktmitteln (7, 7.1, 7.2, 7.3) auf die zweite Oberfläche (6), wobei erste Kontakthöhen (23.1, 23.2, 23.3) der ersten Kontaktmittel (5, 5.1, 5.2, 5.3) und/oder zweite Kontakthöhen (24.1, 24.2, 24.3) der zweiten Kontaktmittel (7, 7.1, 7.2, 7.3) in Abhängigkeit des ermittelten Höhenprofils (22) gewählt werden, Montage des Halbleiter-Bauelementes (2) auf dem Schaltungsträger (1) und Ausbildung elektrischer Verbindungen zwischen den ersten Kontaktmitteln (5, 5.1, 5.2, 5.3) und den zweiten Kontaktmitteln (7, 7.1, 7.2, 7.3) durch Auflegen der zweiten Kontaktmittel (7, 7.1, 7.2, 7.3) auf die ersten Kontaktmittel (5, 5.1, 5.2, 5.3) und Verpressen des Halbleiter-Bauelementes (2) mit dem Schaltungsträger (1) unter Deformation der ersten Kontaktmittel (5, 5.1, 5.2, 5.3) und/oder der zweiten Kontaktmittel (7, 7.1, 7.2, 7.3).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gesamthöhe, die aus der Summe der ersten Kontakthöhe (23.1, 23.2, 23.3) eines ersten Kontaktmittels (5, 5.1, 5.2, 5.3) und der zweiten Kontakthöhe (24.1, 24.2, 24.3) des entsprechenden zweiten Kontaktmittels (7, 7.1, 7.2, 7.3) gebildet ist, einem ermittelten Abstand der ersten Oberfläche (4) zu der zweiten Oberfläche (6) im Bereich des ersten Kontaktmittels Kontaktmittels (5, 5.1, 5.2, 5.3) entspricht.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialmengen der mehreren ersten Kontaktmittel (5, 5.1, 5.2, 5.3) und/oder der mehreren zweiten Kontaktmittel (7, 7.1, 7.2, 7.3) in Abhängigkeit des ermittelten Höhenprofils (22) gewählt werden.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Höhenprofil (22) lediglich in einem ersten Oberflächenbereich (11) der ersten Oberfläche (4) ermittelt wird, in dem die ersten Kontaktmittel (5, 5.1, 5.2, 5.3) auszubilden sind.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Ausbilden der elektrischen Verbindungen ein nicht leitfähiges Klebemittel (13) auf die erste Oberfläche (4) und die ersten Kontaktmittel (5) aufgetragen wird und das Klebemittel (13) bei dem oder nach dem Verpressen und Ausbilden der elektrischen Verbindungen aushärtet.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Höhenprofil (22) in einem taktilen und/oder einem berührungslosen Verfahren mit einer ersten Messvorrichtung (9) und/oder einer zweiten Messvorrichtung (10) ermittelt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein von den ersten Kontaktmitteln (5, 5.1, 5.2, 5.3) mit den ersten Kontakthöhen (23.1, 23.2, 23.3) gebildetes erstes Oberflächenprofil (26) innerhalb einer herstellungsbedingten Toleranz die gleiche Form aufweist, wie ein von den zweiten Kontaktmitteln (7, 7.1, 7.2, 7.2) mit den zweiten Kontakthöhen (24.1, 24.2, 24.3) gebildetes zweites Oberflächenprofil (27).
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass beim Ausbilden der elektrischen Verbindungen die Bauteile (1, 2) so aneinander gebracht werden, dass das erste Oberflächenprofil (26) in etwa parallel zu dem zweiten Oberflächenprofil (27) verläuft.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Höhenprofil (22) durch Messen der Höhe der ersten oder der zweiten Oberfläche (4, 6) relativ zu einer Referenzhöhe (21) bestimmt wird.
  10. Flip-Chip-Schaltungsanordnung (3), mindestens aufweisend: einen Schaltungsträger (1), auf dem mehreren erste Kontaktmittel (5, 5.1, 5.2, 5.3) aufgetragen sind, ein monolithisches Halbleiter-Bauelement (2) mit Kontaktflächen (8), auf denen mehrere zweite Kontaktmittel (7, 7.1, 7.2, 7.3) aufgetragen sind, wobei die ersten Kontaktmittel (5, 5.1, 5.2, 5.3) mit den zweiten Kontaktmitteln (7, 7.1, 7.2, 7.3) durch Verpressen kontaktiert sind, wobei Materialmengen der mehreren ersten Kontaktmittel (5, 5.1, 5.2, 5.3) unterschiedlich groß sind und/oder Materialmengen der mehreren zweiten Kontaktmittel (7, 7.1, 7.2, 7.3) unterschiedlich groß sind,
  11. Flip-Chip-Schaltungsanordnung (3) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch die ersten Kontaktmittel (5, 5.1, 5.2, 5.3) gebildetes erstes Oberflächenprofil (26) in etwa parallel zu einem durch die zweiten Kontaktmittel (7, 7.1, 7.2, 7.3) ausgebildeten zweiten Oberflächenprofil (27) verläuft.
  12. Flip-Chip-Schaltungsanordnung (3) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsträger (1) spritzgegossen ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107689358A (zh) * 2016-08-04 2018-02-13 胡迪群 金属垫结构
KR102214040B1 (ko) * 2017-03-06 2021-02-09 (주)테크윙 반도체소자 테스트용 핸들러의 가압장치 및 그 작동 방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5686353A (en) * 1994-12-26 1997-11-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
US6376265B1 (en) * 2000-04-05 2002-04-23 Advanced Micro Devices, Inc. Non-contact automatic height sensing using air pressure for die bonding
US6777963B2 (en) * 2001-11-08 2004-08-17 Koninklijke Philips Electronics N.V. Chip-mounted contact springs
DE102006005994A1 (de) * 2006-02-08 2007-08-16 Infineon Technologies Ag Halbleiterbauteil mit einem Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung derartiger Halbleiterbauteile
US7838391B2 (en) * 2007-05-07 2010-11-23 Stats Chippac, Ltd. Ultra thin bumped wafer with under-film

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