DE102016109356A1 - Chipgehäuse und verfahren zum bilden eines chipgehäuses - Google Patents

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Reimund Engl
Joachim Mahler
Michael Huettinger
Michael Bauer
Werner Kanert
Brigitte Ruehle
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  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)

Abstract

Bei diversen Ausführungsformen wird ein Chipgehäuse bereitgestellt. Das Chipgehäuse kann einen Chip aufweisen, der eine Chipmetalloberfläche aufweist, eine Metallkontaktstruktur, die die Chipmetalloberfläche elektrisch kontaktiert, und Packagingmaterial, das eine Kontaktschicht aufweist, die in physischem Kontakt mit der Chipmetalloberfläche und/oder mit der Metallkontaktstruktur ist, wobei mindestens in der Kontaktschicht des Packagingmaterials eine summierte Konzentration von chemisch reaktivem Schwefel, chemisch reaktivem Selen und chemisch reaktivem Tellur weniger als 10 Atomteile pro Million beträgt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Verschiedene Ausführungsformen betreffen im Allgemeinen ein Chipgehäuse und ein Verfahren zum Bilden eines Chipgehäuses.
  • Allgemeiner Stand der Technik
  • Ein Chipgehäuse kann gewöhnlich einen Chip, eine Metallkontaktstruktur, die den Chip elektrisch kontaktiert, und ein Packagingmaterial, das den Chip und die Metallkontaktstruktur mindestens teilweise einschließt, aufweisen. Die Metallkontaktstruktur kann eine elektrisch leitende Verbindung zu dem Chip von außerhalb des Packagingmaterials bereitstellen. Die Metallkontaktstruktur kann einen Bonddraht aufweisen, der Kupfer (Cu) enthalten oder aus Kupfer bestehen kann. Bonddrähte, die aus bloßem Cu-Material hergestellt sind, können einen signifikanten Kostenvorteil im Vergleich zu Gold(Au)-Draht, der das Hauptdrahtmaterial, das verwendet wurde, war und immer noch ist, haben. Cu-Draht kann jedoch einige technologische Nachteile und Missstände haben, die seine schnelle Verwendung und industrielle Akzeptanz beeinträchtigt haben. Kupfer oxidiert zum Beispiel an Umgebungsluft leicht. Seine Aufbewahrungszeit ist daher sehr beschränkt, und strikte Regeln können in Fertigungs-Fabs angewandt werden (zum Beispiel Versand in versiegelten Gehäusen mit inerten Medien, beschränkte Gebrauchsstundenanzahl, sobald die versiegelte Verpackung geöffnet wird usw.).
  • An Cu-Bond-Verbindungen kann ferner öfter und leichter (zum Beispiel leichter als bei Verbindungen, die Golddraht verwenden) Korrosion bei Stresstests mit Feuchtigkeitsniveaus (zum Beispiel Temperature Humidity Bias (THB), Highly Accelerated Stress Test (HAST), Unbiased Temperature/Humidity Accelerated Stress Test (UHAST) oder Unbiased Temperature/Humidity Autoclave (AC)) auftreten.
  • Außerdem können Cu-Wedge-Bond-Verbindungen schwache Verbindung und Haftung zeigen, insbesondere auf Oberflächen, die mit Edelmetallen beschichtet sind (zum Beispiel Gold (Au), Silber (Ag) oder Palladium (Pd)), und die eine glatte, nicht aufgeraute Oberfläche haben.
  • Ähnliche Nachteile können bei Silber(Ag)-Drähten, die als Bonddrähte verwendet werden, auftreten.
  • Kurzdarstellung
  • Bei diversen Ausführungsformen wird ein Chipgehäuse bereitgestellt. Das Chipgehäuse kann einen Chip aufweisen, der eine Chipmetalloberfläche aufweist, eine Metallkontaktstruktur, die die Chipmetalloberfläche elektrisch kontaktiert, und Packagingmaterial, das eine Kontaktschicht aufweist, die in physischem Kontakt mit der Chipmetalloberfläche und/oder mit der Metallkontaktstruktur ist, wobei mindestens in der Kontaktschicht des Packagingmaterials eine summierte Konzentration von chemisch reaktivem Schwefel, chemisch reaktivem Selen und chemisch reaktivem Tellur weniger als 10 Atomteile pro Million beträgt.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • In den Zeichnungen verweisen gleiche Bezugszeichen im Allgemeinen auf dieselben Teile in den verschiedenen Ansichten. Die Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu; stattdessen wird im Allgemeinen Wert auf Veranschaulichung der Grundsätze der Erfindung gelegt. In der folgenden Beschreibung werden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
  • 1A eine Querschnittsansicht eines Chipgehäuses zeigt,
  • 1B eine Querschnittsansicht eines Bonddrahts zeigt,
  • 2 einen schematischen Querschnitt zeigt, der einen Korrosionsprozess auf Metalloberflächen in einem Chipgehäuse abbildet,
  • 3 einen schematischen Querschnitt eines Chipgehäuses gemäß diversen Ausführungsformen zeigt,
  • 4A einen schematischen Querschnitt eines Chipgehäuses gemäß diversen Ausführungsformen zeigt,
  • 4B eine Komponente eines Packagingmaterials eines Chipgehäuses gemäß diversen Ausführungsformen zeigt,
  • 5A einen schematischen Querschnitt eines Chipgehäuses gemäß diversen Ausführungsformen zeigt,
  • 5B eine Komponente eines Packagingmaterials eines Chipgehäuses gemäß diversen Ausführungsformen zeigt, und
  • 6 einen Prozessfluss für ein Verfahren zum Bilden eines Chipgehäuses gemäß diversen Ausführungsformen zeigt.
  • Beschreibung
  • Die folgende ausführliche Beschreibung betrifft die begleitenden Zeichnungen, die zur Veranschaulichung spezifische Einzelheiten und Ausführungsformen zeigen, in welchen die Erfindung umgesetzt werden kann.
  • Das Wort „beispielhaft” wird hier mit der Bedeutung „als ein Beispiel, eine Instanz oder Veranschaulichung dienend” verwendet. Irgendeine Ausführungsform oder ein Konzept, das hier als „beispielhaft” beschrieben ist, darf nicht notwendigerweise als bevorzugt oder vorteilhaft gegenüber anderen Ausführungsformen oder Konzepten ausgelegt werden.
  • Das Wort „über”, das in Zusammenhang mit einem abgelagerten Material, das „über” einer Seite oder Oberfläche gebildet wird, verwendet wird, kann hier mit der Bedeutung verwendet werden, dass das abgelagerte Material „direkt auf”, zum Beispiel in direktem Kontakt mit der betreffenden Seite oder Oberfläche gebildet werden kann. Das Wort „über”, das in Zusammenhang mit einem abgelagerten Material, das „über” einer Seite oder Oberfläche gebildet wird, verwendet wird, kann hier mit der Bedeutung verwendet werden, dass das abgelagerte Material „indirekt auf” der betreffenden Seite oder Oberfläche mit einer oder mehreren zusätzlichen Schichten, die zwischen der betreffenden Seite oder Oberfläche und dem abgelagerten Material eingerichtet sind, gebildet werden kann.
  • Verschiedene Aspekte der Offenbarung sind für Vorrichtungen bereitgestellt, und verschiedene Aspekte der Offenbarung sind für Verfahren bereitgestellt. Es ist klar, dass die grundlegenden Eigenschaften der Vorrichtungen auch für die Verfahren und umgekehrt gelten. Zur Kürze wurde daher eine doppelte Beschreibung solcher Eigenschaften eventuell weggelassen.
  • Viele der hier präsentierten Beispiele betreffen eine „schwefelinduzierte Korrosionserscheinung” mit Kupfer (Cu), das Cu-Sulfid (CuSx) als Korrosionsprodukt hat, oder mit Silber (Ag), das Silbersulfid (AgSx) als Korrosionsprodukt hat. Zu bemerken ist, dass Kupfer/Silber, Schwefel und ihre Reaktionsprodukte nur als repräsentative Beispiele von Reaktionspartnern und Reaktionsprodukt jeweils einer chemischen Reaktion verstanden werden sollten, die die Korrosionserscheinungen hervorruft, und nicht als jeweils die einzigen und exklusiven Reaktionspartner, das einzige und exklusive Reduktionsprodukt und die einzige und exklusive Korrosionserscheinung. Beispiele jeweils von Materialien und Bonddrähten, von welchen man erwarten kann, dass sie von der Korrosionserscheinung befallen werden, weisen Cu-Draht, Palladium(Pd)-beschichteten Cu-Draht, Au/Pd-beschichteten Cu-Draht, Pd-dotierten Cu-Draht, Cu-Draht dotiert mit anderen Edelmetallen, Ag-Draht, dotierte Ag-Drähte und beschichtete Ag-Drähte auf. Ähnliche Korrosionsreaktionen können mit diversen anderen Elementen, die in der Gruppe VI (oder 16) des Periodensystems der Elemente aufgelistet sind, auftreten (zum Beispiel Sauerstoff, Schwefel, Selen, Tellur). Eine Gegenwart von mehr als einem dieser Elemente kann die Korrosionserscheinung verschlimmern.
  • Der Begriff „effektive Konzentration” (zum Beispiel einer Zusammensetzung, von Atomen, Molekülen usw.), wie er hier verwendet wird, verweist auf eine Konzentration nur eines Abschnitts (zum Beispiel der Zusammensetzung, der Atome, der Moleküle usw.), der verfügbar ist, zum Beispiel chemisch reaktiv ist, um den beschriebenen Korrosionseffekt auf den Metalloberflächen des Gehäuses zu verursachen.
  • Viele der hier gegebenen Beispiele beschreiben als eine Metallkontaktstruktur, die den Chip elektrisch kontaktiert einen Draht, der sowohl den Chip als auch einen Leiterrahmen kontaktiert. Der Draht und der Leiterrahmen müssen als repräsentative Beispiele irgendeiner Art geeigneter Metallkontaktstruktur (auch Verbindung genannt) verstanden werden, die zu der Korrosionserscheinung, die hier beschrieben ist, neigen kann, zum Beispiel Metallkontaktstrukturen, die Kupfer und/oder Silber mit oder ohne eine Edelmetallbeschichtung aufweisen oder daraus bestehen. Die Metallkontaktstruktur kann zum Beispiel einen Leiterrahmen, einen Bonddraht, eine Verbindung, die einen elektrischen Kontakt zwischen einem Chip und einem Gehäusesubstrat bereitstellen kann, zwischen mehreren Chips oder dem Chip und anderen Materialien aufweisen oder daraus bestehen. Solche Verbindungen können zum Beispiel Bumps und Mikro-Bumps, Ständer, Clips, Federn, Metallfüllungen in zum Beispiel „Durchverkapselungs-” oder „Durchformmassen-” oder „Durchsilikon”-Durchkontaktierungen oder anderen Verbindungen für dreidimensionale oder vertikale Verbindung, Metallschichten auf oder in einem (zum Beispiel Polymer)-Substrat des Gehäuses, eine Chip-Oberseiten-Vorderseiten-Metallisierung, Neuverteilungsschichten und/oder eine Chip-Rückseiten-Metallisierung aufweisen oder daraus bestehen.
  • Ferner können andere Metalloberflächen (die die Metalle, die zu Korrosion neigen können, wie zum Beispiel Kupfer oder Silber aufweisen oder daraus bestehen), die in dem Gehäuse eingerichtet sind, zu dem Korrosionseffekt neigen, zum Beispiel passive Komponenten (zum Beispiel Induktoren, Kondensatoren, Widerstände) entweder auf dem Chip oder in dem Gehäuse und anderen Oberflächen und Komponenten, die mit den schädlichen Komponenten in Kontakt geraten.
  • Leiterrahmen, Pads und andere Metalloberflächen, die hier gezeigt sind, können ebenfalls als repräsentative Beispiele verstanden werden. Die Korrosionsreaktion kann auch auf anderen Oberflächen stattfinden (zum Beispiel auf Metalloberflächen) und auf Schnittstellen (zum Beispiel Metall-Packagingmaterial-Schnittstelle), die nicht explizit gezeigt sind.
  • Außerdem können die Cu-Wedge-Bond-Verbindungen schwache Verbindung und Haftung zeigen, insbesondere auf Oberflächen, die mit Edelmetallen beschichtet sind (zum Beispiel Gold (Au), Silber (Ag) oder Palladium (Pd)) und die eine glatte, nicht aufgeraute Oberfläche haben.
  • Im Allgemeinen können herkömmliche Cu-Bond-Verbindungen oft und leichter (zum Beispiel leichter als Verbindungen, die Golddraht verwenden) Korrosion bei Stresstests, die Feuchtigkeitsniveaus verwenden, erfahren.
  • Um diese Probleme zu überwinden, bieten Bonddrahthersteller zum Beispiel Cu-Drähte an, die mit Edelmetallen, wie zum Beispiel Pd, Pt oder Au oder Pd und Au beschichtet sein können, oder die mit solchen Edelmetallen dotiert werden können. Ähnlich können Silberdrähte mit Edelmetallbeschichtung oder Dotierung angeboten werden. Man erwartete, dass solche Edelmetallbeschichtungen und Dotierungen die Oxidations- und Korrosionsprobleme, die oben erwähnt wurden, signifikant verringern. Ein typisches Beispiel eines solchen beschichteten Drahts 110a ist in 2B gezeigt. Der beschichtete Draht 110a kann einen Kern 110a0, der zum Beispiel Kupfer aufweist oder aus Kupfer besteht, eine Diffusionsschicht 110a1, die Kupfer-Palladium Cu-Pd aufweisen oder aus Kupfer-Palladium bestehen kann, eine Palladiumschicht 110a2 und eine Gold-Palladiumschicht 110a3 aufweisen.
  • Es hat sich jedoch herausgestellt, dass die Edelmetallbeschichtungen und Dotierungen von Cu- oder Ag-Drähten und andere neue oder modifizierte Materialien signifikant (vielleicht sogar ausschließlich) zu einem neuen Korrosionsproblem, das unten ausführlicher erklärt wird, beitragen können.
  • Das Problem wurde erst kürzlich beobachtet, und bisher scheint keine Lösung gefunden worden zu sein. Gründe, warm das Problem in der Vergangenheit nicht beobachtet wurde, können aufweisen, dass in der Vergangenheit in der Hauptsache Au-Draht verwendet wurde, während Cu-Draht (und insbesondere verschiedene neue Sorten dotierten Cu- oder anderen Drahts) erst vor kurzem eingeführt wurden, dass neue Materialien und Oberflächen in die elektronischen Gehäuse erst vor kurzem eingeführt wurden, dass Änderungen an der Zusammensetzung der Formmasse und an anderem Packagingmaterial von Lieferanten erst kürzlich ausgeführt wurden (zum Beispiel Anpassen der Formmasse, um ein Haften an neuen Leiterrahmen-Oberflächen, wie zum Beispiel Pd Au oder AuAg zu verbessern) und dass Vorrichtungen in neuen und aggressiveren Anwendungen erst kürzlich verwendet wurden (zum Beispiel Betrieb bei Temperaturen von 150°C und darüber während längerer Dauer (zum Beispiel 1000 Stunden und weit darüber), oder bei Umgebungsbedingungen, die korrosive Komponenten (zum Beispiel Abgase) enthalten) oder bei neueren Anwendungen auf dem Automobil- und Industriemarkt, die Betrieb während Zeitspannen von insgesamt 45.000 Stunden (LKWs) oder für Betrieb bei 70°C während 70.000 Stunden bei Hybrid-Elektrofahrzeuganwendungen fordern.
  • Bonddrähte eines bestimmten Typs (zum Beispiel Cu-Draht, Pd-beschichteter Cu-Draht, Au/Pd-beschichteter Cu-Draht, Pd-dotierter Cu-Draht, Cu-Draht dotiert mit anderen Edelmetallen, Ag-Drähte, dotierte Ag-Drähte, beschichtete Ag-Drähte usw.) in gehäusten Produkten können während des Betriebs oder der Lagerung bei erhöhten Temperaturen oder während HTS-Tests oder nach Belastungskombinationen, wie zum Beispiel Feuchtigkeit gefolgt von hoher Temperaturbelastung, zum Beispiel UHAST 48 h + HTGS bei 175°C, angegriffen und korrodiert werden.
  • Die Korrosion kann zu einer Schwächung oder zu einem Verlust von Bondhaftung an einem 1. und 2. Bond (zum Beispiel Nagelkopf an Pad, Wedge an Leiterrahmen oder Substrat) und/oder zu einer Schwächung der mechanischen Stärke des Drahts aufgrund von Materialverlust der Strukturänderung führen.
  • Die Korrosion kann ferner zu einem elektrischen Versagen der Verbindung und der Vorrichtung während des Betriebs führen, bevor die voraussichtlich Lebensdauer erreicht wird. Es wurde beobachtet, dass Kerndrahtmaterial entlang der Edelmetallbeschichtung des Drahts kriecht und den gesamten Draht abdeckt. Zusätzlich wurde beobachtet, dass Kerndrahtmaterial unter bestimmten Umständen Dendriten in die Formmasse hinein bildet.
  • Gemäß analytischen Untersuchungen, kann eine Grundursache für Korrosion der erwähnten Drahtmaterialien ein Angriff zum Beispiel von Cu-Metall zum Beispiel durch schwefelhaltige Komponenten sein, was zum Beispiel zur Bildung von CuSx-Verbindungen führt. Diese Korrosionsreaktion kann insbesondere an einem Umfang des 1. Bonds oder des 2. Bonds, an einer Schnittstelle des 1. Bonds und des 2. Bonds beobachtet werden (zum Beispiel am Pad, Leiterrahmen oder Substrat) und/oder innerhalb einer Drahtschleife (Entstehen von Lochkorrosion hinter geringfügigen Mängeln in der Beschichtung).
  • 1A zeigt eine Querschnittsansicht eines Chipgehäuses 100, und 1B zeigt eine Querschnittsansicht eines Bonddrahts 110a.
  • 2 zeigt einen schematischen Querschnitt 200, der einen Korrosionsprozess auf Metalloberflächen in einem Chipgehäuse abbildet.
  • Das Chipgehäuse kann einen Chip 106 aufweisen. Der Chip 106 kann eine Chipbasis 106b aufweisen, die zum Beispiel ein Halbleitermaterial, zum Beispiel Silikon, aufweisen oder daraus bestehen kann. Der Chip 106 kann ferner eine Chipmetalloberfläche 106m aufweisen, die durch eine Haubenschicht 106p geschützt sein kann. Der Chip 106 kann ferner einen Chipkantenbereich 106e aufweisen.
  • Das Chipgehäuse kann ferner eine Metallkontaktstruktur 110 aufweisen, die den Chip 106 (an dem Chipmetall 106m) elektrisch kontaktieren kann. Die Metallkontaktstruktur 110 kann einen Draht 110a aufweisen, der der Abschnitt der Metallkontaktstruktur 110 sein kann, der elektrisch und physisch den Chip 106 in einem Kontaktbereich 218 berührt. Der elektrisch leitende Kontakt kann als ein so genannter Nagelkopfkontakt (aufgrund einer Nagelkopfform des Kontaktendes des Drahts 110a) ausgebildet sein. Der Draht 110a kann identisch oder ähnlich wie der Draht 110a, der in den 1A und 1B gezeigt ist, sein.
  • Die Metallkontaktstruktur 110 kann ferner einen Abschnitt 110b aufweisen. Der Abschnitt 110b der Metallkontaktstruktur kann eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Draht 110a und einer Außenseite des Gehäuses bereitstellen. Ein elektrisch leitender Kontakt zwischen dem Draht 110a und dem Abschnitt 110b der Metallkontaktstruktur 110 kann keilförmig sein (die Keilform kann durch einen Druck, der während eines Kontaktierungsprozesses angelegt wird, verursacht werden). Bei diversen Ausführungsformen, kann zum Vermeiden einer Oxidation des Abschnitts 110b der Metallkontaktstruktur 110 eine Deckschicht 110bm auf einer oberen Oberfläche des Abschnitts 110b eingerichtet werden, das heißt auf der Oberfläche des Abschnitts 110b, wo der elektrisch leitende Kontakt zwischen dem Draht 110a und dem Abschnitt 110b gebildet wird. Die Deckschicht 110bm kann zum Beispiel Pd, Au, SiN, SiCN, Al2O3 aufweisen oder daraus bestehen. Die Deckschicht 110bm kann eine dünne Schicht sein, zum Beispiel mit einer Stärke von bis zu 20 nm.
  • Das Chipgehäuse kann ferner Packagingmaterial 224, hier auch Formmasse genannt, aufweisen. Das Packagingmaterial 224 kann zum Beispiel ein Harz oder irgendein anderes geeignetes dielektrisches Packagingmaterial 224 aufweisen, das verwendet werden kann, um wenigstens teilweise um den Chip 106 und die Metallkontaktstruktur 110 geformt zu werden. Das Packagingmaterial 224 kann den Chip 106 und die Metallkontaktstruktur 110 mindestens teilweise kapseln. Packagingmaterial 224 kann in physischem Kontakt mit Oberflächen, zum Beispiel Metalloberflächen, des Chips 106 und/oder der Metallkontaktstruktur 110 sein. Das Packagingmaterial 224 kann zum Beispiel um den Chip 106 und die Metallkontaktstruktur 110 geformt sein. Der Chip und die Metallkontaktstruktur können zum Beispiel vollständig durch das Packagingmaterial 224 gekapselt sein, wobei nur die Enden der Metallkontaktstruktur 110 und optional eine Rückseite eines Chips 106 frei von dem Kapselungsmaterial 224 ist, um eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Chip 106 und einer Außenseite des Chipgehäuses bereitzustellen.
  • Man hat beobachtet, dass gehäuste Produkte, zum Beispiel Metalloberflächen, in dem Chipgehäuse 100, zum Beispiel die Metalloberfläche 106m des Chips 106 und/oder der Metallkontaktstruktur 110, die den Chip 106 elektrisch kontaktiert, während des Betriebs oder der Lagerung bei hohen Temperaturen oder während Hochtemperaturlagerungs-(HTS)-Tests angegriffen und korrodiert werden können. Eine schädliche Auswirkung anderer Faktoren (zum Beispiel Feuchtigkeit, Vorspannung usw.) kann nicht ausgeschlossen werden. Die Korrosionsreaktion kann ferner nicht auf hohe Temperaturen (zum Beispiel ≥ 150°C) begrenzt sein. Es wird beobachtet, dass sie bei signifikant niedrigeren Temperaturen, sogar hinunter bis zur Raumtemperatur auftritt.
  • Eine Rate der Reaktion kann von mehreren Parametern abhängen, wie zum Beispiel Konzentrationen diverser Spezies, Temperatur, Textur und Zusammensetzung von Metallen, Feuchtigkeitsniveau usw., und eine Auswirkung auf die Betriebslebensdauer von Vorrichtungen kann daher viel schädlicher sein als ursprünglich bei rein thermisch beschleunigten Untersuchungen beobachtet wird.
  • Die Korrosion kann zu einer Schwächung oder zum Verlust von Haftung an dem 1. Bond (der zum Beispiel ein Bond eines so genannten „Nagelkopfs” des Drahts 110a an dem Chip 106, zum Beispiel an einer Metalloberfläche 106m des Chips 106, sein kann, die auch ein Pad, ein Bond-Pad oder ein Metall-Pad genannt werden kann) und/oder an einem 2. Bond (der zum Beispiel ein Bond eines so genannten „Wedges” (zum Beispiel ein gepresstes und daher keilförmiges Ende des Drahts 110a) an dem zweiten Abschnitt 110b der Metallkontaktstruktur 110 sein kann, zum Beispiel einem Leiterrahmen oder einem Substrat) führen. Die Korrosion kann zu einem elektrischen Versagen der Verbindung und der Vorrichtung, zum Beispiel des Chipgehäuses, während des Betriebs führen, bevor die voraussichtliche Lebensdauer erreicht wird. Die Zuverlässigkeit der Vorrichtung, zum Beispiel des Chipgehäuses, kann daher verringert sein.
  • Korrosionserscheinungen, die an Chipgehäusen beobachtet wurden, können durch Elemente verursacht worden sein, die in Gruppe VI des Periodensystems der Elemente aufgelistet sind, zum Beispiel Sauerstoff, Schwefel, Selen, Tellur. Bei diesen beobachteten Beispielen kann sich eine Lage der Korrosion in der Hauptsache auf den Bonddraht 110a und seine Schnittstellen konzentrieren, zum Beispiel auf das Bond-Pad (auf einer oberen Oberfläche des Chips 106) oder an dem Leiterrahmen 110b.
  • Die Korrosion kann jedoch auf irgendeiner anderen Oberfläche oder einem anderen Material auftreten, die/das zu der Korrosionsreaktion, die unten beschrieben ist, neigt oder durch Komponenten, die die oben stehenden schädlichen Elemente enthalten, angegriffen werden kann. Eine Korrosionsgefahr kann insbesondere zunehmen, falls die jeweilige Oberfläche oder das Material (zum Beispiel die Metalloberfläche oder das Metallmaterial) in direktem Kontakt mit der schädlichen Komponente ist.
  • Als ein Beispiel ist in 2 ein Korrosionsangriff auf dem Nagelkopf des Drahts 110a, dem Metallbond-Pad 106m des Chips 106 und auf dem Wedge-Ende des Drahts 110a gezeigt.
  • Bei diesem Beispiel kann das Bond-Pad 106m in der Hauptsache Kupfer(Cu)-Metall aufweisen. Die Korrosion kann jedoch leicht auftreten, falls das Bond-Pad 106m in der Hauptsache aus irgendeinem der oben erwähnten Metalle besteht, die dazu neigen, angegriffen zu werden, für welche Kupfer (Cu) nur ein Beispiel ist, und falls die obere Schicht des Pads 106m nicht geschützt wird.
  • Korrosion kann jedoch auch auftreten, falls das Pad 106m durch eine dünne (zum Beispiel dünner als 20 nm) Haubenschicht 106p zum Beispiel aus Pd, Au, SiN, SiCN, Al2O3 oder anderen geschützt wurde. Eine solche Haubenschicht 106p kann verwendet werden, um eine Oxidation des (Cu)-Pads 106m in einer Umgebung nach dem Beenden eines Wafer-Produktionsprozesses zu vermeiden. Eine solche Haubenschicht 106p kann jedoch (absichtlich oder unbeabsichtigt) durch eine Einwirkung eines Bondingprozesses gestört werden, um einen guten mechanischen und elektrischen Kontakt zu verwirklichen, sobald die einzelnen Chips 106 gehäust werden. An den gestörten Stellen 330a, 330b kann exponiertes Kernmaterial 110a0 zu dem Korrosionsangriff neigen.
  • Die Korrosion kann laufend sein (insbesondere bei erhöhten Temperaturen, die zum Beispiel durch den Betrieb der Vorrichtung oder die Umgebungstemperatur verursacht werden können), und kann schließlich zu einem Bruch des mechanischen oder elektrischen Kontakts und zu einem Funktionsversagen der Vorrichtung führen.
  • Die Korrosionsreaktion kann nicht auf das Auftreten allein bei Oberflächen oder Materialien, die in der Hauptsache aus Kupfermetall bestehen, beschränkt sein, sondern kann auch bei Oberflächen oder Materialien, wie oben beschrieben, und die durch Komponenten, die schädliche Elemente enthalten, angegriffen werden können, auftreten.
  • Die Korrosionsreaktion kann außerdem nicht auf das Auftreten an dem Chip-Pad 106m beschränkt sein. Im Allgemeinen können Oberflächen oder Gehäusekomponenten, die zu der Korrosionserscheinung neigen, Bond- oder Kontaktpads 106m (entweder mit anfänglicher Haubenschicht 106p oder ohne), den Abschnitt 110b der Metallkontaktstruktur 110, zum Beispiel Leiterrahmen, oder andere Substratmaterialien, die die oben erwähnten Metalle enthalten, andere Verbindungen als Bonddrähte, die einen elektrischen Kontakt zwischen einem Chip und einem Gehäusesubstrat, zwischen mehreren Chips oder zwischen Chip und anderen Materialien, die die Metallkontaktstruktur 110 oder andere Metallkontaktstrukturen aufweisen können, bereitstellen, aufweisen. Solche Verbindungen können Bumps und Micro-Bumps, Ständer, Clips, Federn, Metallfüllungen in zum Beispiel „Durchverkapselung-” oder „Durchformmassen-” oder „Durchsilikon”-Durchkontaktierungen oder andere Verbindungen für dreidimensionale oder vertikale Verbindung, Metallschichten auf oder in einem (zum Beispiel Polymer-)Substrat des Gehäuses, Chip-Oberseiten-Vorderseiten-Metallisierung, Neuverteilungsschichten, Chip-Rückseiten-Metallisierung, passive Komponenten (zum Beispiel Induktoren, Kondensatoren, Widerstände) entweder auf dem Chip oder in dem Gehäuse und anderen Oberflächen und Komponenten, die mit den schädlichen Komponenten in Kontakt geraten, aufweisen.
  • Ein Modell für einen Mechanismus der Korrosionsreaktion ist unten beschrieben. Eine Sequenz von Prozessen des Mechanismus, die die Transportkinetik erklärt, und ein Verschlechterungsmechanismus sind schematisch in 2 für einen beispielhaften Fall eines Palladium(Pd)-beschichteten Kupfer(Cu)-Drahts kombiniert mit Schwefel-Spezies gezeigt. Das Modell kann ähnlich für andere Materialien und Materialkombinationen wie hier beschrieben gelten. Die einzelnen Prozesse des mehrstufigen Prozesses sind durch Zahlen von 1 bis 6 benannt.
  • Bei dem in 2 gezeigten Beispiel bestehen der Nagelkopf in dem ersten Kontaktbereich 218, auch Bondbereich 218 genannt, und das Pad 106m grundlegend aus demselben Element (zum Beispiel Cu). Es ist daher nicht wahrscheinlich, dass sich ein galvanisches Element bildet, und der Mechanismus der Korrosion kann von den typischerweise beobachteten und in der Literatur beschriebenen unterschiedlich sein (zum Beispiel treten bei diesem Fall Korrosion in feuchter Atmosphäre, Bilden lokaler oder galvanischer Elemente, Korrosion über Bildung von Ionen wahrscheinlich nicht auf).
  • Schwefelhaltiges Material, wie zum Beispiel schwefelhaltige Moleküle 212 in dem Packagingmaterial 224 (die entweder absichtlich oder als Kontamination verfügbar gemacht werden), können sich durch das Packagingmaterial 224 (die Formmasse) verteilen (mit 1 gekennzeichnet).
  • Die schwefelhaltigen Moleküle 212 können leicht und katalytisch in einem großen Ausmaß, zum Beispiel sogar bei niedrigen Temperaturen, zerlegt werden (mit 2 gekennzeichnet), was zu kleineren schwefelhaltigen Fragmenten 214 führt, die stark auf den Edelmetalloberflächen adsorbiert werden können, zum Beispiel auf Pd-Oberflächen, zum Beispiel der Beschichtung 110a3 des Drahts 110a (mit 3 gekennzeichnet).
  • Die Zerfallsprodukte (adsorbierte schwefelhaltige Fragmente 214) können sich leicht und schnell entlang der Edelmetalloberflächen verteilen, zum Beispiel die Palladium(Pd)-Oberfläche (mit 4 gekennzeichnet).
  • Wenn sie ungeschütztes Cu(oder ungeschütztes Ag)-Metall erreichen, können die adsorbierten schwefelhaltigen Fragmente (auch schwefelhaltige Spezies) 214 unwiderruflich mit dem ungeschützten Metall reagieren, zum Beispiel mit dem ungeschützten Cu- oder Ag-Draht, um jeweils Kupfersulfid CuSx 216 oder Silbersulfid AgSx zu bilden (mit 5 gekennzeichnet). Ungeschütztes Cu kann in der Hauptsache oder sogar ausschließlich an einer Stelle des 1. Bond 218 und des 2. Bond 220 aufgrund des Bondingprozesses verfügbar sein, zum Beispiel eines FAB(Free Air Ball)-Prozesses oder eines Wedge-Prozesses. Diese Verbindungsbereiche 218, 220 können sich daher schnell verschlechtern, was zu mechanisch schwachen Verbindungen und elektrischem Versagen führen kann.
  • Die Reaktionsprodukte 216 (zum Beispiel CuSx oder AgSx) können leicht entlang von Oberflächen und Schnittstellen aufgrund von Kriechkorrosion (mit 6 gekennzeichnet) migrieren. Insbesondere Sulfide von Edelmetallen oder Halbedelmetallen (zum Beispiel Ag, Cu) können zu Kriechkorrosion auf Oberflächen von Edelmetallen (zum Beispiel Au, Pd) und auf Oberflächen organischer Materialien (zum Beispiel Polyimid, Formharz) neigen. Daher kann keine Selbst-Passivierung sondern schnelle Korrosion jeder solchen Metallverbindung auftreten.
  • Die Korrosionsreaktion kann durch die Gegenwart von Edelmetallen, wie zum Beispiel Pd, Pt, Au und/oder durch Legierungen, intermetallische Verbindungen oder durch feste Lösungen solcher Edelmetalle oder durch andere intermetallische Verbindungen, wie zum Beispiel AlCux, katalysiert oder verstärkt werden.
  • Eine Grundursache der Korrosion kann daher ein Angreifen von Metall, zum Beispiel Cu oder Ag, durch schwefelhaltige Komponenten (oder chemisch ähnliche Materialien aus der Gruppe VI des Periodensystems der Elemente, wie zum Beispiel O, Se, Te) sein, die zur Bildung von CuSx-Zusammensetzungen führen. Diese Korrosionsreaktion kann insbesondere an einem Umfang des 1. Bonds und/oder des 2. Bonds, an Schnittstellen des 1. Bonds und des 2. Bonds beobachtet werden (zum Beispiel am Pad, Leiterrahmen oder Substrat).
  • Eine Quelle des Korrosionsmittels Schwefel (oder chemisch ähnlicher Materialien, wie hier erwähnt, zum Beispiel andere Elemente der Gruppe VI, zum Beispiel Sauerstoff, Schwefel, Selen und/oder Tellur) kann zum Beispiel Komponenten des Packagingmaterials (der Formmasse) 224 aufweisen oder aus ihnen bestehen, in welchen der Chip 106 und die Metallkontaktstruktur 110 wenigstens teilweise gekapselt sein können. Die Komponenten der Formmasse 224, die als die Quelle des Korrosionsmittels wirken (zum Beispiel die Elemente Schwefel (S) und/oder Selen (Se) und/oder Tellur (Te) und andere Elemente, die die Korrosionsreaktion verursachen könnten), können zum Beispiel ein Harzmaterial der Formmasse sein, zum Beispiel ein Polymerharz, das nach einem Aushärtprozess ein Polymernetzwerk bildet, ein Füllstoff, wie zum Beispiel festes anorganisches Material, das verwendet werden kann, um das Gehäuse zu füllen und zu versteifen, ein Haftvermittler zum Bereitstellen oder Verbessern einer Haftung zwischen unterschiedlichen Materialien oder Schnittstellen, ein Lösemittel oder eine andere Komponente, die mit den Materialien, die in dem Packagingprozess verwendet werden, geliefert oder verwendet werden, ein Farbstoff, zum Beispiel Ruß usw., eine Chipbeschichtung, wie zum Beispiel Polyimid, eine Kontamination, die in der Formmasse und ihren Zutaten enthalten ist. Andere Quellen des Korrosionsmittels können andere Komponenten innerhalb des Gehäuses sein oder aufweisen, zum Beispiel ein Klebstoff für ein Die-Attach oder irgendeinen anderen Bindungsprozess, eine Kontamination, die darin enthalten ist, und/oder eine oder mehrere Komponenten oder Verschmutzung der Umgebung (zum Beispiel H2S, SO2, elementarer Schwefel usw.) oder irgendeine andere Quelle, die das/die Korrosionsmittel durch irgendeinen Prozess des Packagings einführt.
  • Eine Gesamtreaktionsrate kann durch weitere Zusatzstoffe und Verschmutzungen beeinflusst werden. Ionenfänger (zum Beispiel Cl–, OH–) können in der Formmasse vorliegen, und/oder Feuchtigkeit kann an oder nahe von Reaktionsstellen vorhanden sein. Die Korrosionsreaktion kann nicht auf hohe Temperaturen (zum Beispiel ≥ 150°C) beschränkt sein, sondern ihr Auftreten kann bei signifikant niedrigeren Temperaturen bis hinunter zur Raumtemperatur beobachtet werden. Die Rate der Korrosionsreaktion kann ferner von mehreren Parameter abhängen, wie zum Beispiel von der Konzentration diverses Spezies, Temperatur, Textur und Zusammensetzung von Metallen, Feuchtigkeitsniveau, elektrische Vorspannung usw., und daher kann die Auswirkung auf die Betriebslebensdauer von Vorrichtungen viel schädlicher als anfänglich in rein thermisch beschleunigten Untersuchungen beobachtet sein. Für den intrinsischen Verschlechterungsmechanismus müssen mehrere weitere Einflussfaktoren in Gehäuse und Produktumgebung erwartet werden, die zu einem variierenden Ausmaß von Beschädigung führen, das schwierig vorherzusagen und/oder zu kontrollieren ist.
  • Obwohl die Edelmetallbeschichtung 110a3 den Kupferkern 110a0 des Drahts 110a in den meisten Bereichen schützen kann, kann sie eine chemische Reaktion mit dem Schwefel in Bereichen katalysieren, in welchen das Kupfer nicht geschützt ist, zum Beispiel in den Kontaktbereichen 218, 220.
  • Ein Transport adsorbierter Spezies 214 entlang der Edelmetalloberflächen, zum Beispiel entlang des Drahts mit der Beschichtung 110a3, kann sehr schnell sein.
  • Die Reaktionsprodukte 216 können zu Kriechkorrosion neigen, weshalb großvolumige Leerstellen wachsen können.
  • Gemäß unseren Untersuchungen und unserer Forschungsarbeit, kann die erwähnte Verschlechterung oder Korrosion in einem nicht vernachlässigbaren Ausmaß durch bestimmte Materialien oder Zusammensetzungen verursacht werden, die beim Zusammenfüge- und Packagingprozess verwendet werden können. Insbesondere kann die Korrosion unter anderem durch Materialien, wie zum Beispiel organische Thiole und Derivate des Typs R-X-R'', organische Sulfide und Derivate des Typs R-(X)n-R', schwefelhaltige Heterocyclen oder Thiophene mit R = irgendeine organische Wurzel, entweder aliphatyisch (zum Beispiel -CH3, -C2H5, ...) oder aromatisch (zum Beispiel – phenyl- oder andere aromatische Wurzel), R' = -H oder irgendeine organische Wurzel, entweder aliphatisch (zum Beispiel -CH3, -C2H5, ...) oder aromatisch (zum Beispiel – phenyl oder andere aromatische Wurzel), wobei R'' = H, X S, Se oder Te ist und n ≥ 2, verursacht sein.
  • Solche Zusammensetzungen können bei bestimmten Materialien oder Prozessschritten verwendet werden, um zum Beispiel die Haftung zwischen Metalloberflächen und Polymermaterialien zu fördern oder zu verbessern. Beim Vorliegen von Edelmetallen, wie zum Beispiel Pd, Pt, Au, können die organischen Thiole und Sulfide jedoch dazu tendieren, bei relativ niedrigen Temperaturen (< 200°C) zu zerfallen und Metalle anzugreifen, die zum Beispiel als Kernbonddrahtmaterialien (zum Beispiel Cu, Ag) verwendet werden, so dass zum Beispiel CuSx oder AgSx gebildet wird.
  • Das einfache Entfernen oder Nichtverwenden solcher Materialien in einer Materialliste (BoM) einer gehäusten Vorrichtung kann helfen, die Korrosionsverschlechterung zu verringern oder zu vermeiden. Andererseits können andere schädliche Probleme, wie zum Beispiel Delaminierung oder schwaches Haften von zum Beispiel organischen Materialien an Metalloberflächen eine unerwünschte Folge sein und können eine Lebensdauer der Vorrichtung bei Betriebsbedingungen begrenzen oder negativ beeinflussen.
  • Bei diversen Ausführungsformen wird die beschriebene Verschlechterung oder Korrosion vermieden oder signifikant verringert, indem die absolute oder die effektive Konzentration der Materialien, Zusammensetzungen oder Elemente in dem Zusammenfüge- und Packagingprozess, die dafür bekannt sind, dass sie Korrosion verursachen, signifikant verringert werden.
  • Bei diversen Ausführungsformen können keine Materialien oder Zusammensetzungen, die die Elemente Schwefel (S) und/oder Selen (Se) und/oder Tellur (Te) in irgendeiner Modifizierung und in irgendeiner merklichen Konzentration enthalten, in einem Zusammenfüge- und Packagingprozess verwendet werden.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann eine effektive Konzentration der Materialien, die dafür bekannt sind, dass sie Korrosion verursachen, verringert werden. Ein Vorteil dieses Ansatzes kann sein, dass irgendeine Art von Bonddraht (zum Beispiel sogar mit Kupfer und Silber oder Legierungen oder anderen Mischungen davon als Kerndrahtmaterial) und mit irgendeiner Art von Beschichtung oder Dotierung (zum Beispiel sogar mit Edelmetallbeschichtung, wie zum Beispiel Pd, Au, Pt oder Legierungen oder anderen Mischungen davon) verwendet werden kann, ohne das Korrosionsproblem zu verursachen. Die erwähnten Nutzen und Vorteile solcher Bonddrähte können daher genutzt werden. Zusätzlich erlauben die Ausführungsformen den Gebrauch anderer metallischer Gehäusekomponenten, wie zum Beispiel von Metallkontaktstrukturen (zum Beispiel Leiterrahmen), Substraten oder Bondpads (zum Beispiel Chipmetalloberflächen) ohne Gefahr zu laufen, dass diese Leiterrahmen, Substratmaterialien, Pads und anderen Komponenten ebenfalls korrodiert werden oder die Korrosionsreaktion verstärken oder katalysieren.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann es vorteilhaft sein, dass der Bonddraht, insbesondere Abschnitte des Bonddrahts, wo das Kerndrahtmaterial nach dem elektrischen Kontaktieren des Chips mit der Metallkontaktstruktur exponiert sein kann (zum Beispiel wo die Metallkontaktstruktur elektrisch und physisch den Chip kontaktiert), zum Beispiel in dem ersten Kontaktbereich 218 (auch 1. Bondbereich oder Verbindungsbereich genannt), und/oder innerhalb der Metallkontaktstruktur, zum Beispiel an einem zweiten Kontaktbereich 220 (auch 2. Bond genannt, zum Beispiel zwischen einem Draht und einem Leiterrahmen), nicht durch irgendein Mittel oder Verfahren geschützt zu werden braucht, nachdem die Bondverbindung gebildet wurde und bevor das Gehäuse geformt wird.
  • Um bei diversen Ausführungsformen die beschriebene Korrosionsreaktion vollständig zu vermeiden, kann ein Gesamtabsolutgehalt an den erwähnten einzelnen Elementen in dem Gehäuse weniger als 1 Atomteil pro Million („1 at ppm” geschrieben) betragen.
  • Um bei diversen Ausführungsformen die beschriebene Korrosionsreaktion auf ein bestimmtes Ausmaß zu verringern, das noch für bestimmte Anwendungen elektronischer Vorrichtungen toleriert werden könnte, kann ein Gesamtabsolutgehalt an den erwähnten einzelnen Elementen in einem Gehäuse weniger als 5 at-ppm oder weniger als 10 at-ppm betragen.
  • Bei diversen Ausführungsformen können die erwähnten Materialien frei sein von oder können weniger als 10 at-ppm (insgesamt) einer oder mehrerer der folgenden Zusammensetzungen aufweisen: organische Thiole und Derivate des Typs R-X-R', wobei R und/oder R' = -H oder irgendeine organische Wurzel (auch Rest genannt), entweder aliphatisch (zum Beispiel -CH3, -C2H5, ...), aromatisch (zum Beispiel -phenyl oder andere aromatische Wurzel basierend entweder auf reinen Kohlenwasserstoffen oder mit einem oder mehreren Heteroatomen, wie zum Beispiel N, P, ...) und wobei X S oder Se oder Te, organische Sulfide und Derivate des Typs R-(X)n-R' sind, wobei R und/oder R' = -H, ist, oder irgendeine organische Wurzel, entweder aliphatisch (zum Beispiel -CH3, -C2H5, ...), aromatisch (zum Beispiel -phenyl oder eine andere aromatische Wurzel basierend entweder auf reinen Kohlenwasserstoffen oder mit einem oder mehreren Heteroatomen, wie zum Beispiel N, P, ...) und wobei X S oder Se oder Te und n ≥ 2 sind, und irgendwelche organischen Heterocyclen, die ein oder mehrere Schwefel-, Selen- und/oder Telluratome pro Molekül enthalten.
  • Bei den diversen Ausführungsformen können die erwähnten Elemente Schwefel (S) und/oder Selen (Se) und/oder Tellur (Te) und/oder andere Elemente, die die Korrosionsreaktion verursachen können, in einer Materialliste, zum Beispiel als Teil einer oder mehrerer Zusammensetzungen, die oben beschrieben sind, mit einem bestimmten höheren Gehalt, zum Beispiel mit einer Konzentration über 10 at-ppm enthalten sein. Die Materialliste kann dann jedoch zusätzlich anorganische oder organische Zusammensetzungen aufweisen, die unwiderruflich mit den Elementen Schwefel (S) und/oder Selen (Se) und/oder Tellur (Te) und anderen Elementen, die Korrosion verursachen können, reagieren. Eine effektive Konzentration der Elemente kann daher auf ein unterkritisches oder mindestens weniger kritisches Niveau verringert werden, und daher kann der Korrosionsangriff an den Metalloberflächen (zum Beispiel an dem Draht und/oder an den Metallverbindungen) signifikant verringert werden. Beispiele für organische Substanzen, die leicht zum Beispiel mit schwefelhaltigen Gruppen koppeln oder reagieren, sind Maleimide, Bismaleimide und andere Derivate von Aminosäuren und anderen Zusammensetzungen.
  • Das Element Schwefel, das die Korrosionsreaktion verursachen kann, kann zum Beispiel in der Formmasse als eine organische Thiolzusammensetzung mit einer funktionalen Gruppe R-S-H enthalten sein. Solche Thiole sind für ihre hohe Reaktivität mit bestimmten Metallen (Pd, Cu, Ag, ...) bekannt, die zur Bildung von Metallsulfid und fortdauernder Korrosion aufgrund von Kriecheffekten führen. Eine effektive Konzentration der Zusammensetzungen, die Thiolgruppen enthalten, kann jedoch verringert werden, indem zum Beispiel polarisierte organische Moleküle geboten werden, wie zum Beispiel Methyliodid (CH3I), Ethyliodid (C2H5I), Mesylat (R-SO3-CH3), Trifilat (R-SO3-CF3) und/oder Tosylat (R-SO3-C6H4-CH3). Solche Moleküle können leicht von der nukleophilen Thiolgruppe angegriffen werden, um organische Sulfide des Typs R-S-R' zu bilden. Solche organischen Sulfide können eine niedrigere Tendenz zum Angreifen von Metallen und Bilden von Metallsulfiden und daher eine niedrigere Korrosionsfähigkeit haben als Zusammensetzungen mit Thiolgruppen. Andererseits kann die hohe Reaktivität von zum Beispiel schwefelhaltigen Gruppen mit Schwermetallen (zum Beispiel Cu, Ag, Bi, Sn, Zn, Sb, ...) und ihren Ionen genutzt werden, um sie zu koppeln und zu binden und dadurch ihre effektive Konzentration zu verringern.
  • Bei diversen Ausführungsformen können die erwähnten Materialien zu dem Packagingmaterial (der Formmasse) von Anfang an hinzugefügt werden, mit anderen Worten, bevor das Packagingmaterial als Teil des Chipgehäuses eingerichtet wird.
  • Bei diversen Ausführungsformen können die erwähnten Materialien dem Packagingmaterial später, zum Beispiel nachdem die Formmasse bereits zu dem Gehäuse geliefert wurde, hinzugefügt werden. In diesem Fall können sich die Zusammensetzungen mit der funktionalen Gruppe R-S-H (Thiol) zuerst mit relevanten Oberflächen, zum Beispiel mit Metalloberflächen in dem Gehäuse (zum Beispiel Draht, Chipmetalloberfläche, Leiterrahmen) verbinden und eine hervorragende Haftung zwischen dem Packagingmaterial (zum Beispiel einem Polymer) und den anderen Oberflächen (zum Beispiel der Metalloberfläche) bereitstellen oder einrichten. Anschließend können durch Hinzufügen von Molekülen, wie zum Beispiel CH3I, überschüssige Zusammensetzungen mit der funktionalen Gruppe R-S-H (Thiol) mit dem hinzugefügten CH3I reagieren und können durch Formen organischer Sulfide gefangen werden. Die effektive Konzentration von Zusammensetzungen mit der reaktiven funktionalen Gruppe R-S-H (Thiol) kann signifikant verringert werden, was zu einer geringeren Gefahr von Korrosionsreaktion führt.
  • Bei diversen Ausführungsformen können die anorganischen oder organischen funktionalen Gruppen oder Komponenten, die leicht zum Beispiel mit schwefelhaltigen Komponenten reagieren, an anderen Bestandteilen der Formmasse gebunden werden, zum Beispiel an Füllstoffteilchen. Füllstoffteilchen (in der Hauptsache basierend auf SiO2), können typischerweise 50% oder sogar mehr des Volumens der Formmasse darstellen. Sie können folglich eine große Fläche bereitstellen, wo geeignete Kopplungsmittel (entweder organische oder anorganische) gebunden werden können. Aufgrund einer effektiven Kopplung von Komponenten, die Schwefel (S) und/oder Selen (Se) und/oder Tellur (Te) und andere Elemente enthalten, die Korrosion verursachen können, kann die effektive Konzentration der Korrosionskomponenten signifikant verringert werden, was zu weniger Korrosionsangriff der Metalle führt.
  • Bei diversen Ausführungsformen können die Kopplungsstoffe für die Korrosionskomponenten an einem Harznetzwerk für die Formmasse gebunden/darin bereitgestellt werden.
  • Bei diversen Ausführungsformen können die erwähnten Elemente Schwefel (S) und/oder Selen (Se) und/oder Tellur (Te) und/oder andere Elemente, die dafür bekannt sein können, dass sie die Korrosionsreaktion verursachen, in der Materialliste in bestimmten höheren absoluten Konzentrationen enthalten sein. Diese Elemente können jedoch in Zusammensetzungen enthalten sein, die zusätzliche andere funktionale Gruppen haben (zum Beispiel Amino-, Azol-, Silanol-, Carboxyl- und/oder andere funktionale Gruppen). Diese anderen funktionalen Gruppen können stärker und bevorzugt mit Metalloberflächen (zum Beispiel eines Drahtes, einer Chipmetalloberfläche, eines Leiterrahmens und dergleichen) bonden als zum Beispiel schwefelhaltige funktionale Gruppe. Die Elemente, die dafür bekannt sein können, dass sie Korrosion verursachen (S und/oder Se und/oder Te und/oder andere), können dann daran gehindert werden, mit dem Metall der Metalloberfläche(n) (zum Beispiel des Drahts, der Chipmetalloberfläche, des Leiterrahmens usw.) entweder aus sterischen Gründen oder aufgrund eines höheren Grads an selbst organisierter Koordination zu reagieren. Beispielhafte Zusammensetzungen können zwei oder mehr funktionale Gruppen aufweisen. Andere beispielhafte Zusammensetzungen können sterisch gehinderte organische Zusammensetzungen sein. Aufgrund der sterischen Hinderung und/oder selbst organisierter Koordination, kann die funktionale Gruppe, die zum Beispiel Schwefel enthält, nicht in unmittelbarer Nähe oder in direktem Kontakt mit der Metalloberfläche sein. Folglich kann die katalytische Zerlegung in kleinere, reaktivere Komponenten nicht stattfinden oder mindestens in einem geringeren Ausmaß. Angriff und Korrosion der Metalloberfläche können daher nicht stattfinden oder können signifikant verringert sein. Das kann auf die viel niedrigere effektive Konzentration der korrosiven funktionalen Gruppe an der jeweiligen Metalloberfläche zurückzuführen sein.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann eine effektive Konzentration der Korrosionskomponente mit zum Beispiel schwefelhaltiger funktionaler Gruppe durch „Kondensation” von Monomeren zu Oligomeren oder sogar Polymeren verringert oder minimiert werden. Diese Kondensation kann durch Einstellen oder Modifizieren eines pH-Werts der Formmasse auf entweder leicht saure (pH = 3–6) oder leicht alkalische (pH = 7–10) Bedingungen eingeleitet werden. Im Gegensatz zu insbesondere Monomeren mit kurzen Ketten, können solche Oligomere und Polymere thermodynamisch viel beständiger sein und keine leicht verlassenden Gruppen darstellen. Sie können signifikant höhere Temperaturen (> 250°C) erfordern, um wärmebedingt in kleinere und reaktivere (= korrosivere) Fragmente zu zerfallen. Derart hohe Temperaturen können typischerweise nicht an mikroelektronische Vorrichtungen angewandt werden. Angriff und Korrosion der Metalloberfläche können daher eventuell nicht stattfinden oder können signifikant verringert sein, weil die effektive Konzentration des korrosiven Fragments, des Monomers, viel niedriger sein kann.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann eine effektive Konzentration der Korrosionskomponente mit zum Beispiel einer schwefelhaltigen funktionalen Gruppe verringert oder minimiert werden, indem zum Beispiel mit Zusammensetzungen, die dazu tendieren, große Netzwerke zu bilden, überzogen wird. Ein Beispiel für eine solche Zusammensetzung ist TEOS (Tetraethylorthosilicat). Mäßige Wärmebehandlung kann zu Kondensation zwischen den -C-Si-O-H-Enden entweder zu -C-Si-O-Si-C-Netzwerken oder, zum Beispiel mit schwefelhaltigen funktionalen Gruppen, zu -C-Si-S-Si-C-Netzwerken führen. Aufgrund der Netzwerkbildung kann die effektive Konzentration des Korrosionsfragments signifikant verringert werden.
  • Gemäß diversen Ausführungsformen kann der Korrosionsangriff von Bonddrähten und/oder anderen Metalloberflächen in dem Chipgehäuse durch aggressive schwefelhaltige oder andere Komponenten entweder signifikant verringert oder vollständig vermieden werden.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann eine Korrosionsgefahr für Bonddrähte und Metalloberflächen verringert oder eliminiert werden, auch falls der/die Bonddraht/Bonddrähte und/oder die Metalloberflächen mit Edelmetallen beschichtet sind.
  • Bei diversen Ausführungsformen können Prozesse eines Verfahrens zum Bilden eines Chipgehäuses leicht in einen Standardprozessfluss, wie er in Backend-Herstellungslinien für mikroelektronische Produkte verwendet wird, integriert werden Andere Prozesse, die in solchen Fertigungslinien verwendet werden, wie zum Beispiel Plasmabehandlung und/oder Nassbehandlung (zum Beispiel zum Vorreinigen oder zum Aufrauen einer Oberfläche), können ebenfalls angewandt werden.
  • Bei diversen Ausführungsformen, wie in 3 in einer schematischen Querschnittansicht 300 gezeigt, kann ein Chipgehäuse bereitgestellt werden.
  • Der Chip 106 und die Metallkontaktstruktur 110 usw. des Chipgehäuses der 3 können ähnlich oder identisch sein wie der Chip 106 und die Metallkontaktstruktur 110 usw. der 2, und ihre Beschreibung wird hier nicht wiederholt.
  • Ein Packagingmaterial 336 kann sich jedoch von dem Packagingmaterial 224 der 2 unterscheiden.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann das Packagingmaterial 336 (die Formmasse) (im Wesentlichen) frei von Molekülen, die Schwefel, Selen oder Tellur enthalten (in 3 beispielhaft als schwefelhaltige Moleküle 212 dargestellt) sein.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann das Packagingmaterial 336 in einem flüssigen Zustand sein, wenn es als Teil des Chipgehäuses eingerichtet wird. Das Packagingmaterial 336 kann zum Beispiel geschmolzen sein, oder es kann ein Lösemittel enthalten. Nach dem Einrichten des Packagingmaterials 336, kann sich das Packagingmaterial 336 zum Beispiel durch Aushärten, zum Beispiel durch Abkühlen, durch Bestrahlen mit UV-Licht, durch Verdampfen des Lösemittels oder durch irgendeine andere gemäß dem Stand der Technik bekannte Art verfestigen. Das Packagingmaterial 336 kann eingerichtet sein, um den Chip 106 mindestens teilweise, zum Beispiel vollständig, zu kapseln. Das Packagingmaterial 336 kann ferner die Metallkontaktstruktur 110 mindestens teilweise kapseln. Ein Kontaktbereich 218, in dem die Metallkontaktstruktur 110 einen elektrisch leitenden Kontakt mit dem Chip 106 bilden kann, zum Beispiel mit der Chipmetalloberfläche 106m, kann zum Beispiel durch das Packagingmaterial 336 gekapselt sein. Ein externer Kontaktierungsabschnitt 110e der Metallkontaktstruktur 110 kann von Packagingmaterial 336 frei bleiben, um den Chip 106 von einer Außenseite des Chipgehäuses elektrisch zu kontaktieren.
  • Bei diversen Ausführungsformen, zum Beispiel in einem Fall, wie in 3 gezeigt, der Metallkontaktstruktur 110, die eine Mehrzahl einzelner Teile aufweist, zum Beispiel den Draht 110a und den Leiterrahmen 110b, kann der Kontaktbereich 220 zwischen den einzelnen Teilen, zum Beispiel zwischen dem Draht 110a und dem Leiterrahmen 110b ebenfalls von dem Packagingmaterial 336 gekapselt sein.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann das Chipgehäuse eine Mehrzahl von Schnittstellenbereichen zwischen einer Metalloberfläche und dem Packagingmaterial 336 aufweisen, zum Beispiel zwischen der Chipmetalloberfläche 106m (in 3 ist eine Vorderseiten-Chipmetalloberfläche gezeigt, in einem Fall einer Chiprückseite, die der Chipvorderseite entgegengesetzt ist, oder einer seitlichen Chipseite, die ebenfalls teilweise von dem Packagingmaterial 336 gekapselt ist und Metall aufweist, kann dasselbe auch für diese Oberflächen gelten) und dem Packagingmaterial 336, zwischen der Metallkontaktstruktur 110, zum Beispiel den gestörten Abschnitten 330a und/oder 330b, einem Draht, einem Leiterrahmen oder irgendeiner anderen Vielfalt von Metallkontaktstruktur 110, wie oben beschrieben, und dem Packagingmaterial 336 und/oder zwischen irgendeiner anderen Metallstruktur, die mindestens teilweise in dem Packagingmaterial 336 eingebettet ist. Hier kann die Metalloberfläche irgendein Metall, das zum Bilden einer Metalloberfläche geeignet ist, die in einem Chipgehäuse enthalten ist, die Edelmetalle aufweist, aufweisen oder daraus bestehen.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann das Packagingmaterial 336 eine Kontaktschicht 336c, die mit der Chipmetalloberfläche 106m, 106p und/oder mit der Metallkontaktstruktur 110 in physischem Kontakt ist, aufweisen. In 3 ist in dem Zoomfenster ein Abschnitt der Kontaktschicht 336c, der mit dem Draht 110a in physischem Kontakt ist, gezeigt. Die Kontaktschicht 336c kann jedoch entlang aller Metalloberflächen des Chipgehäuses ausgebildet werden. Mindestens in der Kontaktschicht 336c des Packagingmaterials 336 beträgt eine summierte Konzentration chemisch reaktiven Schwefels, chemisch reaktiven Selens und chemisch reaktiven Tellurs weniger als 10 Atomteile pro Million. Mit anderen Worten, ist beim Hinzufügen der atomaren Konzentration des chemisch reaktiven Schwefels in der Kontaktschicht 336c zu der atomaren Konzentration des chemisch reaktiven Selens in der Kontaktschicht 336c und zu der atomaren Konzentration des chemisch reaktiven Tellurs in der Kontaktschicht 336c die Summe kleiner als 10 Atomteile pro Million.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann in dem Packagingmaterial 336 insgesamt eine summierte Konzentration von chemisch reaktivem Schwefel, chemisch reaktivem Selen und chemisch reaktivem Tellur weniger als 10 Atomteile pro Million betragen. Bei diversen Ausführungsformen können keine Materialien oder Zusammensetzungen, die die Elemente Schwefel (S) und/oder Selen (Se) und/oder Tellur (Te) in irgendeiner Modifizierung und in irgendeiner merklichen Konzentration enthalten, in dem Packagingmaterial verwendet werden.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann daher durch signifikantes Verringern einer absoluten Konzentration irgendwelcher Materialien, Zusammensetzungen oder Elemente in dem Packagingmaterial 336 oder wenigstens in der Kontaktschicht 336c des Packagingmaterials 336, die dafür bekannt sind, dass sie Korrosion verursachen, die beschriebene Verschlechterung oder Korrosion vermieden oder signifikant verringert werden.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann die absolute Konzentration der Materialien, die dafür bekannt sind, dass sie Korrosion verursachen, verringert werden. Ein Vorteil dieses Ansatzes kann sein, dass irgendeine Art von Metall, zum Beispiel Metallkontaktstruktur 110, zum Beispiel Bonddraht 110a (zum Beispiel sogar mit Kupfer und Silber oder Legierungen oder anderen Mischungen davon als Kerndrahtmaterial) und mit irgendeiner Art von Beschichtung oder Dotierung (zum Beispiel sogar mit Edelmetallbeschichtung, wie zum Beispiel Pd, Au, Pt oder Legierungen oder anderen Mischungen davon) verwendet werden kann, ohne das Korrosionsproblem zu verursachen. Daher können die erwähnten Nutzen und Vorteile von solchem Metall, zum Beispiel der Metallkontaktstrukturen 110, zum Beispiel der Bonddrähte 110a, anderen metallischen Gehäusekomponenten, wie zum Beispiel anderen Metallkontaktstrukturen 110 (zum Beispiel Leiterrahmen 110b), Substraten oder Bondpads (zum Beispiel Chipmetalloberflächen 106m) genutzt werden, ohne Gefahr zu laufen, dass diese Leiterrahmen, Substratmaterialien, Pads und anderen Komponenten ebenfalls korrodiert werden oder die Korrosionsreaktion verstärken oder katalysieren können.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann es vorteilhaft sein, dass der Bonddraht 110a, insbesondere Abschnitte des Bonddrahts, wo das Kerndrahtmaterial 110a0 nach dem elektrischen Kontaktieren des Chips 106 mit der Metallkontaktstruktur 110 exponiert sein kann (zum Beispiel wo die Metallkontaktstruktur 110 elektrisch und physisch den Chip 106 kontaktieren kann, zum Beispiel in dem ersten Kontaktbereich 218 (auch 1. Bondbereich oder Verbindungsbereich genannt), und/oder innerhalb der Metallkontaktstruktur 110, zum Beispiel an einem zweiten Kontaktbereich 220 (auch 2. Bondbereich genannt, zum Beispiel zwischen dem Draht 110a und dem Leiterrahmen 110b), nicht durch irgendein Mittel oder Verfahren geschützt zu werden braucht, nachdem die Bondverbindung gebildet wurde und bevor das Gehäuse geformt wird.
  • Um bei diversen Ausführungsformen die beschriebene Korrosionsreaktion vollständig zu vermeiden, kann ein Gesamtabsolutgehalt an den erwähnten einzelnen Elementen (S, Se, Te) in der Kontaktschicht 336c des Packagingmaterials 336, in dem Packagingmaterial 336 als ein Ganzes oder in dem Gehäuse als ein Ganzes weniger als 1 Atomteil pro Million („1 at ppm” geschrieben) betragen.
  • Um bei diversen Ausführungsformen die beschriebene Korrosionsreaktion auf ein bestimmtes Ausmaß zu verringern, das noch für bestimmte Anwendungen elektronischer Vorrichtungen toleriert werden könnte, kann ein Gesamtabsolutgehalt an den erwähnten einzelnen Elementen (S, Se, Te) in der Kontaktschicht 336c des Packagingmaterials 336, in dem Packagingmaterial 336 als ein Ganzes oder in dem Gehäuse als ein Ganzes weniger als 5 at-ppm oder weniger als 10 at-ppm betragen.
  • Bei diversen Ausführungsformen können die erwähnten Materialien, zum Beispiel die Kontaktschicht 336c des Packagingmaterials 336 oder das Packagingmaterial 336 als ein Ganzes von einer oder mehreren der folgenden Zusammensetzungen frei sein: organische Thiole und Derivate des Typs R-X-R', wobei R und/oder R' = -H oder irgendeine organische Wurzel (auch Rest genannt), entweder aliphatisch (zum Beispiel -CH3, -C2H5, ...), aromatisch (zum Beispiel -phenyl oder andere aromatische Wurzel, basierend entweder auf reinen Kohlenwasserstoffen oder mit einem oder mehreren Heteroatomen, wie zum Beispiel N, P, ...) und wobei X S oder Se oder Te, organische Sulfide und Derivate des Typs R-(X)n-R' sind, wobei R und/oder R' = -H ist, oder irgendeine organische Wurzel, entweder aliphatisch (zum Beispiel -CH3, -C2H5, ...), aromatisch (zum Beispiel phenyl oder eine andere aromatische Wurzel, basierend entweder auf reinen Kohlenwasserstoffen oder mit einem oder mehreren Heteroatomen, wie zum Beispiel N, P, ...) und wobei X S oder Se oder Te und n ≥ 2 sind, und irgendwelche organischen Heterocyclen, die ein oder mehrere Schwefel-, Selen- und/oder Telluratome pro Molekül enthalten. Bei diversen Ausführungsformen können die erwähnten Materialien, zum Beispiel die Kontaktschicht 336c des Packagingmaterials 336, oder das Packagingmaterial 336 als ein Ganzes im Wesentlichen oder vollständig von allen diesen Zusammensetzungen frei sein.
  • Bei diversen Ausführungsformen können die aufgelisteten Zusammensetzungen in der Kontaktschicht 336c des Packagingmaterials nur in einer Konzentration vorliegen, die einer Konzentration der S-, Se- und/oder Te-Atome, die in den Zusammensetzungen enthalten sind, von weniger als 10 at-ppm, zum Beispiel weniger als 5 at-ppm, zum Beispiel weniger als 1 at-ppm entspricht.
  • Bei diversen Ausführungsformen können die aufgelisteten Zusammensetzungen in dem Packagingmaterial 336 nur in einer Konzentration vorliegen, die einer Konzentration der S-, Se- und/oder Te-Atome, die in den Zusammensetzungen enthalten sind, von weniger als 10 at-ppm, zum Beispiel weniger als 5 at-ppm, zum Beispiel weniger als 1 at-ppm entspricht.
  • Bei diversen Ausführungsformen können die aufgelisteten Zusammensetzungen in dem Gehäuse nur in einer Konzentration vorliegen, die einer Konzentration der S-, Se- und/oder Te-Atome, die in den Zusammensetzungen enthalten sind, von weniger als 10 at-ppm, zum Beispiel weniger als 5 at-ppm, zum Beispiel weniger als 1 at-ppm entspricht.
  • Bei diversen Ausführungsformen, wie in 4A in einer schematischen Querschnittsansicht 400 gezeigt, kann ein Chipgehäuse bereitgestellt werden.
  • Der Chip 106 und die Metallkontaktstruktur 110 usw. des Chipgehäuses der 4A können ähnlich oder identisch sein wie der Chip 106 und die Metallkontaktstruktur 110 usw. der 2 und 3, und ihre Beschreibung wird hier nicht wiederholt.
  • Ein Packagingmaterial 446 kann sich jedoch von dem Packagingmaterial 224 der 2 und von dem Packagingmaterial 336 der 3 unterscheiden.
  • Bei diversen Ausführungsformen, wie in den 4A und 4B gezeigt, können die beschriebene Verschlechterung oder Korrosion vermieden oder signifikant verringert werden, indem eine effektive Konzentration irgendwelcher Materialien, Zusammensetzungen oder Elemente in dem Zusammenfüge- und Packagingprozess, die dafür bekannt sind, dass sie Korrosion verursachen, signifikant verringert wird.
  • Bei den diversen Ausführungsformen können die erwähnten Elemente Schwefel (S) und/oder Selen (Se) und/oder Tellur (Te) und/oder andere Elemente, die die Korrosionsreaktion verursachen können (als ein Beispiel sind schwefelhaltige Moleküle 212 in 4A gezeigt), in einer Materialliste, zum Beispiel als Teil einer oder mehrerer Zusammensetzungen, die oben beschrieben sind, mit einem bestimmten höheren Gehalt, zum Beispiel mit einer Konzentration über 10 at-ppm enthalten sein. Die Materialliste kann dann jedoch zusätzlich anorganische oder organische Zusammensetzungen 448 aufweisen, die unwiderruflich mit den Elementen Schwefel (S) und/oder Selen (Se) und/oder Tellur (Te) und anderen Elementen, die Korrosion verursachen können, reagieren. Eine effektive Konzentration der Elemente kann folglich auf ein unterkritisches oder mindestens weniger kritisches Niveau verringert werden, und daher kann der Korrosionsangriff an den Metalloberflächen (zum Beispiel an dem Draht 110a und/oder an den Metallverbindungen in Bereichen 218 und 220) signifikant verringert werden. Beispiele für organische Zusammensetzungen 448, die leicht zum Beispiel mit schwefelhaltigen Molekülen 212 koppeln oder reagieren, sind Maleimide, Bismaleimide und/oder andere Derivate von Aminosäuren oder anderen Zusammensetzungen. Die chemische Reaktion kann zwischen der Zusammensetzung 448 und dem Schwefel (Selen, Tellur) der Moleküle 212 stattfinden.
  • Mit anderen Worten können bei diversen Ausführungsformen, obwohl die Elemente Schwefel (S) und/oder Selen (Se) und/oder Tellur (Te) in dem Packagingmaterial 446 immer noch vorliegen, sie daran gehindert werden, die Korrosionswirkung auf den Metalloberflächen, zum Beispiel auf der Chipmetalloberfläche 106m und/oder auf den Metalloberflächen der Metallkontaktstruktur 110 und/oder auf anderen Metalloberflächen, die in dem Gehäuse enthalten sind (nicht gezeigt, siehe Beispiele, die in Zusammenhang mit anderen Ausführungsformen aufgelistet sind), zu verursachen, indem sie in beständigen Molekülen 450 gebunden sind.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann die effektive Konzentration der Materialien, die dafür bekannt sind, dass sie Korrosion verursachen, verringert werden. Ein Vorteil dieses Ansatzes kann sein, dass irgendeine Art von Metall, zum Beispiel Metallkontaktstruktur 110, zum Beispiel Bonddraht 110a (zum Beispiel sogar mit Kupfer und Silber oder Legierungen oder anderen Mischungen davon als Kerndrahtmaterial) und mit irgendeiner Art von Beschichtung oder Dotierung (zum Beispiel sogar mit Edelmetallbeschichtung, wie zum Beispiel Pd, Au, Pt oder Legierungen oder anderen Mischungen davon) verwendet werden kann, ohne das Korrosionsproblem zu verursachen. Daher können die erwähnten Nutzen und Vorteile von solchem Metall, zum Beispiel der Metallkontaktstrukturen 110, zum Beispiel der Bonddrähte 110a, anderen metallischen Gehäusekomponenten wie zum Beispiel anderen Metallkontaktstrukturen 110 (zum Beispiel Leiterrahmen 110b), Substraten oder Bondpads (zum Beispiel Chipmetalloberflächen 106m) genutzt werden, ohne Gefahr zu laufen, dass diese Leiterrahmen, Substratmaterialien, Pads und anderen Komponenten ebenfalls korrodiert werden oder die Korrosionsreaktion verstärken oder katalysieren können.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann es vorteilhaft sein, dass der Bonddraht 110a, insbesondere Abschnitte des Bonddrahts, wo das Kerndrahtmaterial 110a0 nach dem elektrischen Kontaktieren des Chips 106 mit der Metallkontaktstruktur 110 exponiert sein kann (zum Beispiel wo die Metallkontaktstruktur 110 elektrisch und physisch den Chip 106 kontaktieren kann, zum Beispiel in dem ersten Kontaktbereich 218 (auch 1. Bondbereich oder Verbindungsbereich genannt), und/oder innerhalb der Metallkontaktstruktur 110, zum Beispiel an einem zweiten Kontaktbereich 220 (auch 2. Bondbereich genannt, zum Beispiel zwischen dem Draht 110a und dem Leiterrahmen 110b), nicht durch irgendein Mittel oder Verfahren geschützt zu werden braucht, nachdem die Bondverbindung gebildet wurde und bevor das Gehäuse geformt wird.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann mindestens die Kontaktschicht 446c eine beständige Zusammensetzung 450, die Schwefel, Selen und/oder Tellur umfasst, aufweisen.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann die beständige Zusammensetzung 450 ein Reaktionsprodukt einer Komponente 448 des Packagingmaterials 446 mit Schwefel, Selen und/oder Tellur sein.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann die beständige Zusammensetzung 450 ein Oligomer oder ein Polymer aufweisen.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann die Komponente 448 des Packagingmaterials 446 ein Maleimid, ein Bismaleimid, ein Derivat einer Aminosäure und/oder Tetraethylorthosilikat aufweisen.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann die Komponente 448 einen Füllstoff, einen Farbstoff, einen Katalysator, einen Weichmacher, ein Wachs, einen Haftungsvermittler oder einen Stabilisator, zum Beispiel einen UV-Stabilisator, einen Oxidationsstabilisator oder einen Temperaturzerfallsstabilisator des Packagingmaterials 446 aufweisen oder daraus bestehen.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann ein gemeinsames, zum Beispiel schwefel- und/oder selen- und/oder tellurhaltiges Packagingmaterial, zum Beispiel das Packagingmaterial 224, wie in Zusammenhang mit 2 beschrieben, als eine Grundlage für das Packagingmaterial 446 verwendet werden. Eine Komponente 448 kann jedoch auch in dem Packagingmaterial 446 enthalten sein, entweder als eine reguläre Komponente des Packagingmaterials 446, zum Beispiel ein Füllstoff, ein Haftungsvermittler, ein Farbstoff, ein Katalysator, ein Weichmacher, ein Wachs oder ein Stabilisator, zum Beispiel ein UV-Stabilisator, ein Oxidationsstabilisator oder ein Temperaturzerfallsstabilisator usw., oder als eine Zusatzkomponente ohne reguläre Funktionalität für das Packagingmaterial. Die Komponente 448 kann konfiguriert sein, um leicht mit den Schwefel- oder schwefelhaltigen Molekülen 212 zu reagieren, um die beständige Zusammensetzung 450 zu bilden. Der Schwefel in den schwefelhaltigen Molekülen 212 muss als ein repräsentatives Beispiel für irgendeines der beschriebenen korrosiven Moleküle verstanden werden. Zum Beispiel können die Moleküle 212 an Stelle oder zusätzlich zu Schwefel Selen oder Tellur aufweisen. Derart kann eine Anzahl chemisch reaktiven Schwefels (und/oder Selens und/oder Tellurs) und daher die effektive Konzentration chemisch reaktiven Schwefels (und/oder chemisch reaktiven Selens und/oder chemisch reaktiven Tellurs, zum Beispiel eine summierte Konzentration der drei Elemente) geringer sein als 10 Atomteile pro Million, zum Beispiel geringer als 5 at-ppm, zum Beispiel geringer als 1 at-ppm.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann die summierte effektive Konzentration des chemisch reaktiven Schwefels, des chemisch reaktiven Selens und des chemisch reaktiven Tellurs wenigstens in der Kontaktschicht 446c des Packagingmaterials 446 weniger als 10 Atomteile pro Million, zum Beispiel weniger als 5 at-ppm, zum Beispiel weniger als 1 at-ppm sein.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann die summierte effektive Konzentration des chemisch reaktiven Schwefels, des chemisch reaktiven Selens und des chemisch reaktiven Tellurs in dem Packagingmaterial 446 als Ganzes weniger als 10 Atomteile pro Million, zum Beispiel weniger als 5 at-ppm, zum Beispiel weniger als 1 at-ppm sein.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann das Element Schwefel, das die Korrosionsreaktion verursachen kann, in der Formmasse 446 als eine organische Thiol-Zusammensetzung (als ein Beispiel des schwefelhaltigen Moleküls 212) mit einer funktionalen Gruppe R-S-H enthalten sein. Solche Thiole sind für ihre hohe Reaktivität mit bestimmten Metallen (Pd, Cu, Ag, ...) bekannt, die zur Bildung von Metallsulfid und fortdauernder Korrosion aufgrund von Kriecheffekten führen. Eine effektive Konzentration der Zusammensetzungen, die Thiolgruppen enthalten, kann jedoch verringert werden, indem zum Beispiel polarisierte organische Moleküle wie zum Beispiel Methyliodid (CH3I) oder Ethyiodid (C2H5I) (als Beispiele für die Komponente 448) geboten werden. Solche Moleküle können leicht von der nukleophilen Thiolgruppe angegriffen werden, um organische Sulfide des Typs R-S-R' (als Beispiele für die beständige Zusammensetzung 450) zu bilden. Solche organischen Sulfide können eine niedrigere Tendenz zum Angreifen von Metallen und Bilden von Metallsulfiden und daher eine niedrigere Korrosionsfähigkeit haben als Zusammensetzungen mit Thiolgruppen.
  • Bei den diversen Ausführungsformen kann die hohe Reaktivität von zum Beispiel schwefelhaltigen Gruppen mit Schwermetallen (zum Beispiel Cu, Ag, Bi, Sn, Zn, Sb, ...) und ihren Ionen genutzt werden, um sie als die beständigen Zusammensetzungen 450 zu koppeln und zu binden und dadurch ihre effektive Konzentration zu verringern.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann die Komponente 448 zu dem Packagingmaterial 446 (der Formmasse 446) von Anfang an hinzugefügt werden, mit anderen Worten, bevor das Packagingmaterial 446 als Teil des Chipgehäuses eingerichtet wird.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann die Komponente 448 zu dem Packagingmaterial 446 später, zum Beispiel nachdem die Formmasse 446, der die Komponente 448 fehlt, bereits zu dem Gehäuse geliefert wurde, hinzugefügt werden. In diesem Fall können sich die beispielhaften schwefelhaltigen Moleküle 212 zum Beispiel mit der funktionalen Gruppe R-S-H (Thiol) zuerst mit relevanten Oberflächen, zum Beispiel mit Metalloberflächen in dem Gehäuse (zum Beispiel Draht 110a, Chipmetalloberfläche 106m, Leiterrahmen 110b) verbinden und eine hervorragende Haftung zwischen dem Packagingmaterial 446 (zum Beispiel einem Polymer) und den anderen Oberflächen (zum Beispiel der Metalloberfläche) bereitstellen oder einrichten. Anschließend können durch Hinzufügen der Komponente 448, zum Beispiel Moleküle wie CH3I, überschüssige beispielhafte schwefelhaltige Moleküle 212 mit der funktionalen Gruppe R-S-H (Thiol) mit dem hinzugefügten CH3I reagieren und können durch Formen organischer Sulfide gefangen werden. Die effektive Konzentration von Verbindungen mit der reaktiven funktionalen Gruppe R-S-H (Thiol) kann signifikant verringert werden, was zu einer geringeren Gefahr von Korrosionsreaktion führt.
  • Bei diversen Ausführungsformen, wie in 4B gezeigt, kann die Komponente 448 einen ersten Abschnitt 448F, der anorganische oder organische funktionale Gruppen oder Komponenten aufweisen kann, die leicht zum Beispiel mit schwefelhaltigen Molekülen 212 reagieren, und einen zweiten Abschnitt 448A aufweisen.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann der zweite Abschnitt 448A andere Bestandteile der Formmasse 446 aufweisen oder aus ihnen bestehen, zum Beispiel Füllstoffteilchen, Katalysatorteilchen, Weichmacherteilchen, Wachsteilchen, Haftvermittlerteilchen und/oder Stabilisatorteilchen. Füllstoffteilchen (in der Hauptsache basierend auf SiO2) können typischerweise 50% oder sogar mehr des Volumens der Formmasse darstellen. Sie können folglich eine große Fläche bereitstellen, wo geeignete Kopplungsmittel (der erste Abschnitt 448F der Komponente 448, entweder organisch oder anorganisch) befestigt werden können. Aufgrund einer effektiven Kopplung der Moleküle 212, die Schwefel (S) (und/oder Selen (Se) und/oder Tellur (Te) und/oder andere Elemente, die Korrosion verursachen können) enthalten, kann die effektive Konzentration der Korrosionskomponenten signifikant verringert werden, was zu weniger Korrosionsangriff der Metalle führt.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann die Komponente 448, die als ein Kopplungsmittel für die Moleküle 212, die Schwefel (S) (und/oder Selen (Se) und/oder Tellur (Te) und/oder andere Elemente, die Korrosion verursachen können) enthalten, das heißt korrosive Komponenten, an einem Harznetzwerk der Formmasse 446 gebunden oder darin bereitgestellt werden.
  • Bei diversen Ausführungsformen, wie in 5A in einer schematischen Querschnittsansicht 500 gezeigt, kann ein Chipgehäuse bereitgestellt werden.
  • Der Chip 106 und die Metallkontaktstruktur 110 usw. des Chipgehäuses der 5A können ähnlich oder identisch sein wie der Chip 106 und die Metallkontaktstruktur 110 usw. der 2 und 3, und ihre Beschreibung wird hier nicht wiederholt.
  • Ein Packagingmaterial 556 kann sich jedoch von dem Packagingmaterial 224 der 2, von dem Packagingmaterial 336 der 3 und von dem Packagingmaterial 446 der 4A unterscheiden.
  • Bei diversen Ausführungsformen, wie in den 5A und 5B gezeigt, können die beschriebene Verschlechterung oder Korrosion vermieden oder signifikant verringert werden, indem eine effektive Konzentration irgendwelcher Materialien, Zusammensetzungen oder Elemente in dem Zusammenfüge- und Packagingprozess, die dafür bekannt sind, dass sie Korrosion verursachen, signifikant verringert werden.
  • Bei diversen Ausführungsformen können die erwähnten Elemente Schwefel (S) und/oder Selen (Se) und/oder Tellur (Te) und/oder andere Elemente, die die Korrosionsreaktion verursachen, in einer Materialliste in höheren absoluten Konzentrationen (zum Beispiel mehr als 10 at-ppm) enthalten sein. Sie können jedoch zum Beispiel in anorganischen oder organischen, beständigen Zusammensetzungen 558 enthalten sein. Die Elemente (S, Se, Te usw.) können zum Beispiel in Zusammensetzungen 558 enthalten sein, die mindestens eine andere funktionale Gruppe 558F1 aufweisen (siehe 5B), zum Beispiel eine Amino-, Azol-, Silanol-, Carboxyl- und/oder andere funktionale Gruppe. Die mindestens eine andere funktionale Gruppe 558F1 kann stärker und bevorzugt mit Metalloberflächen (zum Beispiel des Drahts 110a, der Chipmetalloberfläche 106m, des Leiterrahmens 110b und dergleichen) als zum Beispiel eine schwefelhaltige funktionale Gruppe 558F2 bonden. Die Elemente, die dafür bekannt sein können, dass sie Korrosion verursachen (S und/oder Se und/oder Te und/oder andere), können dann daran gehindert werden, mit dem Metall der Metalloberfläche(n) (zum Beispiel des Drahts, der Chipmetalloberfläche, des Leiterrahmens usw.) entweder aus sterischen Gründen oder aufgrund eines höheren Grads an selbst organisierter Koordination zu reagieren.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann die Zusammensetzung 558 zwei oder mehrere funktionale Gruppen 558F1, 558F2 aufweisen.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann die erste funktionale Gruppe 558F1 eine funktionale Amino-, Azol-, Silanol- oder Carboxyl-Gruppe aufweisen.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann die Zusammensetzung 558 eine sterisch gehinderte organische Zusammensetzung sein. Aufgrund der sterischen Hinderung und/oder selbst organisierter Koordination, kann die funktionale Gruppe 558F2, die zum Beispiel Schwefel enthält, nicht in unmittelbarer Nähe oder direktem Kontakt mit der Metalloberfläche sein. Folglich kann die katalytische Zerlegung in kleinere, reaktivere Komponenten nicht stattfinden oder mindestens in einem viel geringeren Ausmaß. Angriff und Korrosion der Metalloberfläche können daher nicht stattfinden oder können signifikant verringert sein. Das kann auf die viel niedrigere effektive Konzentration der korrosiven funktionalen Gruppe an der jeweiligen Metalloberfläche (in der Kontaktschicht 556c) zurückzuführen sein.
  • Mit anderen Worten können bei diversen Ausführungsformen, obwohl die Elemente Schwefel (S) und/oder Selen (Se) und/oder Tellur (Te) in dem Packagingmaterial 556 immer noch vorliegen, sie daran gehindert werden, die Korrosionswirkung auf den Metalloberflächen, zum Beispiel auf der Chipmetalloberfläche 106m und/oder auf den Metalloberflächen der Metallkontaktstruktur 110 und/oder auf anderen Metalloberflächen, die in dem Gehäuse enthalten sein können (nicht gezeigt, siehe Beispiele, die in Zusammenhang mit anderen Ausführungsformen aufgelistet sind) zu verursachen, indem sie in den beständigen Molekülen 558 gebunden sind. Ferner kann/können das/die korrosive(n) Element(e) räumlich von der Metalloberfläche entfernt sein, indem es/sie in der zweiten funktionalen Gruppe 558F2, die mit dem Metall der Metalloberfläche nicht reagieren kann, enthalten ist/sind.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann die effektive Konzentration von Materialien, die dafür bekannt sind, dass sie Korrosion verursachen, mindestens in der Kontaktschicht 556c oder in dem Packagingmaterial 556 als ein Ganzes verringert werden. Ein Vorteil dieses Ansatzes kann sein, dass irgendeine Art von Metall, zum Beispiel Metallkontaktstruktur 110, zum Beispiel Bonddraht 110a (zum Beispiel sogar mit Kupfer und Silber oder Legierungen oder anderen Mischungen davon als Kerndrahtmaterial) und mit irgendeiner Art von Beschichtung oder Dotierung (zum Beispiel sogar mit Edelmetallbeschichtung, wie zum Beispiel Pd, Au, Pt oder Legierungen oder anderen Mischungen davon) verwendet werden kann, ohne das Korrosionsproblem zu verursachen. Daher können die erwähnten Nutzen und Vorteile von solchem Metall, zum Beispiel der Metallkontaktstrukturen 110, zum Beispiel der Bonddrähte 110a, anderen metallischen Gehäusekomponenten wie zum Beispiel anderen Metallkontaktstrukturen 110 (zum Beispiel Leiterrahmen 110b), Substraten oder Bondpads (zum Beispiel Chipmetalloberflächen 106m) genutzt werden, ohne Gefahr zu laufen, dass diese Leiterrahmen, Substratmaterialien, Pads und anderen Komponenten ebenfalls korrodiert werden oder die Korrosionsreaktion verstärken oder katalysieren können.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann es vorteilhaft sein, dass der Bonddraht 110a, insbesondere Abschnitte des Bonddrahts, wo das Kerndrahtmaterial 110a0 nach dem elektrischen Kontaktieren des Chips 106 mit der Metallkontaktstruktur 110 exponiert sein kann (zum Beispiel wo die Metallkontaktstruktur 110 elektrisch und physisch den Chip 106 kontaktieren kann, zum Beispiel in dem ersten Kontaktbereich 218 (auch 1. Bondbereich oder Verbindungsbereich genannt), und/oder innerhalb der Metallkontaktstruktur 110, zum Beispiel an einem zweiten Kontaktbereich 220 (auch 2. Bondbereich genannt, zum Beispiel zwischen dem Draht 110a und dem Leiterrahmen 110b), nicht durch irgendein Mittel oder Verfahren geschützt zu werden braucht, nachdem die Bondverbindung gebildet wurde und bevor das Gehäuse geformt wird.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann mindestens die Kontaktschicht 556c die beständige Zusammensetzung 558, die Schwefel, Selen und/oder Tellur umfasst, aufweisen.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann die beständige Zusammensetzung 558 eine Kondensation von Monomeren, die das/die korrosive(n) Element(e) (S, Se, Te usw.) enthalten, zu Oligomeren oder Polymeren (in 5A und 5B nicht gezeigt), inklusive das/die korrosive(n) Element(e) (S, Se, Te, usw.) sein. Daher kann eine effektive Konzentration der Korrosionskomponente mit zum Beispiel schwefelhaltiger funktionaler Gruppe durch „Kondensation” von Monomeren zu Oligomeren oder sogar Polymeren verringert oder minimiert werden.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann die Kondensation durch Anpassen oder Modifizieren eines pH-Werts der Formmasse auf entweder leicht saure (pH = 3–6) oder auf leicht alkalische (pH = 7–10) Bedingungen eingeleitet werden.
  • Im Gegensatz zu insbesondere Monomeren mit kurzen Ketten, können solche Oligomere und Polymere thermodynamisch viel beständiger sein und keine leicht verlassenden Gruppen darstellen. Sie können signifikant höhere Temperaturen (> 250°C) erfordern, um wärmebedingt in kleinere und reaktivere (= korrosivere) Fragmente zu zerfallen. Derart hohe Temperaturen können typischerweise nicht an mikroelektronische Vorrichtungen angewandt werden. Angriff und Korrosion der Metalloberfläche können daher eventuell nicht stattfinden oder können signifikant verringert sein, weil die effektive Konzentration des korrosiven Fragments, des Monomers, viel niedriger sein kann.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann die beständige Zusammensetzung 558 derart konfiguriert sein, dass sie große Netzwerke (in den 5A und 5B nicht gezeigt) bildet. Daher kann eine effektive Konzentration der Korrosionskomponente mit zum Beispiel einer schwefelhaltigen funktionalen Gruppe verringert oder minimiert werden, indem zum Beispiel mit der Zusammensetzung 558, die dazu tendiert, große Netzwerke zu bilden, überzogen wird. Ein Beispiel für eine solche Zusammensetzung ist TEOS (Tetraethylorthosilicat). Mäßige Wärmebehandlung kann zu Kondensation zwischen den -C-Si-O-H-Enden entweder zu -C-Si-O-Si-C-Netzwerken oder, zum Beispiel mit schwefelhaltigen funktionalen Gruppen, zu -C-Si-S-Si-C-Netzwerken führen. Aufgrund der Netzwerkbildung kann die effektive Konzentration des Korrosionsfragments signifikant verringert werden.
  • 6 zeigt einen Prozessfluss 600 für ein Verfahren zum Bilden eines Chipgehäuses gemäß diversen Ausführungsformen.
  • Das Verfahren kann das elektrische Kontaktieren einer Metallkontaktstruktur mit einer Chipmetalloberfläche eines Chips (in 610) und das mindestens teilweise Kapseln des Chips und der Metallkontaktstruktur mit Packagingmaterial aufweisen, wodurch eine Kontaktschicht von Packagingmaterial gebildet wird, wobei die Kontaktschicht in physischem Kontakt mit dem Chip und/oder mit der Metallkontaktstruktur ist, wobei in der Kontaktschicht eine summierte Konzentration von chemisch reaktivem Schwefel, chemisch reaktivem Selen und chemisch reaktivem Tellur weniger als 10 Atomteile pro Million (in 620) ist.
  • Bei diversen Ausführungsformen wird ein Chipgehäuse bereitgestellt. Das Chipgehäuse kann einen Chip aufweisen, der eine Chipmetalloberfläche aufweist, eine Metallkontaktstruktur, die die Chipmetalloberfläche elektrisch kontaktiert, und Packagingmaterial, das eine Kontaktschicht aufweist, die in physischem Kontakt mit der Chipmetalloberfläche und/oder mit der Metallkontaktstruktur ist, wobei mindestens in der Kontaktschicht des Packagingmaterials eine summierte Konzentration von chemisch reaktivem Schwefel, chemisch reaktivem Selen und chemisch reaktivem Tellur niedriger ist als 10 Atomteile pro Million.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann in dem Packagingmaterial insgesamt eine summierte Konzentration von chemisch reaktivem Schwefel, chemisch reaktivem Selen und chemisch reaktivem Tellur weniger als 10 Atomteile pro Million betragen.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann mindestens die Kontaktschicht eine beständige Zusammensetzung, die Schwefel, Selen und/oder Tellur umfasst, aufweisen.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann die beständige Zusammensetzung ein Reaktionsprodukt einer Komponente des Packagingmaterials mit Schwefel, Selen und/oder Tellur sein.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann die beständige Zusammensetzung ein Oligomer oder ein Polymer aufweisen.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann die Komponente des Packagingmaterials ein Maleimid, ein Bismaleimid, ein Derivat einer Aminosäure und/oder Tetraethylorthosilikat aufweisen.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann die Komponente ein Füllstoff, ein Farbstoff oder ein Klebematerial des Packagingmaterials sein.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann die beständige Zusammensetzung eine erste funktionale Gruppe und eine zweite funktionale Gruppe aufweisen, die Schwefel, Selen und/oder Tellur aufweist, wobei die erste funktionale Gruppe eine höhere Affinität zum Bonden mit der Chipmetalloberfläche und/oder mit der Metallkontaktstruktur hat als die zweite funktionale Gruppe.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann die erste funktionale Gruppe eine funktionale Amino-, Azol-, Silanol- oder Carboxyl-Gruppe aufweisen.
  • Bei diversen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Bilden eines Chipgehäuses bereitgestellt. Das Verfahren kann das elektrische Kontaktieren einer Metallkontaktstruktur mit einer Chipmetalloberfläche eines Chips und das mindestens teilweise Kapseln des Chips und der Metallkontaktstruktur mit Packagingmaterial aufweisen, wodurch eine Kontaktschicht von Packagingmaterial gebildet wird, wobei die Kontaktschicht in physischem Kontakt mit dem Chip und/oder mit der Metallkontaktstruktur ist, wobei in der Kontaktschicht eine summierte Konzentration von chemisch reaktivem Schwefel, chemisch reaktivem Selen und chemisch reaktivem Tellur weniger als 10 Atomteile pro Million betragen kann.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner das Hinzufügen einer Komponente zu dem Packagingmaterial aufweisen, wobei die Komponente mit Schwefel, Selen und/oder Tellur reagiert, um eine beständige Zusammensetzung, die Schwefel, Selen und/oder Tellur umfasst, zu bilden.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann das Hinzufügen der Komponente zu dem Packagingmaterial ausgeführt werden, nachdem der Chip und die Metallkontaktstruktur mindestens teilweise mit dem Packagingmaterial gekapselt wurden.
  • Bei diversen Ausführungsformen kann das Verfahren ferner das Einstellen eines pH-Werts des Packagingmaterials auf einen Bereich zwischen 3 und 6 oder einen Bereich zwischen 7 und 10 aufweisen.
  • Obwohl die Erfindung insbesondere unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurde, versteht der Fachmann, dass verschiedene Änderungen der Form und der Einzelheiten an ihr ausgeführt werden können, ohne vom Sinn und Geltungsbereich der Erfindung, wie sie durch die anliegenden Ansprüche definiert ist, abzuweichen. Der Geltungsbereich der Erfindung wird daher von den anliegenden Ansprüchen angegeben, und alle Änderungen, die in die Bedeutung und den Äquivalenzbereich der Ansprüche fallen, sind daher einzuschließen.

Claims (13)

  1. Chipgehäuse, das Folgendes umfasst: einen Chip, der eine Chipmetalloberfläche umfasst, eine Metallkontaktstruktur, die die Chipmetalloberfläche elektrisch kontaktiert, und Packagingmaterial, das eine Kontaktschicht umfasst, die in physischem Kontakt mit der Chipmetalloberfläche und/oder mit der Metallkontaktstruktur ist, wobei mindestens in der Kontaktschicht des Packagingmaterials eine summierte Konzentration von chemisch reaktivem Schwefel, chemisch reaktivem Selen und chemisch reaktivem Tellur weniger als 10 Atomteile pro Million beträgt.
  2. Chipgehäuse nach Anspruch 1, wobei in dem Packagingmaterial insgesamt eine summierte Konzentration von chemisch reaktivem Schwefel, chemisch reaktivem Selen und chemisch reaktivem Tellur weniger als 10 Atomteile pro Million beträgt.
  3. Chipgehäuse nach Anspruch 1 oder 2, wobei mindestens die Kontaktschicht eine beständige Zusammensetzung, die Schwefel, Selen und/oder Tellur umfasst, umfasst.
  4. Chipgehäuse nach Anspruch 3, wobei die beständige Zusammensetzung ein Reaktionsprodukt einer Komponente des Packagingmaterials mit Schwefel, Selen und/oder Tellur ist.
  5. Chipgehäuse nach Anspruch 3 oder 4, wobei die beständige Zusammensetzung ein Oligomer oder ein Polymer umfasst.
  6. Chipgehäuse nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Komponente des Packagingmaterials ein Maleimid, ein Bismaleimid, ein Derivat einer Aminosäure und/oder Tetraethylorthosilikat umfasst.
  7. Chipgehäuse nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die Komponente einen Füllstoff, einen Farbstoff, einen Katalysator, einen Weichmacher, ein Wachs, einen Haftungsvermittler oder einen Stabilisator, zum Beispiel einen UV-Stabilisator, einen Oxidationsstabilisator oder einen Temperaturzerfallsstabilisator des Packagingmaterials umfasst oder daraus besteht.
  8. Chipgehäuse nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei die beständige Zusammensetzung eine erste funktionale Gruppe und eine zweite funktionale Gruppe, die Schwefel, Selen und/oder Tellur umfassen, umfasst, wobei die erste funktionale Gruppe eine höhere Affinität zum Bonden mit der Chipmetalloberfläche und/oder mit der Metallkontaktstruktur hat als die zweite funktionale Gruppe.
  9. Chipgehäuse nach Anspruch 8, wobei die erste funktionale Gruppe eine funktionale Amino-, Azol-, Silanol- oder Carboxyl-Gruppe umfasst.
  10. Verfahren zum Bilden eines Chipgehäuses, das Folgendes umfasst: elektrisches Kontaktieren einer Metallkontaktstruktur mit einer Chipmetalloberfläche eines Chips, und mindestens teilweise Kapseln des Chips und der Metallkontaktstruktur mit Packagingmaterial, wobei eine Kontaktschicht des Packagingmaterials gebildet wird, wobei die Kontaktschicht in physischem Kontakt mit dem Chip und/oder mit der Metallkontaktstruktur ist, wobei in der Kontaktschicht eine summierte Konzentration von chemisch reaktivem Schwefel, chemisch reaktivem Selen und chemisch reaktivem Tellur weniger als 10 Atomteile pro Million beträgt.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, das ferner Folgendes umfasst: Hinzufügen einer Komponente zu dem Packagingmaterial, wobei die Komponente mit Schwefel, Selen und/oder Tellur reagiert, um eine beständige Zusammensetzung, die Schwefel, Selen und/oder Tellur umfasst, zu bilden.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Hinzufügen der Komponente zu dem Packagingmaterial ausgeführt wird, nachdem der Chip und die Metallkontaktstruktur mindestens teilweise mit dem Packagingmaterial gekapselt wurden.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, das ferner Folgendes umfasst: Einstellen eines pH-Werts des Packagingmaterials auf einen Bereich zwischen 3 und 6 oder einen Bereich zwischen 7 und 10.
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