DE102014116956A1 - Verfahren zum Bilden eines Bondpads und Bondpad - Google Patents

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Magdalena Hoier
Peter Scherl
Manfred Schneegans
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Infineon Technologies AG
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Abstract

Verschiedene Ausführungsformen schaffen ein Verfahren zum Bilden eines Bondpads, wobei das Verfahren das Bereitstellen eines rohen Bondpads und das Bilden einer Aussparungsstruktur an einer Kontaktfläche des rohen Bondpads umfasst, wobei die Aussparungsstruktur Seitenwände umfasst, die in Bezug auf die Kontaktfläche geneigt sind.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Verschiedene Ausführungsformen beziehen sich auf ein Verfahren zum Bilden eines Bondpads, ein Bondpad und ein Chipdesign.
  • Allgemeiner Stand der Technik
  • Im Bereich der Fertigung von Leistungsmodulen oder Leistungspaketen werden häufig Bondingprozesse angewendet, um einen ein Bondpad aufweisenden Chip und einen externen Anschluss über einen Bonddraht miteinander zu verbinden und ein Chipdesign zu bilden. 5 zeigt schematisch ein Detail eines derartigen Chipdesigns. Insbesondere zeigt 5 ein Chipdesign 500, das ein Bondpad 501 aufweist, an das unter Verwendung eines Kapillarbonding-Werkzeugs in einem (Ultraschall-)Kapillarbondingprozess ein Bonddraht 502 gebondet wird, sodass ein so genannter Nagelkopf 503 mit einem durch die Pfeile 504 angegebenen Nagelkopfdurchmesser D gebildet wird. Ein typisches Winkeldesign der Kapillare des Kapillarbonding-Werkzeugs ist durch die Linien 505 in 5 angegeben. Darüber hinaus sind in 5 so genannte Lücken 506 am Außenumfang des Nagelkopfs angegeben, an denen kein direkter Kontakt zwischen dem Bondpad und dem Nagelkopf gegeben ist. Diese Region wird in 5 durch die Pfeile 507 angegeben.
  • Aus US 2009/194577 A1 ist ein Drahtbonding-Verfahren bekannt, das den Prozess eines ersten Bondens an ein planares Bondpad eines Chips umfasst, die eine erste Bondstelle ist, und den Prozess eines zweiten Bondens an eine Verbindungsverdrahtung (oder einen Anschluss), der eine zweite Bondstelle ist, um somit das Pad und die Verbindungsverdrahtung mit einem Draht zu verbinden. Zunächst wird ein Höcker (engl. Bump) auf einem Pad gebildet, und in einem Drahtschneideschritt, der während des Schritts der Höckerbildung durchgeführt wird, wird der aus dem Spitzenende einer Kapillare herausragende Draht in seitlicher Richtung gebogen, um einen gebogenen Teil zu bilden, und anschließend wird der gebogene Teil an den Höcker gebondet, wodurch der erste Bondingprozess abgeschlossen wird; danach wird der Draht an die Verbindungsverdrahtung gebondet, wodurch der zweite Bondingprozess abgeschlossen wird.
  • Zusammenfassung
  • Verschiedene Ausführungsformen schaffen ein Verfahren zum Bilden eines Bondpads, wobei das Verfahren das Bereitstellen eines rohen Bondpads und das Bilden einer Aussparungsstruktur an einer Kontaktfläche des rohen Bondpads umfasst, wobei die Aussparungsstruktur Seitenwände umfasst, die in Bezug auf die Kontaktfläche geneigt sind.
  • Ferner schaffen verschiedene Ausführungsformen ein Bondpad zum Drahtbonden mit einem Bonddraht, wobei das Bondpad eine in einer Kontaktfläche des Bondpads gebildete Aussparungsstruktur umfasst, wobei die Aussparungsstruktur Seitenwände umfasst, die in Bezug auf die Kontaktfläche geneigt sind.
  • Darüber hinaus schaffen verschiedene Ausführungsformen ein Chipdesign, das einen Chip mit einem Bondpad gemäß den verschiedenen Ausführungsformen umfasst; und einen an die Aussparungsstruktur des Bondpads gebondeten Bonddraht.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • In den Zeichnungen beziehen sich gleiche Bezugszeichen allgemein über die verschiedenen Ansichten hinweg auf dieselben Teile. Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht. Stattdessen liegt die Betonung im Allgemeinen darauf, die Prinzipien der Erfindung zu veranschaulichen. In der folgenden Beschreibung werden verschiedene Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
  • die 1A bis 1C schematisch Ausführungsformen eines Bondpads gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • die 2A und 2B schematisch ein Bondpad, bevor und nachdem ein Bonddraht daran gebondet wurde;
  • die 3A bis 3C schematisch ein Verfahren zum Bilden einer Aussparungsstruktur in einem Bondpad und das nachfolgende Bonden eines Bonddrahts an das Bondpad;
  • 4 einen vereinfachten Ablaufplan eines Verfahrens zum Bilden eines Bondpads und anschließenden Bonden eines Bonddrahts; und
  • 5 schematisch ein Detail eines Chipdesigns.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Im Folgenden werden weitere Ausführungsbeispiele eines Verfahrens zum Bilden eines Bondpads, eines Bondpads und eines Chipdesigns oder einer Chipanordnung erläutert. Es sollte beachtet werden, dass die Beschreibung spezifischer Merkmale, die im Kontext eines bestimmten Ausführungsbeispiels beschrieben werden, auch mit anderen Ausführungsbeispielen kombiniert werden kann.
  • Das Wort „beispielhaft” und „Beispiel” wird hierin im Sinne von „als ein Beispiel, Fallbeispiel oder der Veranschaulichung dienend” verwendet. Alle hierin als „beispielhaft” oder als „Beispiel” beschriebenen Ausführungsformen oder Gestaltungsformen sind nicht notwendigerweise als bevorzugt oder vorteilhaft gegenüber anderen Ausführungsformen oder Gestaltungsformen zu verstehen.
  • Verschiedene Ausführungsbeispiele schaffen ein Verfahren zum Bonden eines Bonddrahts an ein Bondpad, wobei das Verfahren das Bereitstellen eines aus einem rohen Bondpad gebildeten Bondpads umfasst, in dem eine Aussparungsstruktur an einer Kontaktfläche des rohen Bondpads gebildet wird, wobei die Aussparungsstruktur Seitenwände umfasst, die in Bezug auf die Kontaktfläche geneigt sind; und das Bonden eines Bonddrahts an die Aussparungsstruktur durch einen Bondingprozess umfasst. Insbesondere kann der Bonddraht einen Nagelkopf an der Bondstelle bilden und der Nagelkopf kann einen größeren Durchmesser haben als die Aussparungsstruktur. Auf diese Weise kann der Nagelkopf einen Überhang bilden, der sich über die Aussparungsstruktur hinaus erstreckt. Beispielsweise kann der Bondingprozess ein Ultraschall-(Kapillar-)Drahtbondingprozess sein.
  • Insbesondere kann der Begriff „geneigt” vor allem die Tatsache bezeichnen, dass ein spitzer Winkel gebildet wird, der sich wesentlich von einem rechten Winkel unterscheidet. Das heißt, der Begriff „geneigt” kann insbesondere einen rechten Winkel oder einen im Wesentlichen rechten Winkel ausschließen. Somit kann die Aussparungsstruktur, die geneigte Seitenwände hat oder umfasst, von einer Aussparungsstruktur zu unterscheiden sein, deren Seitenwände im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche des rohen Bondpads stehen. Beispielsweise kann der Neigungswinkel kleiner als 45 Grad oder 60 Grad sein.
  • Durch Bereitstellen eines Bondpads und eines Verfahrens zum Herstellen eines Bondpads für das Drahtbonden, wobei das Bondpad absichtlich geneigte Seitenwände umfasst, kann es möglich sein, Lücken zwischen dem Bondpad und einem an das Bondpad gebondeten Draht zu vermeiden (oder zumindest ihre Größe zu reduzieren), zum Beispiel durch einen Ultraschall-Drahtbondingprozess. Diese Lücken treten oft im Fall von Ultraschall-Drahtbonden am Außenumfang des Bondingkontakts auf, wenn Bondpads mit einer im Wesentlichen flachen oder planaren Oberfläche verwendet werden.
  • Insbesondere kann es möglich sein, eine Druckkraft am Außenumfang während des Bondingvorgangs zu erhöhen, ohne den auf den Mittelteil oder die mittlere Stelle des Bonddrahts wirkenden Druck (wesentlich) zu erhöhen. Mit anderen Worten kann eine Kugel aus Drahtmaterial, die während des Bondingvorgangs am Ende des Bonddrahts gebildet wird, gleichmäßiger (im Sinne von Druckkraft und/oder Abstand) auf die Oberfläche des Bondpads gedrückt werden, wodurch möglicherweise die Wahrscheinlichkeit der Lückenbildung zwischen dem Drahtmaterial und dem Bondpad-Material am Außenumfang des Bondingkontakts verringert wird. Insbesondere kann die Verringerung der Lückengröße möglich sein, ohne Bondparameter anzupassen. Insbesondere ist im Fall des (Ultraschall-)Kapillar-Drahtbondings die Wahrscheinlichkeit, dass die Druckkraft in einem Außenbereich oder am Umfang der Kapillare zu niedrig ist, um einen guten Kontakt ohne übermäßige Lücken zu gewährleisten, gering.
  • Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele des Verfahrens zum Bilden eines Bondpads beschrieben. Die Merkmale und Elemente, welche mit Bezug auf diese Ausführungsformen beschrieben werden, können jedoch auch mit Ausführungsbeispielen des Bondpads und des Chipdesigns kombiniert werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens umfassen die Seitenwände einen Neigungswinkel im Bereich zwischen 2 und 60 Grad.
  • Insbesondere kann der Neigungswinkel im Bereich von 2 bis 35 Grad, vorzugsweise im Bereich von 2,5 bis 25 Grad, zum Beispiel im Bereich von 5 bis 20 Grad, liegen. Es sollte beachtet werden, dass der Neigungswinkel im Falle von gekrümmten geneigten Seitenwänden, zum Beispiel einer konkaven Aussparungsstruktur, als ein mittlerer Neigungswinkel definiert werden kann, zum Beispiel definiert ausgehend von einer Mitte der Aussparungsstruktur zum Verbindungspunkt einer Oberfläche (im Wesentlichen) parallel zur Oberfläche des rohen Bondpads und der geneigten Seitenwand.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird die Aussparungsstruktur durch Entfernen eines Oberflächenbereichs des rohen Bondpads gebildet.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens erfolgt das Entfernen durch einen Ätzschritt.
  • Insbesondere kann das Ätzen erfolgen, indem ein Ätzmittel oder eine ätzende Chemikalie auf das rohe Bondpad aufgetropft oder hiermit in Kontakt gebracht wird. Alternativ kann das Entfernen durch Polieren oder Fräsen oder dergleichen erfolgen. Insbesondere kann die vertiefte Oberfläche eine konkave Form bilden, zum Beispiel eine sphärische oder ellipsoide Form. Nach dem Schritt des Ätzens kann ein Reinigungsschritt durchgeführt werden, in dem restliches Ätzmittel entfernt werden und/oder ein Reinigungsschritt durchgeführt werden kann.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird die Aussparungsstruktur gebildet, indem zusätzliches Material auf das rohe Bondpad aufgebracht wird.
  • Insbesondere kann das zusätzliche Material nur in einem Randbereich des Bondpads aufgebracht werden. Alternativ kann das zusätzliche Material über der gesamten Oberfläche des rohen Bondpads gebildet werden, jedoch mit einer unterschiedlichen Dicke entlang einer Querschnittsansicht durch das Bondpad. Durch das Verwenden von zusätzlichem Material zum Bilden der Aussparungsstruktur kann es möglich sein, das Bondpad durch einfaches Anpassen eines üblichen Pad-Herstellungsprozesses zu bilden, insbesondere können nur relativ kleine Anpassungen erforderlich sein, sodass eine einfache Integration in übliche Prozesse möglich sein kann. Es sollte beachtet werden, dass eine Herstellung des rohen Bondpads und das Aufbringen des zusätzlichen Materials ein kontinuierlicher (Aufbringungs-)Prozess sein kann, in dem Bearbeitungsparameter geändert oder modifiziert werden können, um die Aussparungsstruktur zu bilden. Alternativ kann das zusätzliche Material während eines anderen, gesonderten Prozesses oder Prozessschritts aufgebracht werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist das zusätzliche Material das gleiche Material, aus dem auch das Bondpad gebildet wird.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens hat die Aussparungsstruktur eine konische Form.
  • Beispielsweise kann die vertiefte Fläche einen Kegel oder Kegelstumpf bilden. Der Begriff „Kegel” oder „konisch” kann insbesondere bedeuten, dass die Oberfläche der Seitenwand (Seitenwände) in einer Querschnittsansicht eine gerade Linie bildet, zum Beispiel ohne eine Krümmung.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens haben die Seitenwände eine kontinuierliche Oberfläche.
  • Insbesondere kann der Begriff „kontinuierliche Oberfläche” die Tatsache bezeichnen, dass die Oberfläche glatt ist, in dem Sinne, dass die Seitenwände in einer Querschnittsansicht (ausgehend vom Mittelpunkt der Aussparungsstruktur) eine stetige Linie bilden und keine Vorzeichenänderungen des Gradienten aufweisen. Das heißt, ein Gradient oder eine (mathematische) Ableitung der Seitenwände ausgehend von dem Mittelpunkt der Aussparungsstruktur wird keine Änderungen des algebraischen Vorzeichens aufweisen; abgesehen von ungewollten Produktions- oder Herstellungsfehlern oder -unregelmäßigkeiten. Jedoch kann der Gradient unterschiedlich sein, wie zum Beispiel bei einer ellipsoiden Form. Im Fall eines Kegelstumpfs kann der Gradient oder die Ableitung, zum Beispiel, sogar Unstetigkeitsstellen aufweisen.
  • Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele des Bondpads beschrieben. Die Merkmale und Elemente, welche mit Bezug auf diese Ausführungsformen beschrieben werden, können jedoch auch mit Ausführungsbeispielen des Verfahrens zum Bilden des Bondpads und des Chipdesigns kombiniert werden.
  • Insbesondere kann die Kontaktfläche des Bondpads die Oberfläche sein, die dafür vorgesehen oder ausgelegt ist, durch einen Bonddraht kontaktiert zu werden, zum Beispiel eine obere Oberfläche des Bondpads. Zum Beispiel kann das Bondpad geeignet sein, um für ein Ultraschall-Drahtbonding verwendet zu werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Bondpads hat die Aussparungsstruktur eine Größe, die kleiner als der Durchmesser des gebondeten Bonddrahts ist.
  • Insbesondere kann die Größe oder der Durchmesser der Aussparungsstruktur kleiner sein als der Durchmesser des gebondeten Bonddrahts oder Nagelkopfs des gebondeten Bonddrahts. Beispielsweise kann die Größe oder der Durchmesser der Aussparungsstruktur kleiner als 200 Mikrometer sein, vorzugsweise kleiner als 150 Mikrometer, zum Beispiel kleiner als 125 Mikrometer oder 100 Mikrometer.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Bondpads haben die Seitenwände eine Form, die aus der Gruppe, die aus einer konischen Form, einer sphärischen Form und einer ellipsoiden Form besteht, ausgewählt wird.
  • Insbesondere kann die Form oder Gestalt in einer Querschnittsansicht senkrecht zu der Kontaktfläche definiert werden. Es sollte beachtet werden, dass die konische Form oder Kegelform auch eine Kegelstumpfform sein kann, zum Beispiel eine Form, die eine Stufe in einem Gradienten der Seitenwand aufweist.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Bondpads umfasst das Bondpad mindestens ein Material, das aus der aus Kupfer, Nickel, Molybdän, Palladium, Gold und Legierungen hiervon bestehenden Gruppe ausgewählt wird.
  • Insbesondere kann ein eine Aussparungsstruktur umfassendes Bondpad vorteilhaft sein, wenn es zusammen mit einem relativ harten Material, wie zum Beispiel Kupfer, verwendet wird. Beispielsweise kann das Bondpad (im Wesentlichen) aus einer NiMoP-Pd-Au-Legierung bestehen oder kann (im Wesentlichen) aus Kupfer bestehen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Bondpads umfassen die Seitenwände einen Neigungswinkel im Bereich zwischen 2 und 60 Grad.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Bondpads hat das Bondpad eine Dicke im Bereich zwischen 25 Mikrometer und 2 Millimeter.
  • Insbesondere kann die Dicke im Bereich zwischen 50 Mikrometer und 1 Millimeter, vorzugsweise im Bereich zwischen 100 Mikrometer und 500 Mikrometer liegen.
  • Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele des Chipdesigns beschrieben. Die Merkmale und Elemente, welche mit Bezug auf diese Ausführungsformen beschrieben werden, können jedoch auch mit Ausführungsbeispielen des Verfahrens zum Bilden des Bondpads und des Bondpads kombiniert werden.
  • Insbesondere kann eine Lücke zwischen einer oberen Oberfläche der Aussparungsstruktur, zum Beispiel den Seitenwänden, und dem gebondeten Bonddraht kleiner als 5 Mikrometer in der Länge sein, vorzugsweise kleiner als 2,5 Mikrometer in der Länge.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Chipdesigns erstreckt sich der Bonddraht über die Peripherie der Aussparungsstruktur hinaus.
  • Insbesondere kann der Bonddraht eine Art Nagelkopf an dem Ende bilden, wo er an oder in die Aussparungsstruktur gebondet wird, und er kann einen Durchmesser haben, der größer ist als ein Durchmesser der Aussparungsstruktur. So kann es der Fall sein, dass der Bonddraht eine Art Überhang bildet, der sich über den Umfang der Aussparungsstruktur hinaus erstreckt oder diesen überlappt.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Chipdesigns wird der Bonddraht mittels eines Ultraschall-Bondingprozesses an die Aussparungsstruktur gebondet.
  • Insbesondere kann der Bondingprozess ein Kapillarbondingprozess sein.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Chipdesigns umfasst der Bonddraht mindestens ein Metall aus der aus Kupfer, Gold, Aluminium und Silber bestehenden Gruppe.
  • Insbesondere kann der Bonddraht aus einem einzelnen Metall bestehen oder zumindest im Wesentlich aus einem einzelnen Metall bestehen. Alternativ kann der Bonddraht eine Legierung aus einer Vielzahl von Metallen umfassen. Es sollte beachtet werden, dass die Verwendung eines Bondpads, das die Aussparungsstruktur aufweist, besonders nützlich für den Fall sein kann, dass Bonddrähte verwendet werden, die relativ harte Materialien wie Kupfer umfassen oder daraus bestehen, weil hohe Druckkräfte vermieden werden können.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Chipdesigns wird der Bonddraht über einen Wedge-Wedge-Bondingprozess oder einen Ball-Wedge-Bondingprozess an die Aussparung gebondet.
  • In den folgenden spezifischen Ausführungsformen des Verfahrens zum Bilden eines Bondpads werden das Bondpad und das Chipdesign oder die Chipanordnung unter Bezugnahme auf die Figuren ausführlicher beschrieben.
  • Die 1A bis 1C zeigen schematisch Ausführungsformen eines Bondpads gemäß einem Ausführungsbeispiel.
  • Insbesondere zeigt 1A ein Bondpad 100, umfassend eine Aussparungsstruktur 101 an einer Kontaktfläche des Bondpads. Gemäß der in 1A gezeigten Ausführungsform wird die Aussparungsstruktur 101 durch zusätzliches Material gebildet, das in einer keilähnlichen Struktur 102 oben auf einer Art rohem Bondpad 103 mit einer (im Wesentlichen) planaren Oberfläche aufgebracht wird. In der Mitte bildet der rohe Bondpad einen flachen Bereich, weil in diesem mittleren Bereich kein zusätzliches Material aufgebracht ist.
  • Es sollte beachtet werden, dass das Material des rohen Bondpads und das zusätzliche Material vorzugsweise das gleiche ist, zum Beispiel Kupfer oder ein/e NiMoP-Pd-Au-Legierung oder -Stapel. Wie in 1A (die eine Querschnittsansicht des Bondpads zeigt) dargestellt ist, bilden die keilartigen Strukturen 102 Seitenwände mit einer geneigten (geraden) Oberfläche mit einem Neigungswinkel zwischen 2 Grad und 60 Grad.
  • Da die keilartigen Strukturen 102 nur am Außenumfang des rohen Bondpads gebildet wurden, bildet die Aussparungsstruktur 101 des in 1A gezeigten Bondpads eine Art Kegelstumpf, d. h. einen Kegel mit abgeschnittener Spitze (gebildet durch das ursprüngliche rohe Bondpad im mittleren Bereich).
  • Insbesondere zeigt 1B ein Bondpad 110, das eine Aussparungsstruktur 111 an einer Kontaktfläche des Bondpads umfasst. Gemäß der in 1B gezeigten Ausführungsform wird die Aussparungsstruktur 111 durch zusätzliches Material gebildet, das in einer keilähnlichen Struktur 112 oben auf einer Art rohem Bondpad 113 mit einer (im Wesentlichen) planaren Oberfläche aufgebracht wird. Im Gegensatz zu der in 1A dargestellten Ausführungsform wird das zusätzliche Material, d. h. die keilartigen Strukturen 112, so gebildet, dass es auch den mittleren Bereich des rohen Bondpads abdeckt, so dass kein flacher mittlerer Bereich mehr vorhanden ist. Auf diese Weise wird ein Kegel oder eine konische Form der geneigten Seitenwände gebildet.
  • Insbesondere zeigt 1C ein Bondpad 120, das eine Aussparungsstruktur 121 an einer Kontaktfläche des Bondpads umfasst. Im Gegensatz zu den Ausführungsformen der 1A und 1B wurde gemäß der Ausführungsform aus 1C kein zusätzliches Material auf einem rohen Bondpad aufgebracht, sondern es wird eine Aussparungsstruktur 121 durch Abtragen von Material von dem rohen Bondpad gebildet. Dies kann zum Beispiel durch Ätzen, Polieren oder andere abtragende Prozesse erfolgen. Ein weiterer Unterschied zu den Ausführungsformen der 1A und 1B besteht darin, dass geneigte Seitenwände der Aussparungsstruktur 121 keine gerade Linie in einer Querschnittsansicht darstellen, sondern eine gekrümmte oder konkave Linie darstellen. Eine solche gekrümmte oder konkave Aussparungsstruktur kann auf effiziente Weise durch einen Ätzvorgang gebildet werden, indem ein Ätzmittel oder eine ätzende Chemikalie auf ein rohes Bondpad mit einer flachen Kontaktfläche aufgetropft oder aufgetragen wird.
  • Die 2A und 2B zeigen schematisch ein Bondpad, bevor und nachdem ein Bonddraht daran gebondet wurde. Insbesondere zeigt 2A ein Bondpad 200 (zum Beispiel einen Teil eines Chips oder eines Die), wie in 1A dargestellt und mit einer Aussparungsstruktur 201 von einer abgeschnittenen konischen Form, und einen Bonddraht 202 mit einer am Ende gebildeten Kugel 203. Eine typische Größe oder ein typischer Durchmesser der Kugel 203 kann im Bereich von 80 Mikrometer bis 120 Mikrometer liegen. Das Material des Bonddrahts kann Kupfer, Gold, Silber oder anderes zur Herstellung eines Bonddrahts geeignetes Material sein.
  • 2B zeigt die Anordnung aus 2A im Anschluss an einen Bondingschritt oder Bondingprozess, bei dem die Kugel 203 in die Aussparungsstruktur 201 des Bondpads 200 gedrückt wird. Durch den Druck wird der Ball 203 verformt und nimmt eine Form ähnlich einem Nagelkopf 214 an, d. h. eine abgeflachte Form im Vergleich zu der Kugelform 203. Aufgrund der (abgeschnittenen) konischen Form der Aussparungsstruktur 201 können Lücken an der Peripherie des Nagelkopfs zwischen dem Bondpad und dem Nagelkopf reduziert werden. Insbesondere kann diese Reduzierung durch eine Erhöhung einer relativen Druckkraft an der Peripherie im Vergleich zu dem Fall, in dem das Bondpad eine flache Kontaktfläche hätte, bewirkt werden. Dies kann insbesondere der Fall sein, wenn ein typisches Winkeldesign einer Kapillare (wie in 5 dargestellt) in einem (Ultraschall-)Kapillarbondingprozess verwendet wird.
  • Die 3A bis 3C zeigen schematisch ein Verfahren zum Bilden einer Aussparungsstruktur in einem Bondpad und das nachfolgende Bonden eines Bonddrahts an das Bondpad. Insbesondere zeigt 3A ein Bondpad 300, umgeben durch ein Imid-Material 301. Auf die flache Oberfläche des Bondpads 300 wird ein Ätzmittel oder eine ätzende Chemikalie 302 aufgebracht. Das Ätzmittel ätzt die flache Oberfläche des Bondpads 300, so dass eine Aussparungsstruktur gebildet wird. Im Anschluss an den Ätzschritt wird das (restliche) Ätzmittel entfernt und die Aussparungsstruktur wird gereinigt, sodass ein Bondpad einschließlich einer Aussparungsstruktur 310 in der ehemaligen flachen Oberfläche des Bondpads 300 gebildet wird, wie in 3B dargestellt.
  • 3C zeigt schematisch das Bondpad 300 aus 3B, nachdem ein Bonddraht 320 daran gebondet wurde. Wie in 2B ist das Ende des Bonddrahts verformt oder abgeflacht und nimmt eine Form oder Gestalt ähnlich einem Nagelkopf 321 an.
  • 4 zeigt einen vereinfachten Ablaufplan eines Verfahrens zum Bilden eines Bondpads und zum anschließenden Bonden eines Bonddrahts. Insbesondere zeigt 4 ein Verfahren 400, das als einen ersten Schritt das Bereitstellen eines rohen Bondpads, zum Beispiel eines Bondpads mit einer planaren oder flachen (Kontakt-)Fläche auf der Seite, umfasst, an die anschließend ein Bonddraht gebondet werden soll (Schritt 401). Es sollte beachtet werden, dass das Bondpad ein Teil oder Abschnitt eines größeren Elements oder einer größeren Einheit, wie einem Die, einem Chip, einem Paket oder dergleichen, sein kann und dafür vorgesehen ist, das größere Element elektrisch in Kontakt mit den Anschlüssen oder anderen elektrischen Strukturen zu bringen.
  • In einem folgenden Schritt 402 wird eine Aussparungsstruktur an der Kontaktfläche des rohen Bondpads gebildet. Es sollte beachtet werden, dass die Aussparungsstruktur Seitenwände umfasst, d. h. Seitenwände mit einem Gradienten, der jedoch zum Beispiel kleiner als 45 Grad oder 60 Grad ist. Die Aussparungsstruktur kann entweder durch Abtragen von Material des rohen Bondpads (z. B. über Ätzen, Polieren oder dergleichen) oder durch Aufbringen von zusätzlichem Material, z. B. mindestens an der Peripherie der Kontaktfläche, auf die Kontaktfläche gebildet werden.
  • Nach dem Bilden der Aussparungsstruktur kann das Bondpad bereit sein, um mit einem Bonddraht verbunden oder daran gebondet zu werden, z. B. durch einen (Ultraschall-)Kapillarbondingprozess (Schritt 403).
  • Es sollte auch beachtet werden, dass der Begriff „umfassend” andere Elemente oder Merkmale nicht ausschließt und dass „ein” oder „eine” sowie deren Deklinationen eine Vielzahl nicht ausschließt. Außerdem können Elemente kombiniert werden, die im Zusammenhang mit unterschiedlichen Ausführungsformen beschrieben sind. Es sollte ebenfalls beachtet werden, dass Bezugszeichen nicht als den Umfang der Ansprüche einschränkend anzusehen sind. Obwohl die Erfindung insbesondere unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen dargestellt und beschrieben wurde, sollte Fachleuten klar sein, dass verschiedene Änderungen in Gestalt und Detail daran vorgenommen werden können, ohne vom Grundgedanken und Schutzbereich der Erfindung abzuweichen, die durch die beigefügten Ansprüche definiert sind. Der Schutzbereich der Erfindung ist somit durch die beigefügten Ansprüche angegeben und sämtliche Änderungen, die innerhalb der Bedeutung und des Äquivalenzbereichs der Ansprüche liegen, gelten daher als darin einbezogen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2009/194577 A1 [0003]

Claims (19)

  1. Verfahren zum Bilden eines Bondpads, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen eines rohen Bondpads; und Bilden einer Aussparungsstruktur an einer Kontaktfläche des rohen Bondpads, wobei die Aussparungsstruktur Seitenwände umfasst, die in Bezug auf die Kontaktfläche geneigt sind.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Seitenwände einen Neigungswinkel im Bereich zwischen 2 und 60 Grad umfassen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Aussparungsstruktur durch Entfernen eines Oberflächenbereichs des rohen Bondpads gebildet wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Entfernen durch einen Ätzschritt erfolgt.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Aussparungsstruktur durch Abscheiden von zusätzlichem Material auf das rohe Bondpad gebildet wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das zusätzliche Material das gleiche Material ist, aus dem auch das Bondpad gebildet wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Aussparungsstruktur eine konische Form aufweist.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Seitenwände eine kontinuierliche Oberfläche haben.
  9. Bondpad zum Drahtbonden mit einem Bonddraht, wobei das Bondpad eine in einer Kontaktfläche des Bondpads gebildete Aussparungsstruktur umfasst, wobei die Aussparungsstruktur Seitenwände umfasst, die in Bezug auf die Kontaktfläche geneigt sind.
  10. Bondpad nach Anspruch 9, wobei die Aussparungsstruktur eine Größe hat, die kleiner als der Durchmesser des gebondeten Bonddrahts ist.
  11. Bondpad nach Anspruch 9, wobei die Seitenwände eine Form haben, die ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus: einer konischen Form, einer sphärischen Form und einer ellipsoiden Form.
  12. Bondpad nach Anspruch 9, wobei das Bondpad mindestens ein Material, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Kupfer, Nickel, Molybdän, Palladium, Gold und Legierungen hiervon umfasst.
  13. Bondpad nach Anspruch 9, wobei die Seitenwände einen Neigungswinkel im Bereich zwischen 2 und 60 Grad umfassen.
  14. Bondpad nach Anspruch 9, wobei das Bondpad eine Dicke im Bereich zwischen 25 Mikrometer und 2 Millimeter hat.
  15. Chipdesign, das Folgendes umfasst: einen Chip, umfassend ein Bondpad nach Anspruch; 9 und einen an die Aussparungsstruktur des Bondpads gebondeten Bonddraht.
  16. Chipdesign nach Anspruch 15, wobei sich der Bonddraht über die Peripherie der Aussparungsstruktur hinaus erstreckt.
  17. Chipdesign nach Anspruch 15, wobei der Bonddraht durch einen Ultraschall-Bondingprozess an die Aussparungsstruktur gebondet wird.
  18. Chipdesign nach Anspruch 15, wobei der Bonddraht mindestens ein Metall, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Kupfer, Gold, Aluminium und Silber umfasst.
  19. Chipdesign nach Anspruch 15, wobei der Bonddraht über einen Wedge-Wedge-Bondingprozess oder einen Ball-Wedge-Bondingprozess an die Aussparungsstruktur gebondet wird.
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