DE102017122454A1 - Flexible crown-shaped bump for flip-chip mounting - Google Patents

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DE102017122454A1
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Frank Püschner
Alexandra Atzesdorfer
Julia Katharina Kraus
Jens Pohl
Thomas Spöttl
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Infineon Technologies AG
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Abstract

In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine Chipanordnung bereitgestellt, aufweisend einen Chipkörper (310), mindestens einen Chip-Anschlussbereich (320), mindestens eine Passivierungsschicht (330) teilweise neben dem Chip-Anschlussbereich (320), wobei die Passivierungsschicht (330) eine Öffnung (332) aufweist, mittels der zumindest ein Teil des Chip-Anschlussbereichs (320) freigelegt ist, ein Substrat (340) mit einem Substrat-Anschlussbereich (342), und eine elektromechanische Verbindungsstruktur (350), die im Inneren einen Hohlraum (352) aufweist. Mindestens eine Wand (354)der Verbindungsstruktur (350) ist auf der Passivierungsschicht (330) und auf dem Substrat-Anschlussbereich (342) angeordnet. Die elektromechanische Verbindungsstruktur (350) verbindet den Chip-Anschlussbereich (320) elektrisch leitend mit dem Substrat-Anschlussbereich (342). Der Hohlraum (352) weist eine Tiefe (d1) auf, die größer ist als eine Tiefe (d2) der Öffnung (332).In various embodiments, a chip assembly is provided comprising a chip body (310), at least one chip termination region (320), at least one passivation layer (330) partially adjacent to the die connection region (320), the passivation layer (330) having an opening (332 ) by means of which at least part of the chip connection region (320) is exposed, a substrate (340) having a substrate connection region (342), and an electromechanical connection structure (350) having a cavity (352) in the interior. At least one wall (354) of the connection structure (350) is disposed on the passivation layer (330) and on the substrate connection region (342). The electromechanical connection structure (350) electrically connects the chip connection region (320) to the substrate connection region (342). The cavity (352) has a depth (d1) that is greater than a depth (d2) of the opening (332).

Description

Verschiedene Ausführungsbeispiele betreffen allgemein die Montage von Chipanordnungen beispielsweise in Flip-Chip-on-Substrate (FCOS)-Technologie.Various embodiments generally relate to the mounting of chip arrays, for example, in flip-chip-on-substrate (FCOS) technology.

Im Bereich der Entwicklung elektronischer Geräte sind in den letzten Jahren die Anforderungen an die in einem integrierten Schaltkreis vorgesehenen elektronischen Bauelemente stark gestiegen. Insbesondere die zunehmende Miniaturisierung der Strukturen erfordert weiter eine Anpassung der Herstellungsverfahren, um beispielsweise eine Reduzierung der Strukturgröße und damit auch eine Reduzierung der Dicken der benötigen Schichten zu erzielen. Jedoch führt eine Verringerung der Schichtdicke dazu, dass insbesondere isolierende Schichten mit geringerer Dicke schlechtere Isolationseigenschaften aufweisen.In the field of electronic device development, demands on the electronic components provided in an integrated circuit have been greatly increased in recent years. In particular, the increasing miniaturization of the structures further requires an adaptation of the manufacturing process in order, for example, to achieve a reduction of the structure size and thus also a reduction of the thicknesses of the required layers. However, a reduction in the layer thickness means that in particular insulating layers with a smaller thickness have poorer insulating properties.

Aus diesem Grund ist es zunehmend notwendig, für die isolierenden Schichten Materialien zu verwenden, die besonders gut isolieren. Dazu bieten sich Materialien mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstante an, beispielsweise „low-k“- oder „ultra low-k“-Materialien, die trotz einer geringen Dicke noch ausreichend isolierend wirken, beispielsweise um in Kondensatorstrukturen die notwendige Kapazität zu gewährleisten.For this reason, it is increasingly necessary to use for the insulating layers materials that isolate particularly well. For this purpose, offer materials with a low dielectric constant, for example, "low-k" - or "ultra low-k" materials, which still have sufficient insulating despite a small thickness, for example, to ensure the necessary capacity in capacitor structures.

Die Verwendung dieser besonders gut isolierenden Materialien birgt jedoch weitere Probleme aufgrund von anderen, für die Herstellung der Chips ungünstigen Eigenschaften der Materialien.However, the use of these particularly well-insulating materials presents further problems due to other properties of the materials which are unfavorable for the production of the chips.

Eine charakteristische Eigenschaft von Substraten mit ultraniedriger Dielektrizitätskonstante (im Folgenden ULK-Substrate genannt) in Chips mit integriertem Schaltkreis (IC) oder bei der Herstellung von Chips mit integriertem Schaltkreis (IC) ist beispielsweise die geringe mechanische Stabilität der daraus gebildeten isolierenden Schichten. Wenn direkte mechanische Kraft, wie beispielsweise Druckkraft, auf das ULK-Substrat einwirkt, können diese Schichten beschädigt werden.A characteristic feature of ultra-low dielectric constant substrates (referred to as ULK substrates in the following) in integrated circuit (IC) chips or in the production of integrated circuit (IC) chips is, for example, the low mechanical stability of the insulating layers formed therefrom. When direct mechanical force, such as compressive force, acts on the ULK substrate, these layers may be damaged.

Das Prinzip der FCOS-Montage beruht auf einer Druckkontaktierung. Dafür werden die Anschlüsse der ICs mit Buckeln (engl.: bumps) versehen, beispielsweise sogenannten Stud-Bumps aus Gold, die relativ weich sind, oder Nickel-Gold-Bumps, die mittels stromlosen Plattierens gebildet werden. Während der Montage wird der IC dann umgedreht auf das entsprechende gegenüberliegende Substrat aufgebracht, das außerdem einen Klebstoff aufweist, der den Chip aufnimmt und fixiert. Die Bumps werden dann auf die Substratleitungen oder Substratanschlüsse gepresst, wobei eine leichte Deformation der Bumps eventuell vorhandene Höhenunterschiede der vielen Bumps auf einem Chip ausgleicht. In dieser Position wird der Klebstoff ausgehärtet, typischerweise mittels Wärme. Nachdem der Klebstoff gehärtet ist, ist der Chip auf dem Substrat fixiert und es besteht eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Chip und dem Substrat.The principle of FCOS mounting is based on a pressure contact. For this purpose, the terminals of the ICs are provided with bumps, for example so-called stud bumps made of gold, which are relatively soft, or nickel-gold bumps, which are formed by means of electroless plating. During assembly, the IC is then placed upside down on the corresponding opposite substrate, which also has an adhesive that picks up and fixes the chip. The bumps are then pressed onto the substrate lines or substrate terminals, with a slight deformation of the bumps compensating for any height differences of the many bumps on a chip. In this position, the adhesive is cured, typically by heat. After the adhesive is cured, the chip is fixed on the substrate and there is an electrically conductive connection between the chip and the substrate.

Das Problem dieses Montageverfahrens bei der Anwendung bei ULK-Chips besteht in der direkten Kraftausübung beim Anpressen der Stud-Bumps auf die Substratleitungen oder Substratanschlüsse. Diese direkt wirkende Kraft kann die ULK-Schichten unter dem Pad-Metall des Anschlusses des Chips beschädigen oder zerstören, wie in 1 dargestellt.The problem with this assembly method when used with ULK chips is the direct application of force when pressing the stud bumps onto the substrate leads or substrate leads. This direct-acting force can damage or destroy the ULK layers under the pad metal of the terminal of the chip, as in 1 shown.

1 zeigt ein Stadium der FCOS-Montage eines Chips auf einem Substrat unter Verwendung eines Stud-Bumps gemäß der verwandten Technik. 1 Fig. 12 shows a stage of FCOS mounting a chip on a substrate using a stud bump according to the related art.

Wie in 1 dargestellt, weist ein mit Strukturen mit niedriger Dielektrizitätskonstante (im Folgenden auch als Low-k-Strukturen bezeichnet) ausgestatteter Chip 110 auf seiner ersten Seite 116, der Hauptbearbeitungsseite bzw. Vorderseite, einen (im Folgenden auch als Pad bezeichneten) Anschluss 120 aus einem Pad-Metall auf, der zumindest teilweise auf den Low-k-Strukturen angeordnet ist. Auf dem Pad 120 ist ein Stud-Bump 112, beispielsweise aus Gold, angeordnet, und neben dem Pad 120 ist eine Chip-Passivierung 130, beispielsweise aus Polyimid, abgeschieden.As in 1 has a chip equipped with low-dielectric-constant structures (also referred to as low-k structures hereinafter) 110 on his first page 116 , the main processing side and the front side, respectively (hereinafter referred to as a pad) terminal 120 of a pad metal at least partially disposed on the low-k structures. On the pad 120 is a stud-bump 112 , for example, made of gold, and next to the pad 120 is a chip passivation 130 For example, of polyimide, deposited.

Der Chip 110 wird mit der ersten Seite 116 nach unten auf ein Substrat 140 aufgebracht, wobei das Substrat 140 Leiterbahnen bzw. Leitungen oder Anschlüsse 142 und einen thermisch aushärtbaren Klebstoff 160 aufweist.The chip 110 comes with the first page 116 down to a substrate 140 applied, the substrate 140 Tracks or lines or connections 142 and a thermosetting adhesive 160 having.

Der Chip 110 wird in einem weiteren Teilprozess auf das Substrat 140 aufgepresst, so dass der Stud-Bump 112 durch den Klebstoff 160 hindurch auf einen der Substratanschlüsse 142 gedrückt wird. Bei diesem Teilprozess wird so viel Druck auf den Chipkörper 110 und das Substrat 140 ausgeübt, dass die Stud-Bumps 112 fest auf die Substratleitungen 142 gepresst werden, so dass mittels einer Deformation der Stud-Bumps 112 über die Fläche der ersten Seite 116 des Chips 110 hinweg bestehende Höhenunterschiede der Stud-Bumps ausgeglichen werden. Gleichzeitig wird zwischen der jeweiligen Substratleitung 142 und dem entsprechenden Stud-Bump 112 jeweils eine zuverlässige elektrisch leitende Verbindung gebildet. Nach dem Aufpressen des Chips 110 auf das Substrat 140 wird der Klebstoff 160 ausgehärtet, beispielsweise mittels Wärme.The chip 110 is in a further sub-process on the substrate 140 Pressed so that the stud bump 112 through the glue 160 through to one of the substrate terminals 142 is pressed. This subprocess will put so much pressure on the chip body 110 and the substrate 140 exercised that the stud bumps 112 firmly on the substrate lines 142 be pressed, so that by means of a deformation of the stud bumps 112 over the surface of the first page 116 of the chip 110 existing height differences of the stud bumps are compensated. At the same time between the respective substrate line 142 and the corresponding stud-bump 112 each formed a reliable electrically conductive connection. After pressing the chip 110 on the substrate 140 becomes the glue 160 cured, for example by means of heat.

Wie bereits ausgeführt, weist dieses Herstellungsverfahren mit FCOS-Montage den Nachteil auf, dass der für die sichere Kontaktierung aller Stud-Bumps 112 mit den Substratanschlüssen 142 notwendige Druck beim Aufpressen des Chips 110 auf das Substrat 140 eine Kraftauswirkung auch auf das Pad-Metall 120 und somit auf die darunter liegenden Low-k-Strukturen (bzw. Low-k-Schichten, ULK-Strukturen und/oder ULK-Schichten) des Chips 110 beinhaltet. Durch die auf die Low-k-Strukturen des Chips 110 wirkende Kraft beim Zusammenpressen des Chips 110 und des Substrats 140 können diese Low-k-Strukturen beschädigt werden, beispielsweise indem Risse oder Sprünge in dem Bereich 114 der Low-k-Schichten bzw. ULK-Schichten entstehen, da die Schichten aus solchen Materialien in der Regel sehr spröde sind.As already stated, this production method with FCOS assembly has the disadvantage that the one for the secure contacting of all stud bumps 112 with the substrate connections 142 necessary pressure when pressing on the chip 110 on the substrate 140 a force impact on the pad metal 120 and thus to the underlying low-k structures (or low-k layers, ULK structures and / or ULK layers) of the chip 110 includes. By looking at the low-k structures of the chip 110 acting force when compressing the chip 110 and the substrate 140 These low-k structures may be damaged, for example, by cracks or cracks in the area 114 The low-k layers or ULK layers arise because the layers of such materials are usually very brittle.

Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen werden Bump-Formen bereitgestellt, welche eine direkte Krafteinwirkung bzw. Druckeinwirkung auf das Low-k-Material oder ULK-Material der Strukturen im Chip während der Montage reduzieren oder möglicherweise sogar verhindern können.According to various embodiments, bump shapes are provided which can reduce or possibly even prevent direct application of pressure to the low-k material or ULK material of the structures in the chip during assembly.

Die in verschiedenen Ausführungsbeispielen beschriebenen Kronen-Bump-Formen bewahren den Effekt von herkömmlichen Gold-Stud-Bumps, mittels Deformation der Bumps einen Höhenunterschied der auf dem Chip angeordneten Bumps auszugleichen. Die in verschiedenen Ausführungsbeispielen beschriebenen Kronen-Bump-Formen können so ausgelegt sein, dass sie deformierbare Anteile aufweisen.The crown-bump shapes described in various embodiments preserve the effect of conventional gold stud bumps, by means of deformation of the bumps to compensate for a height difference of the bumps arranged on the chip. The crown bump shapes described in various embodiments may be configured to have deformable portions.

Dabei gewährleistet jedoch die besondere Form der hierin beschriebenen Ausführungsformen der Kronen-Bumps, dass während des FCOS-Montageprozesses kein direkter Druck bzw. keine direkte Kraft auf die spröden Low-k- bzw. ULK-Strukturen des Chips ausgeübt wird. Stattdessen sind die Kronen-Bumps in verschiedenen Ausführungsbeispielen so ausgestaltet, dass der während des FCOS-Montagevorgangs ausgeübte Druck von der auf der Oberseite des Chips abgeschiedenen, weicheren Passivierungsschicht aufgefangen wird.However, the particular shape of the crown bump embodiments described herein ensures that no direct pressure or direct force is exerted on the chips' low-k or ULK structures during the FCOS assembly process. Instead, in various embodiments, the crown bumps are configured to capture the pressure applied during the FCOS assembly process from the softer passivation layer deposited on top of the chip.

Hierfür sind die neuen Bumps so geformt, dass die den Druck auffangenden Teile der Bumps über der Passivierungsschicht angeordnet sind. Da die Passivierungsschicht weicher ist als das Pad-Metall, kann die Passivierungsschicht verformt werden, so dass die ausgeübte Kraft während des Vorgangs des Zusammenpressens des Chips und des Substrats mittels der Passivierung aufgefangen und somit verteilt wird und nicht an die in dem Chip vorhandenen, spröden Low-k- bzw. ULK-Materialien weitergegeben wird.For this purpose, the new bumps are shaped so that the pressure-collecting parts of the bumps are arranged above the passivation layer. Because the passivation layer is softer than the pad metal, the passivation layer may be deformed so that the force applied during the process of compressing the chip and the substrate is captured and thus distributed by the passivation and not to the brittle ones present in the chip Low-k or ULK materials is passed.

Des Weiteren sind die verschiedenen Ausführungsformen der hier beschriebenen neuen Kronen-Bumps so geformt, dass eine zuverlässige Kontaktierung der Substratleitungen auf der einen Seite und der Anschluss-Pads des Chips auf der anderen Seite gewährleistet ist.Furthermore, the various embodiments of the new crown bumps described herein are shaped to ensure reliable contacting of the substrate lines on one side and the terminal pads of the chip on the other side.

Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Design der Bumps auf dem Chip, das das Einwirken einer direkten Kraft auf die Strukturen aus Low-k- bzw. ULK-Material des Chips vermeiden kann und trotzdem Höhenunterschiede der zu kontaktierenden Strukturen auf den sich gegenüberliegenden Oberflächen des Chips bzw. des Substrats ausgleichen kann und dabei eine zuverlässige elektrische Kontaktierung der Chip-Anschlüsse mit den Substratleitungen gewährleisten kann.According to various embodiments, a design of the bumps on the chip, which can avoid the application of a direct force on the structures of low-k or ULK material of the chip and still height differences of the structures to be contacted on the opposite surfaces of the chip or . of the substrate can compensate and thereby ensure a reliable electrical contacting of the chip terminals with the substrate lines.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine Chipanordnung bereitgestellt, die einen Chipkörper, mindestens einen Chip-Anschlussbereich auf dem Chipkörper und mindestens eine Passivierungsschicht aufweist. Dabei ist die Passivierungsschicht teilweise neben dem Chip-Anschlussbereich angeordnet und weist eine Öffnung auf, mittels der zumindest ein Teil des Chip-Anschlussbereichs freigelegt ist. Die Chipanordnung weist ferner ein Substrat mit einem Substrat-Anschlussbereich und eine elektromechanische Verbindungsstruktur auf. Die elektromechanische Verbindungsstruktur weist dabei im Inneren einen Hohlraum auf, wobei mindestens eine Wand der Verbindungsstruktur auf der Passivierungsschicht und auf dem Substrat-Anschlussbereich angeordnet ist und verbindet den Chip-Anschlussbereich elektrisch leitend mit dem Substrat-Anschlussbereich. Der Hohlraum im Inneren der Verbindungsstruktur weist eine Tiefe auf, die größer ist als eine Tiefe der Öffnung.In various embodiments, a chip arrangement is provided which has a chip body, at least one chip connection region on the chip body and at least one passivation layer. In this case, the passivation layer is partially arranged next to the chip connection region and has an opening, by means of which at least part of the chip connection region is exposed. The chip arrangement further comprises a substrate with a substrate connection region and an electromechanical connection structure. The electromechanical connection structure has a cavity in the interior, wherein at least one wall of the connection structure is arranged on the passivation layer and on the substrate connection region and connects the chip connection region to the substrate connection region in an electrically conductive manner. The cavity in the interior of the connection structure has a depth that is greater than a depth of the opening.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die elektromechanische Verbindungsstruktur der Chipanordnung eine Flip-Chip-Verbindungsstruktur sein. Anders ausgedrückt kann die Verbindungsstruktur derart ausgebildet sein, dass sie für die Montage eines Chipkörpers auf einem Substrat in der Flip-Chip-on-Substrate (FCOS)-Technologie geeignet ist. Dafür kann die Verbindungsstruktur derart ausgebildet sein, dass sie für die Druckkontaktierung bei der FCOS-Montage geeignet ist, derart, dass beispielsweise verformbare Bumps als Verbindungsstruktur auf dem Chipkörper gebildet sind. Beim Verbinden des Chipkörpers mit dem Substrat kann dabei der Chipkörper mit der Oberseite, d.h. mit der den Chip-Anschlussbereich und die Verbindungsstruktur aufweisenden Seite, auf das gegenüberliegend angeordnete Substrat aufgebracht werden, das den Substrat-Anschlussbereich und Klebstoff aufweist. Die verformbaren Bumps können dann derart auf das Substrat und den Substrat-Anschlussbereich gepresst werden, dass eine leichte Deformation der Bumps eventuell vorhandene Höhenunterschiede der Bumps auf dem Chipkörper ausgeglichen werden kann. Der Klebstoff kann nachfolgend ausgehärtet werden, beispielsweise mittels Wärme, wodurch der Chipkörper auf dem Substrat mechanisch fixiert sein kann und mittels der Bumps eine elektrisch leitende Verbindung kann zwischen dem Chip-Anschlussbereich und dem Substrat-Anschlussbereich gebildet sein kann.In various embodiments, the electromechanical connection structure of the chip arrangement may be a flip-chip connection structure. In other words, the connection structure may be formed so as to be suitable for mounting a chip body on a substrate in flip-chip-on-substrate (FCOS) technology. For this purpose, the connection structure may be designed such that it is suitable for pressure contact during FCOS mounting, such that, for example, deformable bumps are formed as a connection structure on the chip body. When the chip body is connected to the substrate, the chip body with the upper side, ie with the side having the chip connection region and the connection structure, can be applied to the oppositely disposed substrate which has the substrate connection region and adhesive. The deformable bumps can then be pressed onto the substrate and the substrate connection area in such a way that a slight deformation of the bumps, possibly existing height differences of the bumps on the chip body can be compensated. The adhesive can subsequently be cured, for example by means of heat, whereby the chip body can be mechanically fixed on the substrate and by means of the bumps an electrically conductive connection can be formed between the chip connection region and the substrate connection region.

Die Verbindungsstruktur kann zumindest einen Boden und eine Wand aufweisen. Die Verbindungsstruktur kann auch aus einem Boden und zumindest einer Wand bestehen.The connection structure may have at least a bottom and a wall. The connection structure may also consist of a bottom and at least one wall.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Wand ringförmig sein. Alternativ dazu kann die Wand eine rechteckige Form aufweisen.In various embodiments, the wall may be annular. Alternatively, the wall may have a rectangular shape.

Die Wand kann ferner derart ausgebildet sein, dass sie in sich geschlossen ist. Alternativ dazu kann die Wand in eine Mehrzahl von Abschnitten unterteilt sein. Anders ausgedrückt kann die Wand segmentiert sein. Dabei können Lücken zwischen den Abschnitten ausgebildet sein.The wall may also be formed such that it is self-contained. Alternatively, the wall may be divided into a plurality of sections. In other words, the wall can be segmented. In this case, gaps between the sections may be formed.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Wand in vier Abschnitte oder eine beliebige andere Zahl von Abschnitten segmentiert sein. Die Abschnitte und Lücken zwischen den Abschnitten können derart ausgeführt sein, dass sie gleichmäßig auf den Umfang der Wand verteilt sind oder dass sie ungleichmäßig auf den Umfang der Wand verteilt sind. Anders ausgedrückt können die Abschnitte und die Lücken gleich groß sein oder die Abschnitte und die Lücken können unterschiedliche Größe aufweisen.In various embodiments, the wall may be segmented into four sections or any other number of sections. The portions and gaps between the portions may be made to be evenly distributed on the circumference of the wall or unevenly distributed on the circumference of the wall. In other words, the sections and the gaps may be the same size or the sections and the gaps may have different sizes.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Boden der Verbindungsstruktur den Chip-Anschlussbereich kontaktieren. Der Boden der Verbindungsstruktur kann derart ausgestaltet sein, dass er den Chip-Anschlussbereich durch die Öffnung der Passivierungsschicht hindurch kontaktiert.In various embodiments, the bottom of the interconnect structure may contact the die pad area. The bottom of the connection structure may be configured to contact the chip termination region through the opening of the passivation layer.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Chipkörper ein Chipkörper-Substrat aufweisen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Chipkörper-Substrat mindestens eines von Silizium, Siliziumcarbit, Germanium, Galliumphosphid, Galliumarsenid und Galliumnitrid aufweisen oder im Wesentlichen daraus bestehen.In various embodiments, the chip body may include a chip body substrate. In various embodiments, the chip body substrate may include or consist essentially of at least one of silicon, silicon carbide, germanium, gallium phosphide, gallium arsenide, and gallium nitride.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Chipkörper ferner Strukturen aus einem Material mit einer vorher festgelegten Dielektrizitätskonstante aufweisen. Beispielsweise kann die Dielektrizitätskonstante des Materials der Strukturen im Chipkörper kleiner als 3,9 sein. Beispielsweise kann die Dielektrizitätskonstante der Strukturen kleiner als 2,4 sein.In various embodiments, the chip body may further include structures of a material having a predetermined dielectric constant. For example, the dielectric constant of the material of the structures in the chip body may be less than 3.9. For example, the dielectric constant of the structures may be less than 2.4.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Material der Strukturen eines aus der Gruppe bestehend aus anorganischen Materialien (Wasserstoff-Silsesquioxan (HSQ, HSSQ), amorphem Kohlenstoff, Kohlenstoff-dotiertes Siliziumoxid), Hybriden (Si-O-C Polymere), organischen Materialien (Polyimide, Parylen-N, Benzocyclobutene (BCB), flourierte Polyimide, aromatische Polyether (PAE), Polyaryle, Parylen-F4, Flourpolymere (z.B.PTFE)) und porösen Materialien (organische Materialien, poröses CDO, silicatische Xerogele, silicatische Aerogele, mesoporöse Organosilikate, poröses HSSQ/MSSQ, mesoporöse Silikatgläser SiO2) aufweisen oder im Wesentlichen daraus bestehen.In various embodiments, the material of the structures of one of the group consisting of inorganic materials (hydrogen silsesquioxane (HSQ, HSSQ), amorphous carbon, carbon-doped silica), hybrids (Si-OC polymers), organic materials (polyimides, parylene) N, benzocyclobutenes (BCB), fluorinated polyimides, aromatic polyethers (PAE), polyaryls, parylene-F4, fluoropolymers (egPTFE)) and porous materials (organic materials, porous CDO, silicatic xerogels, silicatic aerogels, mesoporous organosilicates, porous HSSQ / MSSQ, mesoporous silicate glasses SiO2) or essentially consist thereof.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Passivierungsschicht eines aus der Gruppe bestehend aus Polyimid, Polybenzoxazol (PBO), Siliziumnitrid und Siliziumdioxid aufweisen oder im Wesentlichen daraus bestehen.In various embodiments, the passivation layer may include or consist essentially of one of the group consisting of polyimide, polybenzoxazole (PBO), silicon nitride, and silicon dioxide.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Verbindungsstruktur mindestens eines von Kupfer, Nickel, Palladium, Nickel-Palladium, Gold, Nickel-Palladium-Gold, Nickel-Phosphor-Palladium-Gold, Silber und Aluminium aufweisen oder im Wesentlichen daraus bestehen.In various embodiments, the interconnect structure may comprise or consist essentially of at least one of copper, nickel, palladium, nickel-palladium, gold, nickel-palladium-gold, nickel-phosphorous-palladium-gold, silver, and aluminum.

Die Verbindungsstruktur kann eine Kupferstruktur aufweisen, die mit einer Nickel-Palladium-Schicht in einer Dicke von ungefähr 3 µm beschichtet ist. Alternativ dazu kann die Verbindungsstruktur eine Kupferstruktur aufweisen, die mit einer Palladium-Schicht in einer Dicke von ungefähr 300 nm beschichtet ist. Die Verbindungsstruktur kann alternativ eine Kupferstruktur aufweisen, die mit einer Goldschicht in einer Dicke von ungefähr 50 nm beschichtet ist. Des Weiteren kann die Verbindungsstruktur eine Kupferstruktur aufweisen, die mit einer Nickel-Palladium-Gold-Schicht in einer Dicke von unter 3 µm beschichtet ist.The connection structure may have a copper structure coated with a nickel-palladium layer in a thickness of about 3 μm. Alternatively, the interconnect structure may have a copper structure coated with a palladium layer in a thickness of approximately 300 nm. The interconnect structure may alternatively have a copper structure coated with a gold layer in a thickness of about 50 nm. Furthermore, the connection structure may have a copper structure which is coated with a nickel-palladium-gold layer in a thickness of less than 3 microns.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Verbindungsstruktur einen Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 50 µm bis ungefähr 150 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 70 µm bis ungefähr 140 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 100 µm bis ungefähr 120 µm aufweisen.In various embodiments, the connection structure may have a diameter in a range of about 50 μm to about 150 μm, optionally in a range of about 70 μm to about 140 μm, optionally in a range of about 100 μm to about 120 μm.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Chip-Anschlussbereich eine Fläche in einem Bereich von ungefähr 90×90 µm2 bis ungefähr 25×25 µm2, optional in einem Bereich von ungefähr 80×80 µm2 bis ungefähr 40×40 µm2, optional in einem Bereich von ungefähr 70×70 µm2 bis ungefähr 50×50 µm2 aufweisen. Der Chip-Anschlussbereich kann als Anschlusspad ausgebildet sein. Der Chip-Anschlussbereich kann als Pad-Metallisierung ausgebildet sein.In various embodiments, the chip termination region may have an area in a range of about 90 × 90 μm 2 to about 25 × 25 μm 2 , optionally in a range of about 80 × 80 μm 2 to about 40 × 40 μm 2 , optionally in one Range from about 70 × 70 μm 2 to about 50 × 50 μm 2 . The chip connection region can be designed as a connection pad. The chip connection region may be formed as a pad metallization.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Chipkörper ferner eine mit dem Chip-Anschlussbereich verbundene Umverdrahtungsschicht aufweisen. Die Umverdrahtungsschicht kann den Chip-Anschlussbereich mit der Verbindungsstruktur verbinden. Die Umverdrahtungsschicht kann in einer Ebene mit dem Boden der Verbindungsstruktur angeordnet sein. Die Umverdrahtungsschicht kann derart angeordnet sein, dass sie den Chip-Anschlussbereich durch die Öffnung in der Passivierungsschicht hindurch kontaktiert.In various embodiments, the chip body may further include a redistribution layer connected to the chip termination region exhibit. The redistribution layer may connect the chip termination region to the connection structure. The redistribution layer may be disposed in a plane with the bottom of the connection structure. The redistribution layer may be arranged to contact the chip pad region through the opening in the passivation layer.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ferner ein Verfahren zum Herstellen einer Chipanordnung bereitgestellt, wobei das Verfahren Bilden einer Öffnung in mindestens einer Passivierungsschicht aufweist. Die Passivierungsschicht ist dabei teilweise neben einem Chip-Anschlussbereich eines Chipkörpers angeordnet, so dass mittels der Öffnung zumindest ein Teil des Chip-Anschlussbereichs freigelegt wird. Das Verfahren weist ferner Bilden einer elektromechanischen Verbindungsstruktur zwischen dem Chip-Anschlussbereich und einem Substrat-Anschlussbereich eines Substrats auf. Die elektromechanische Verbindungsstruktur weist dabei im Inneren einen Hohlraum auf, derart, dass mindestens eine Wand der Verbindungsstruktur auf der Passivierungsschicht und auf dem Substrat-Anschlussbereich angeordnet ist. Der Hohlraum weist des Weiteren eine Tiefe auf, die größer ist als eine Tiefe der Öffnung. Das Verfahren weist ferner ein Fixieren der elektromechanischen Verbindungsstruktur auf, so dass der Chip-Anschlussbereich und der Substrat-Anschlussbereich elektrisch leitend miteinander verbunden werden.In various embodiments, there is further provided a method of making a chip assembly, the method comprising forming an opening in at least one passivation layer. The passivation layer is partially arranged next to a chip connection region of a chip body, so that at least part of the chip connection region is exposed by means of the opening. The method further comprises forming an electromechanical interconnect structure between the die pad region and a substrate pad region of a substrate. The electromechanical connection structure has a cavity in the interior, such that at least one wall of the connection structure is arranged on the passivation layer and on the substrate connection region. The cavity further has a depth that is greater than a depth of the opening. The method further comprises fixing the electromechanical connection structure such that the chip connection region and the substrate connection region are connected to one another in an electrically conductive manner.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen des Verfahrens kann die elektromechanische Verbindungsstruktur eine Flip-Chip-Verbindungsstruktur sein. Anders ausgedrückt kann die Verbindungsstruktur derart ausgebildet werden, dass sie für die Montage eines Chipkörpers auf einem Substrat in der Flip-Chip-on-Substrate (FCOS)-Technologie geeignet ist.In various embodiments of the method, the electromechanical connection structure may be a flip-chip connection structure. In other words, the connection structure may be formed to be suitable for mounting a chip body on a substrate in flip-chip-on-substrate (FCOS) technology.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen des Verfahrens kann das Bilden der Verbindungsstruktur zumindest ein Bilden eines Bodens und ein Bilden zumindest einer Wand aufweisen. Beispielsweise kann die Verbindungsstruktur derart gebildet werden, dass auf dem Chipkörper der Boden der Verbindungsstruktur ausgebildet wird und die Wand derart auf dem Boden ausgebildet wird, dass der Boden und die Wand eine mechanische, elektrisch leitende Einheit bilden. Dabei kann der Boden zumindest teilweise über dem Chip-Anschlussbereich ausgebildet werden und diesen kontaktieren.In various embodiments of the method, forming the connection structure may include at least forming a bottom and forming at least one wall. For example, the connection structure may be formed such that the floor of the connection structure is formed on the chip body and the wall is formed on the floor such that the floor and the wall form a mechanical, electrically conductive unit. In this case, the bottom can be formed at least partially over the chip connection region and contact it.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen des Verfahrens kann die Wand ringförmig gebildet werden. Anders ausgedrückt kann die Wand in einer Ringform ausgebildet werden. Alternativ dazu kann die Wand in einer Rechteckform ausgebildet werden. Die Wand kann in sich geschlossen sein. Anders ausgedrückt kann die Wand einen in sich geschlossenen Ring auf dem Boden bilden.In various embodiments of the method, the wall may be formed annular. In other words, the wall can be formed in a ring shape. Alternatively, the wall may be formed in a rectangular shape. The wall can be closed in itself. In other words, the wall can form a self-contained ring on the floor.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen des Verfahrens kann die Wand segmentiert gebildet werden. Anders ausgedrückt kann die Wand derart gebildet werden, dass sie eine Anzahl von Abschnitten mit Lücken dazwischen aufweist. Beispielsweise kann die Wand derart gebildet werden, dass sie einen Abschnitt mit einer Lücke (beispielsweise einem Schlitz) aufweist, dass sie zwei Abschnitte mit zwei Lücken aufweist, dass sie drei Abschnitte mit drei Lücken aufweist oder dass sie vier Abschnitte mit vier Lücken aufweist. Die Wand kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen des Verfahrens auch derart ausgebildet werden, dass sie in eine beliebige andere Zahl von Abschnitten unterteilt ist. Anders ausgedrückt kann die Wand derart gebildet werden, dass sie in einen, zwei, drei, vier oder eine beliebige andere Anzahl von Abschnitten segmentiert ist. In verschiedenen Ausführungsbeispielen des Verfahrens können die Abschnitte derart gebildet werden, dass die Lücken zwischen den Abschnitten als schmale Schlitze ausgebildet sind. In verschiedenen Ausführungsbeispielen des Verfahrens können die Abschnitte derart gebildet werden, dass die Abschnitte und Lücken zwischen den Abschnitten gleichmäßig auf den Umfang der Wand verteilt sind. Anders ausgedrückt können die Abschnitte und die Lücken gleich groß ausgebildet werden. Beispielsweise kann die Wand derart gebildet werden, dass sie in vier Abschnitte segmentiert gebildet ist.In various embodiments of the method, the wall may be formed segmented. In other words, the wall may be formed to have a number of sections with gaps therebetween. For example, the wall may be formed to have a portion with a gap (for example, a slit), two sections having two gaps, three sections having three gaps, or four sections having four gaps. The wall can also be formed in various embodiments of the method so that it is subdivided into any other number of sections. In other words, the wall may be formed to be segmented into one, two, three, four, or any other number of sections. In various embodiments of the method, the sections may be formed such that the gaps between the sections are formed as narrow slots. In various embodiments of the method, the sections may be formed such that the sections and gaps between the sections are uniformly distributed around the circumference of the wall. In other words, the sections and the gaps can be made the same size. For example, the wall may be formed to be segmented into four sections.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Chipkörper ein Chipkörper-Substrat aufweisen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Chipkörper ferner Strukturen aus einem Material mit einer vorher festgelegten Dielektrizitätskonstante aufweisen. Beispielsweise kann die Dielektrizitätskonstante der Strukturen kleiner als 3,9 sein. Alternativ dazu kann die Dielektrizitätskonstante der Strukturen kleiner als 2,4 sein.In various embodiments, the chip body may include a chip body substrate. In various embodiments, the chip body may further include structures of a material having a predetermined dielectric constant. For example, the dielectric constant of the structures may be less than 3.9. Alternatively, the dielectric constant of the structures may be less than 2.4.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen des Verfahrens kann das Bilden der Verbindungsstruktur Folgendes aufweisen: Bilden einer Keimschicht auf der Passivierungsschicht und in der Öffnung, so dass zumindest ein Bereich des freigelegten Teils des Chip-Anschlussbereichs bedeckt wird, Bilden einer Kupferschicht über der Keimschicht, Bilden einer Kupferstruktur auf der Kupferschicht, nachfolgendes Entfernen von freiliegenden Bereichen der Keimschicht.In various embodiments of the method, forming the interconnect structure may include forming a seed layer on the passivation layer and in the opening such that at least a portion of the exposed portion of the chip termination region is covered, forming a copper layer over the seed layer, forming a copper structure the copper layer, then removing exposed areas of the seed layer.

Des Weiteren kann das Verfahrens des Bildens der Verbindungsstruktur Folgendes aufweisen: Bilden einer Keimschicht auf der Passivierungsschicht und in der Öffnung der Passivierungsschicht, so dass zumindest ein Teil des von der Öffnung freigelegten Bereichs des Chip-Anschlussbereichs von der Keimschicht bedeckt wird; Bilden einer ersten Maske über zumindest einem Teil der Keimschicht; Bilden einer Kupferschicht über der Keimschicht in von der ersten Maske freigelegten Bereichen; Entfernen der ersten Maske; Bilden einer zweiten Maske über der Kupferschicht und freiliegenden Bereichen der Keimschicht; Bilden einer Kupferstruktur auf freiliegenden Bereichen der Kupferschicht; Entfernen der zweiten Maske; nachfolgend Entfernen von freiliegenden Bereichen der Keimschicht.Further, the method of forming the interconnect structure may include forming a seed layer on the passivation layer and in the opening of the passivation layer such that at least a portion of the one of the opening exposed portion of the chip terminal area is covered by the seed layer; Forming a first mask over at least a portion of the seed layer; Forming a copper layer over the seed layer in regions exposed from the first mask; Removing the first mask; Forming a second mask over the copper layer and exposed areas of the seed layer; Forming a copper structure on exposed portions of the copper layer; Removing the second mask; subsequently removing exposed areas of the seed layer.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen des Verfahrens können die Kupferschicht und die Kupferstruktur derart gebildet werden, dass sie zusammen die Verbindungsstruktur ausbilden. Dabei kann beispielsweise mittels des Bildens der Kupferschicht der Boden der Verbindungsstruktur gebildet werden, und mittels Bildens der Kupferstruktur kann die Wand der Verbindungsstruktur gebildet werden. Anders ausgedrückt kann die Kupferschicht den Boden der Verbindungsstruktur bilden, während die Kupferstruktur die Wand der Verbindungsstruktur bilden kann. Dabei kann die Kupferschicht derart ausgebildet werden, dass sie den Chip-Anschlussbereich kontaktiert.In various embodiments of the method, the copper layer and the copper structure may be formed such that together they form the connection structure. In this case, for example, the bottom of the connection structure can be formed by means of the formation of the copper layer, and by forming the copper structure, the wall of the connection structure can be formed. In other words, the copper layer can form the bottom of the connection structure, while the copper structure can form the wall of the connection structure. In this case, the copper layer can be formed such that it contacts the chip connection region.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen des Verfahrens kann das Bilden der Kupferschicht und der Kupferstruktur galvanisch erfolgen. Alternativ können die Kupferschicht und der Kupferstruktur mittels PVD abgeschieden werden. In various embodiments of the method, the formation of the copper layer and the copper structure can be galvanic. Alternatively, the copper layer and the copper structure may be deposited by PVD.

Alternativ kann das Bilden der Kupferschicht und der Kupferstruktur mittels CVD erfolgen.Alternatively, the formation of the copper layer and the copper structure may be done by CVD.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen des Verfahrens kann die Kupferstruktur in einer Ringform ausgebildet werden. Alternativ kann die Wand derart gebildet werden, dass sie eine Rechteckform aufweist.In various embodiments of the method, the copper structure may be formed in a ring shape. Alternatively, the wall may be formed to have a rectangular shape.

Die Wand kann derart ausgebildet werden, dass sie eine in sich geschlossene Wand, beispielsweise einen in sich geschlossenen Ring, bildet. Alternativ kann die Wand derart gebildet werden, dass sie in eine Mehrzahl von Abschnitten unterteilt ist. Anders ausgedrückt kann die Kupferstruktur in Segmenten ausgebildet werden, wobei die Segmente und Lücken zwischen den Segmenten gleich groß sein können. Wiederum anders ausgedrückt können die Abschnitte bzw. Segmente der Kupferstruktur und die Lücken dazwischen derart gebildet werden, dass sie gleichmäßig auf den Umfang der Kupferstruktur verteilt sind.The wall can be formed such that it forms a self-contained wall, for example a self-contained ring. Alternatively, the wall may be formed to be divided into a plurality of sections. In other words, the copper structure can be formed in segments, wherein the segments and gaps between the segments can be the same size. In other words, the portions of the copper structure and the gaps therebetween may be formed to be evenly distributed around the circumference of the copper structure.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Kupferstruktur mit einer Nickel-Palladium-Schicht in einer Dicke von ungefähr 3 µm beschichtet werden. Des Weiteren kann die Kupferstruktur mit einer Palladium-Schicht in einer Dicke von ungefähr 300 nm beschichtet werden. Die Kupferstruktur kann ferner mit einer Goldschicht in einer Dicke von ungefähr 50 nm beschichtet werden. Die Kupferstruktur kann außerdem mit einer Nickel-Palladium-Gold-Schicht in einer Dicke von weniger als 3 µm beschichtet werden.In various embodiments, the copper structure may be coated with a nickel-palladium layer in a thickness of approximately 3 μm. Further, the copper structure may be coated with a palladium layer in a thickness of about 300 nm. The copper structure may be further coated with a gold layer in a thickness of about 50 nm. The copper structure may also be coated with a nickel-palladium-gold layer in a thickness of less than 3 μm.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen des Verfahrens kann der Chipkörper Strukturen aus einem Material mit einer vorher festgelegten Dielektrizitätskonstante aufweisen. Beispielsweise kann die Dielektrizitätskonstante der Strukturen kleiner als 3,9 sein. Beispielsweise kann die Dielektrizitätskonstante der Strukturen kleiner als 2,4 sein. In various embodiments of the method, the chip body may include structures of a material having a predetermined dielectric constant. For example, the dielectric constant of the structures may be less than 3.9. For example, the dielectric constant of the structures may be less than 2.4.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Material der Strukturen eines aus der Gruppe bestehend aus anorganischen Materialien (Wasserstoff-Silsesquioxan (HSQ, HSSQ), amorphem Kohlenstoff, Kohlenstoff-dotiertes Siliziumoxid), Hybriden (Si-O-C Polymere), organischen Materialien (Polyimide, Parylen-N, Benzocyclobutene (BCB), flourierte Polyimide, aromatische Polyether (PAE), Polyaryle, Parylen-F4, Flourpolymere (z.B.PTFE)) oder aus porösen Materialien (organische Materialien, poröses CDO, silicatische Xerogele, silicatische Aerogele, mesoporöse Organosilikate, poröses HSSQ/MSSQ, mesoporöse Silikatgläser SiO2) aufweisen oder im Wesentlichen daraus bestehen.In various embodiments, the material of the structures of one of the group consisting of inorganic materials (hydrogen silsesquioxane (HSQ, HSSQ), amorphous carbon, carbon-doped silica), hybrids (Si-OC polymers), organic materials (polyimides, parylene) N, benzocyclobutenes (BCB), fluorinated polyimides, aromatic polyethers (PAE), polyaryls, parylene-F4, fluoropolymers (egPTFE)) or porous materials (organic materials, porous CDO, silicatic xerogels, silicatic aerogels, mesoporous organosilicates, porous HSSQ / MSSQ, mesoporous silicate glasses SiO2) or essentially consist thereof.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen des Verfahrens kann der Chipkörper ein Chipkörper-Substrat aufweisen, das eines aus der Gruppe bestehend aus Silizium, Siliziumcarbit, Germanium, Galliumphosphid, Galliumarsenid und Galliumnitrid aufweist oder im Wesentlichen daraus besteht.In various embodiments of the method, the chip body may comprise a chip body substrate comprising or consisting essentially of one of the group consisting of silicon, silicon carbide, germanium, gallium phosphide, gallium arsenide, and gallium nitride.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen des Verfahrens kann die Passivierungsschicht aus zumindest einem aus der Gruppe bestehend aus Polyimid, Polybenzoxazol (PBO), Siliziumnitrid und Siliziumoxid gebildet werden oder im Wesentlichen gebildet werden.In various embodiments of the method, the passivation layer may be formed or substantially formed of at least one of the group consisting of polyimide, polybenzoxazole (PBO), silicon nitride, and silicon oxide.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen des Verfahrens kann die Verbindungsstruktur aus zumindest einem aus der Gruppe bestehend aus Kupfer, Nickel, Palladium, Nickel-Palladium, Gold, Nickel-Palladium-Gold, Silber und Aluminium gebildet werden oder im Wesentlichen gebildet werden.In various embodiments of the method, the interconnect structure may be formed or substantially formed of at least one of the group consisting of copper, nickel, palladium, nickel-palladium, gold, nickel-palladium-gold, silver, and aluminum.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen des Verfahrens kann die Verbindungsstruktur in einem Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 50 µm bis ungefähr 150 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 70 µm bis ungefähr 140 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 100 µm bis ungefähr 120 um gebildet werden.In various embodiments of the method, the interconnect structure may be formed in a diameter in a range of about 50 μm to about 150 μm, optionally in a range of about 70 μm to about 140 μm, optionally in a range of about 100 μm to about 120 μm ,

In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Chip-Anschlussbereich in einer Fläche in einem Bereich von ungefähr 90×90 µm2 bis ungefähr 25×25 µm2, optional in einem Bereich von ungefähr 80×80 µm2 bis ungefähr 40×40 µm2, optional in einem Bereich von ungefähr 70×70 µm2 bis ungefähr 50×50 µm2 gebildet werden. Der Chip-Anschlussbereich kann als Anschlusspad ausgebildet werden. Der Chip-Anschlussbereich kann als Pad-Metallisierung ausgebildet werden. In various embodiments, the chip termination region may range in area from about 90 × 90 μm 2 to about 25 × 25 μm 2 , optionally in a range from about 80 × 80 μm 2 to about 40 × 40 μm 2 , optionally in FIG a range of about 70 × 70 μm 2 to about 50 × 50 μm 2 . The chip connection region can be formed as a connection pad. The chip connection region can be formed as a pad metallization.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Verfahren ferner aufweisen: Bilden einer mit dem Chip-Anschlussbereich verbundenen Umverdrahtungsschicht auf dem Chipkörper. Die Umverdrahtungsschicht kann den Chip-Anschlussbereich mit der Verbindungsstruktur verbinden. Die Umverdrahtungsschicht kann derart gebildet werden, dass sie in einer Ebene mit dem Boden der Verbindungsstruktur angeordnet ist. Die Umverdrahtungsschicht kann derart gebildet werden, dass sie den Chip-Anschlussbereich durch die Öffnung in der Passivierungsschicht hindurch kontaktiert.In various embodiments, the method may further include: forming a redistribution layer connected to the chip pad region on the chip body. The redistribution layer may connect the chip termination region to the connection structure. The redistribution layer may be formed to be disposed in a plane with the bottom of the connection structure. The redistribution layer may be formed to contact the die pad region through the opening in the passivation layer.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann eine Chipanordnung mit einer Mehrzahl von Integrierten Schaltkreisen bereitgestellt werden, die eine Mehrzahl von Verbindungsstrukturen aufweist, wobei die Chipanordnung die oben genannten Merkmale aufweisen kann.In various embodiments, a chip arrangement may be provided with a plurality of integrated circuits having a plurality of connection structures, wherein the chip arrangement may have the above-mentioned features.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann eine Chipanordnung bereitgestellt werden, die einen Chipkörper, mindestens einen Chip-Anschlussbereich, und mindestens eine Passivierungsschicht teilweise neben dem Chip-Anschlussbereich aufweist. Dabei kann die Passivierungsschicht eine Öffnung aufweisen, mittels der zumindest ein Teil des Chip-Anschlussbereichs freigelegt ist. Die Chipanordnung kann des Weiteren ein Substrat mit einem Substrat-Anschlussbereich und eine elektromechanische Verbindungsstruktur, die im Inneren einen Hohlraum aufweist, aufweisen. Hierbei kann mindestens eine Wand der Verbindungsstruktur auf der Passivierungsschicht und auf dem Substrat-Anschlussbereich angeordnet sein, wobei die elektromechanische Verbindungsstruktur den Chip-Anschlussbereich mit dem Substrat-Anschlussbereich elektrisch leitend verbindet. In einem Bereich der elektromechanischen Verbindungsstruktur, der in Kontakt mit dem Chip-Anschlussbereich ist, kann dabei eine Zugspannung bestehen.In various embodiments, a chip arrangement may be provided that includes a chip body, at least one chip termination region, and at least one passivation layer partially adjacent to the die connection region. In this case, the passivation layer may have an opening, by means of which at least part of the chip connection region is exposed. The chip assembly may further comprise a substrate having a substrate connection region and an electromechanical connection structure having a cavity therein. In this case, at least one wall of the connection structure may be arranged on the passivation layer and on the substrate connection region, wherein the electromechanical connection structure connects the chip connection region to the substrate connection region in an electrically conductive manner. In a region of the electromechanical connection structure, which is in contact with the chip connection region, there may be a tensile stress.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann ein Verfahren zum Herstellen einer Chipanordnung bereitgestellt werden, wobei das Verfahren verschiedene Teilprozesse aufweist. Ein Teilprozess kann beispielsweise Bilden einer Öffnung in mindestens einer Passivierungsschicht, die teilweise neben einem Chip-Anschlussbereich eines Chipkörpers angeordnet ist, so dass zumindest ein Teil des Chip-Anschlussbereichs freigelegt wird, sein. In einem weiteren Teilprozess kann eine elektromechanischen Verbindungsstruktur zwischen dem Chip-Anschlussbereich und einem Substrat-Anschlussbereich eines Substrats gebildet werden. Die elektromechanische Verbindungsstruktur kann dabei derart gebildet werden, dass sie im Inneren einen Hohlraum aufweist, derart, dass mindestens eine Wand der Verbindungsstruktur auf der Passivierungsschicht und auf dem Substrat-Anschlussbereich angeordnet ist. Anschließend kann eine Kraft auf die elektromechanische Verbindungsstruktur ausgeübt werden, so dass mittels der Wand der elektromechanischen Verbindungsstruktur in einem Bereich der elektromechanischen Verbindungsstruktur, der in Kontakt mit dem Chip-Anschlussbereich ist, ein Drehmoment erzeugt wird, und dass der Chip-Anschlussbereich und der Substrat-Anschlussbereich elektrisch leitend miteinander verbunden werden.In various embodiments, a method for manufacturing a chip arrangement may be provided, wherein the method comprises various sub-processes. For example, a sub-process may be forming an opening in at least one passivation layer that is partially disposed adjacent a chip termination region of a chip body such that at least a portion of the chip termination region is exposed. In a further sub-process, an electromechanical connection structure can be formed between the chip connection region and a substrate connection region of a substrate. In this case, the electromechanical connection structure can be formed such that it has a cavity in the interior, such that at least one wall of the connection structure is arranged on the passivation layer and on the substrate connection region. Then, a force may be applied to the electromechanical connection structure such that a torque is generated by the wall of the electromechanical connection structure in a portion of the electromechanical connection structure in contact with the chip connection portion, and that the chip connection portion and the substrate Connection area are electrically connected to each other.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen des Verfahrens können der Chipkörper und das Substrat derart zusammengedrückt werden, dass die Verbindungsstruktur einen elektrisch leitenden Kontakt zwischen dem Chip-Anschlussbereich und dem Substrat-Anschlussbereich bildet. Anders ausgedrückt kann die Verbindungsstruktur eine Druckkontaktierung zwischen dem Chip-Anschlussbereich und dem Substrat-Anschlussbereich bilden. Wiederum anders ausgedrückt kann mittels Kraftausübung eine Druckkontaktierung zwischen dem Chip-Anschlussbereich und dem Substrat-Anschlussbereich ausgebildet werden. Dabei kann der Boden der Verbindungsstruktur den Chip-Anschlussbereich elektrisch leitend kontaktieren und die Wand der Verbindungsstruktur kann den Substrat-Anschlussbereich elektrisch leitend kontaktieren. Gleichzeitig können der Chipkörper und das Substrat mittels der Verbindungsstruktur mechanisch miteinander verbunden sein, wobei Klebstoff, der zwischen dem Substrat und dem Chipkörper angeordnet sein kann, die Verbindung stabilisieren kann.In various embodiments of the method, the chip body and the substrate may be compressed such that the connection structure forms an electrically conductive contact between the chip connection region and the substrate connection region. In other words, the connection structure can form a pressure contact between the chip connection region and the substrate connection region. In other words, by means of force application, a pressure contact can be formed between the chip connection region and the substrate connection region. In this case, the bottom of the connection structure can electrically conductively contact the chip connection region, and the wall of the connection structure can contact the substrate connection region in an electrically conductive manner. At the same time, the chip body and the substrate can be mechanically connected to each other by means of the connection structure, wherein adhesive which can be arranged between the substrate and the chip body can stabilize the connection.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen des Verfahrens kann beim Zusammendrücken des Chipkörpers und des Substrats die Kupferstruktur derart verformt werden, dass Höhenunterschiede von Strukturen auf der Oberfläche des Chipkörpers und auf der Oberfläche des Substrats ausgeglichen werden.In various embodiments of the method, when the chip body and the substrate are compressed, the copper structure may be deformed such that differences in height of structures on the surface of the chip body and on the surface of the substrate are compensated.

Die hier beschriebene Chipanordnung bzw. das Verfahren zum Herstellen einer Chipanordnung stellt eine Verbindungsstruktur bereit, mithilfe derer es vermieden werden kann, die in dem Chipkörper-Substrat unter dem Chip-Anschlussbereich angeordneten Low-k- Strukturen bzw. ULK-Strukturen während des FCOS-Montageprozesses zu beschädigen. Verbindungsstrukturen mit einem Kronen-Bump-Design (anders ausgedrückt einem kronenförmigen Bump) gemäß verschiedener Ausführungsbeispielen bzw. einer Form der Kronen-Bumps gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen können vorgesehen sein, den während des FCOS-Montageprozesses lokal ausgeübten Druck so auf die neben dem Chip-Anschlussbereich abgeschiedene Passivierungsschicht umzulenken, dass eine Beschädigung der spröden Low-k- bzw. ULK-Strukturen des Chipkörpers verhindert wird. Die hier beschriebene Form der Kronen-Bumps als Verbindungsstruktur gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen kann dabei gewährleisten, dass Höhenunterschiede der zu kontaktierenden Strukturen auf den sich gegenüberliegenden Oberflächen des Chips bzw. des Substrats ausgeglichen werden können und dabei eine zuverlässige elektrische Kontaktierung der Chip-Anschlüsse mit den Substratleitungen bereitgestellt werden kann.The chip arrangement described here or the method for producing a chip arrangement provides a connection structure by means of which it is possible to avoid the low-k structures or ULK structures arranged in the chip body substrate under the chip connection area during the FCOS process. Damage assembly process. Connection structures with a Crown bump design (in other words, a crown-shaped bump) according to various embodiments or a form of crown bumps according to various embodiments may be provided to redirect the pressure locally applied during the FCOS assembly process to the passivation layer deposited adjacent to the die pad area in that damage to the brittle low-k or ULK structures of the chip body is prevented. The shape of the crown bumps described here as a connection structure according to various embodiments can ensure that height differences of the structures to be contacted on the opposite surfaces of the chip or the substrate can be compensated and thereby a reliable electrical contacting of the chip terminals with the substrate lines can be provided.

Das Vermeiden direkter Kraftausübung auf den Chip-Anschlussbereich und damit auf die darunter angeordneten Low-k- bzw. ULK-Strukturen des Chipkörpers kann beispielsweise dadurch gewährleistet werden, dass die Kronen-Bumps derart ausgebildet werden, dass sie eine Wand und einen Boden aufweisen. Dabei kann der Boden der Kronen-Bumps so ausgebildet sein, dass die gute Kontaktierung des Chip-Anschlussbereichs gewährleistet sein kann. Des Weiteren kann die Wand der Kronen-Bumps so ausgebildet sein, dass sie ringförmig ist, wobei der Durchmesser des Rings größer sein kann als die Fläche des Chip-Anschlussbereichs, so dass gewährleistet werden kann, dass bei Ausübung einer Kraft auf den Ring diese Kraft nicht auf den Chip-Anschlussbereich einwirkt. Außerdem kann die Wand der Kronen-Bumps so ausgebildet sein, dass gewährleistet ist, dass die Kronen-Bumps einen Hohlraum über dem Chip-Anschlussbereich aufweisen, wobei der Hohlraum eine genügend große Tiefe aufweisen kann, so dass auch bei einer während der Kraftausübung während der FCOS-Montage auftretende Verformung der Kronen-Bump-Wand gewährleistet sein kann, dass keine Kraft auf den Chip-Anschlussbereich ausgeübt wird. Die über die Höhe der Wand des Kronen-Bumps festgelegte Tiefe des Hohlraums kann ferner gewährleisten, dass mittels einer unterschiedlich stark ausgeprägten Verformung der Kronen-Bumps eventuell vorhandene Höhenunterschiede der zu kontaktierenden Strukturen auf der Oberfläche des Chips bzw. auf der Oberfläche des Substrats ausgeglichen werden können. In Summe können die hier bereitgestellten Ausführungsformen der Chipanordnung mittels der hier beschriebenen Formen der elektromechanischen Verbindungsstruktur eine einfache FCOS-Montage mit guter Kontaktierung bei gleichzeitiger Vermeidung von Beschädigungen der im Chipkörper vorhandenen empfindlichen Low-k- bzw. ULK-Strukturen gewährleistet werden.The avoidance of direct application of force to the chip connection region and thus to the low-k or ULK structures of the chip body arranged underneath can be ensured, for example, by forming the crown bumps in such a way that they have a wall and a bottom. In this case, the bottom of the crown bumps can be designed so that the good contact of the chip connection area can be ensured. Furthermore, the wall of the crown bumps may be formed to be annular, wherein the diameter of the ring may be larger than the area of the chip termination area, so that it can be ensured that upon application of a force on the ring this force does not affect the chip connection area. In addition, the wall of the crown bumps may be formed so as to ensure that the crown bumps have a cavity over the chip termination region, wherein the cavity may have a sufficiently large depth, so that even during a force application during the FCOS assembly occurring deformation of the crown bump wall can be ensured that no force is exerted on the chip connection area. The depth of the cavity defined over the height of the wall of the crown bump can furthermore ensure that possibly existing height differences of the structures to be contacted on the surface of the chip or on the surface of the substrate are compensated for by means of a differently pronounced deformation of the crown bumps can. In sum, the embodiments of the chip arrangement provided here by means of the forms of the electromechanical connection structure described here, a simple FCOS assembly with good contact while avoiding damage to the present in the chip body sensitive low-k or ULK structures can be ensured.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the figures and are explained in more detail below.

Es zeigen

  • 1 ein Stadium der herkömmlichen FCOS-Montage eines Chips auf einem Substrat unter Verwendung eines Stud-Bumps;
  • 2 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine Chipanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
  • 3 eine schematische Querschnittdarstellung einer Chipanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
  • 4A und 4B vergrößerte schematische perspektivische Darstellungen einer Verbindungsstruktur einer Chipanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
  • 5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Chipanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
  • 6 eine schematische Darstellung von Teilprozessen zum Bilden der Verbindungsstruktur in verschiedenen Ausführungsbeispielen des Verfahrens;
  • 7A und 7B eine schematische Darstellung von zwei Teilprozessen der FCOS-Montage des Verfahrens gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
  • 8 eine vergrößerte schematische Darstellung eines FCOS-Montage-Teilprozesses des Verfahrens gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
  • 9 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Chipanordnung gemäß weiteren verschiedenen Ausführungsbeispielen;
  • 10 eine vergrößerte schematische perspektivische Darstellung einer Verbindungsstruktur einer Chipanordnung mit einer Umverdrahtungsschicht gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen;
  • 11 vergrößerte Ansichten eines Chipkarten-ICs, der eine Mehrzahl von Verbindungsstrukturen gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen aufweist.
Show it
  • 1 a stage of conventional FCOS mounting of a chip on a substrate using a stud bump;
  • 2 a schematic representation of a plan view of a chip arrangement according to various embodiments;
  • 3 a schematic cross-sectional view of a chip arrangement according to various embodiments;
  • 4A and 4B enlarged schematic perspective views of a connection structure of a chip arrangement according to various embodiments;
  • 5 a flow chart of a method of manufacturing a chip arrangement according to various embodiments;
  • 6 a schematic representation of sub-processes for forming the connection structure in various embodiments of the method;
  • 7A and 7B a schematic representation of two sub-processes of the FCOS assembly of the method according to various embodiments;
  • 8th an enlarged schematic representation of an FCOS assembly sub-process of the method according to various embodiments;
  • 9 a flowchart of a method for manufacturing a chip arrangement according to further various embodiments;
  • 10 an enlarged schematic perspective view of a connection structure of a chip arrangement with a redistribution layer according to various embodiments;
  • 11 are enlarged views of a smart card IC having a plurality of interconnect structures according to various embodiments.

In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.In the following detailed description, reference is made to the accompanying drawings, which form a part hereof, and in which is shown by way of illustration specific embodiments in which the invention may be practiced. In this regard, directional terminology such as "top", "bottom", "front", "back", "front", "rear", etc. is used with reference to the orientation of the described figure (s). There For purposes of illustration, components of embodiments may be positioned in a number of different orientations, the directional terminology is illustrative and is in no way limiting. It should be understood that other embodiments may be utilized and structural or logical changes may be made without departing from the scope of the present invention. It should be understood that the features of the various exemplary embodiments described herein may be combined with each other unless specifically stated otherwise. The following detailed description is therefore not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is defined by the appended claims.

Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe „verbunden“, „angeschlossen“ sowie „gekoppelt“ verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.As used herein, the terms "connected," "connected," and "coupled" are used to describe both direct and indirect connection, direct or indirect connection, and direct or indirect coupling. In the figures, identical or similar elements are provided with identical reference numerals, as appropriate.

2 zeigt eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf eine Chipanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. 2 shows a schematic representation of a plan view of a chip arrangement according to various embodiments.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen können Bauteile, Materialien, Wirkungen, Abmessungen, Abstände usw. von Vorrichtungen oder Teilen davon, welche im Zusammenhang mit 3 bis 11 beschrieben sind, denjenigen entsprechen, welche im Zusammenhang mit der 2 beschrieben sind, entsprechen. Auf eine Wiederholung kann deshalb verzichtet werden, und die Bauteile, Materialien, Wirkungen, Abmessungen, Abstände usw. können mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Es ist ferner zu beachten, dass die Liste der genannten Materialien aller beschriebenen Elemente nicht abschließend ist, sondern weitere Materialien verwendet werden können, wenn deren Verwendung sinnvoll ist.In various embodiments, components, materials, effects, dimensions, distances, etc., of devices or parts thereof may be used in conjunction with 3 to 11 described correspond to those associated with the 2 are described correspond. Repetition may therefore be dispensed with, and the components, materials, effects, dimensions, distances, etc. may be given the same reference numerals. It should also be noted that the list of said materials of all elements described is not exhaustive, but other materials may be used if their use makes sense.

Wie in 2 dargestellt, kann eine Chipanordnung 200 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen einen Chipkörper 210 aufweisen, auf dem ein Chip-Anschlussbereich 220 angeordnet sein kann. Der Chipkörper 210 kann ein Chipkörper-Substrat aufweisen. Der Chipkörper 210 kann ferner Strukturen aufweisen, die aus einem Material gebildet sein können, das eine niedrige Dielektrizitätskonstante aufweist (im Folgenden auch als Low-k-Material oder als Low-k-Strukturen bezeichnet), oder das aus einem Material gebildet sein kann, das eine ultra-niedrige Dielektrizitätskonstante aufweist (im Folgenden auch als ULK-Material oder als ULK-Strukturen bezeichnet).As in 2 shown, a chip arrangement 200 According to various embodiments, a chip body 210 have on which a chip connection area 220 can be arranged. The chip body 210 may comprise a chip body substrate. The chip body 210 may further comprise structures that may be formed of a material having a low dielectric constant (hereinafter also referred to as low-k material or as low-k structures), or may be formed of a material that is an ultra having low dielectric constant (hereinafter also referred to as ULK material or as ULK structures).

Das Chipkörper-Substrat kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen eines aus der Gruppe bestehend aus Silizium, Siliziumcarbit, Germanium, Galliumphosphid, Galliumarsenid und Galliumnitrid aufweisen oder im Wesentlichen daraus bestehen.In various embodiments, the chip body substrate may include or consist essentially of one of the group consisting of silicon, silicon carbide, germanium, gallium phosphide, gallium arsenide, and gallium nitride.

Der Chipkörper kann ferner auf einem Systemträger angeordnet sein, wobei der Systemträger beispielsweise als Leiterplatte, Leiterrahmen oder anderes Chip-Trägermaterial ausgeführt sein. Beispielsweise kann der Systemträger Silizium, Chip-Trägermaterialien, Flex-Polyimid, Polyester, andere thermoplastische Materialien, faserverstärktes Epoxid oder andere faserverstärkte duroplastische Materialien aufweisen oder im Wesentlichen aus einem dieser Materialien oder aus einer Mischung daraus bestehen.The chip body can furthermore be arranged on a system carrier, the system carrier being designed, for example, as a printed circuit board, lead frame or other chip carrier material. For example, the leadframe may comprise or consist essentially of any of these materials or a mixture thereof, silicon, chip substrates, flex polyimide, polyesters, other thermoplastic materials, fiber reinforced epoxy, or other fiber reinforced thermoset materials.

Das Low-k-Material (bzw. die Low-k-Strukturen) kann beispielsweise anorganische Materialien (Wasserstoff-Silsesquioxan (HSQ, HSSQ), amorphem Kohlenstoff, Kohlenstoff-dotiertes Siliziumoxid), Hybride (Si-O-C Polymere) oder organische Materialien (Polyimide, Parylen-N, Benzocyclobutene (BCB), flourierte Polyimide, aromatische Polyether (PAE), Polyaryle, Parylen-F4, Flourpolymere (z.B.PTFE)) aufweisen oder im Wesentlichen aus einem dieser Materialien oder aus einer Mischung daraus bestehen. Das ULK-Material (bzw. die ULK-Strukturen) kann beispielsweise poröse Materialien (organische Materialien, poröses CDO, silicatische Xerogele, silicatische Aerogele, mesoporöse Organosilikate, poröses HSSQ/MSSQ, mesoporöse Silikatgläser SiO2) aufweisen oder im Wesentlichen aus einem dieser Materialien oder aus einer Mischung daraus bestehen.The low-k material (or the low-k structures) can be, for example, inorganic materials (hydrogen silsesquioxane (HSQ, HSSQ), amorphous carbon, carbon-doped silicon oxide), hybrids (Si-OC polymers) or organic materials ( Polyimides, parylene-N, benzocyclobutenes (BCB), fluorinated polyimides, aromatic polyethers (PAE), polyaryls, parylene-F4, fluoropolymers (eg PTFE)), or consist essentially of one of these materials or a mixture thereof. The ULK material (or the ULK structures) may include, for example, porous materials (organic materials, porous CDO, silicic xerogels, silicate aerogels, mesoporous organosilicates, porous HSSQ / MSSQ, mesoporous silicate glasses SiO 2), or substantially of any of these materials consist of a mixture of them.

Der Chip-Anschlussbereich 220 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen beispielsweise Aluminium, Kupfer, Aluminium-Kupfer, Aluminium-Silizium, Aluminium-Silizium-Kupfer, Nickel, Nickel-Phosphor, Nickel-Palladium-Gold oder Nickel-Gold aufweisen oder im Wesentlichen aus einem dieser Materialien oder aus einer Mischung daraus bestehen. Der Chip-Anschlussbereich 220 kann als Anschlusspad ausgebildet sein. Der Chip-Anschlussbereich 220 kann als Pad-Metallisierung ausgebildet sein. Der Chip-Anschlussbereich kann beispielsweise eine Fläche in einem Bereich von ungefähr 90×90 µm2 bis ungefähr 25×25 µm2, optional in einem Bereich von ungefähr 80×80 µm2 bis ungefähr 40×40 µm2, optional in einem Bereich von ungefähr 70×70 µm2 bis ungefähr 50×50 µm2 aufweisen.The chip connection area 220 For example, in various embodiments, aluminum, copper, aluminum-copper, aluminum-silicon, aluminum-silicon-copper, nickel, nickel-phosphorus, nickel-palladium-gold or nickel-gold may comprise or substantially consist of one of these materials or of a mixture consist of it. The chip connection area 220 can be designed as a connection pad. The chip connection area 220 may be formed as a pad metallization. The chip termination region may, for example, have an area in a range of about 90 × 90 μm 2 to about 25 × 25 μm 2 , optionally in a range of about 80 × 80 μm 2 to about 40 × 40 μm 2 , optionally in a range of about 70 × 70 μm 2 to about 50 × 50 μm 2 .

Zumindest auf einer Oberfläche des Chipkörpers 210 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen eine Passivierungsschicht 230 angeordnet sein. Die Passivierungsschicht 230 kann auf einem Bereich der Oberfläche des Chipkörpers 210 abgeschieden sein, auf dem der Chip-Anschlussbereich 220 ausgebildet ist. Die Passivierungsschicht 230 kann derart abgeschieden sein, dass sie an den Chip-Anschlussbereich 220 angrenzt. Die Passivierungsschicht 230 kann derart ausgebildet sein, dass sie den Chip-Anschlussbereich 220 zumindest teilweise überdeckt. Die Passivierungsschicht 230 kann derart ausgebildet sein, dass sie den Chip-Anschlussbereich 220 überlappt. Die Passivierungsschicht 230 kann derart auf einem Bereich der Oberfläche des Chipkörpers 210 angeordnet sein, dass sie den Chip-Anschlussbereich 220 vollständig überdeckt.At least on one surface of the chip body 210 can in different Embodiments, a passivation layer 230 be arranged. The passivation layer 230 can on a region of the surface of the chip body 210 be deposited, on which the chip connection area 220 is trained. The passivation layer 230 may be deposited such that it contacts the chip termination area 220 borders. The passivation layer 230 may be formed such that it the chip connection area 220 at least partially covered. The passivation layer 230 may be formed such that it the chip connection area 220 overlaps. The passivation layer 230 can be so on a portion of the surface of the chip body 210 be arranged that they have the chip connection area 220 completely covered.

Die Passivierungsschicht 230 kann beispielsweise Polyimid, Polybenzoxazol (PBO), Siliziumnitrid und Siliziumoxid aufweisen oder im Wesentlichen aus einem dieser Materialien, einer Mischung daraus oder einer Schichtkombination dieser Materialien bestehen. Die Passivierungsschicht 230 kann beispielsweise in einer Dicke in einem Bereich von ungefähr 4 µm bis ungefähr 12 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 5 µm bis ungefähr 10 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 6 µm bis ungefähr 8 µm abgeschieden sein.The passivation layer 230 For example, it may comprise polyimide, polybenzoxazole (PBO), silicon nitride, and silicon oxide, or may consist essentially of one of these materials, a mixture thereof, or a layer combination of these materials. The passivation layer 230 For example, it may be deposited in a thickness in a range of about 4 μm to about 12 μm, optionally in a range of about 5 μm to about 10 μm, optionally in a range of about 6 μm to about 8 μm.

Die Passivierungsschicht 230 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen eine Öffnung 232 aufweisen, wobei die Öffnung 232 zumindest teilweise auf dem Chip-Anschlussbereich 220 angeordnet ist. Die Öffnung 232 kann derart ausgebildet sein, dass sie zumindest einen Bereich des Chip-Anschlussbereichs 220 freilegt. Dazu kann die Öffnung 232 eine Tiefe aufweisen, die tief genug ist, dass zumindest ein Bereich der Oberfläche des Chip-Anschlussbereichs 220 freigelegt ist. Die Öffnung 232 kann ferner derart angeordnet sein, dass der Chip-Anschlussbereich 220 durch die Öffnung 232 hindurch kontaktiert werden kann.The passivation layer 230 may be an opening in various embodiments 232 have, wherein the opening 232 at least partially on the chip connection area 220 is arranged. The opening 232 may be formed such that it at least a portion of the chip connection area 220 exposes. This can be the opening 232 have a depth that is deep enough that at least a portion of the surface of the chip termination area 220 is exposed. The opening 232 can also be arranged such that the chip connection area 220 through the opening 232 can be contacted through.

Dabei kann die Öffnung 232 einen Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 10 µm bis ungefähr 70 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 20 µm bis ungefähr 60 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 30 µm bis ungefähr 45 µm aufweisen. Außerdem kann die Öffnung 232 eine Tiefe in einem Bereich von ungefähr 4 µm bis ungefähr 12 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 5 µm bis ungefähr 10 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 6 µm bis ungefähr 8 µm aufweisen.The opening can be 232 have a diameter in a range of about 10 μm to about 70 μm, optionally in a range of about 20 μm to about 60 μm, optionally in a range of about 30 μm to about 45 μm. In addition, the opening 232 have a depth in a range of about 4 μm to about 12 μm, optionally in a range of about 5 μm to about 10 μm, optionally in a range of about 6 μm to about 8 μm.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Chipanordnung 200 des Weiteren eine elektromechanische Verbindungsstruktur 250 aufweisen. Die elektromechanische Verbindungsstruktur 250 kann derart ausgebildet sein, dass sie einen Hohlraum 252 aufweist. Die Verbindungsstruktur 252 kann beispielsweise derart ausgebildet sein, dass sie einen Boden 256 und eine Wand 254 aufweist.In various embodiments, the chip arrangement 200 Furthermore, an electromechanical connection structure 250 exhibit. The electromechanical connection structure 250 may be formed such that it has a cavity 252 having. The connection structure 252 For example, it may be configured to form a floor 256 and a wall 254 having.

Der Boden 256 der Verbindungsstruktur 250 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen derart angeordnet sein, dass er auf dem Chip-Anschlussbereich 220 angeordnet ist. Der Boden 256 kann ferner derart ausgebildet sein, dass er den Chip-Anschlussbereich 220 durch die Öffnung 232 in der Passivierungsschicht 230 hindurch kontaktiert.The floor 256 the connection structure 250 may be arranged in various embodiments such that it is on the chip connection area 220 is arranged. The floor 256 may further be formed such that it the chip connection area 220 through the opening 232 in the passivation layer 230 contacted through.

Der Boden 256 kann beispielsweise eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 3 µm bis ungefähr 10 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 4 µm bis ungefähr 8 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 5 µm bis ungefähr 7 µm aufweisen.The floor 256 For example, it may have a thickness in a range of about 3 μm to about 10 μm, optionally in a range of about 4 μm to about 8 μm, optionally in a range of about 5 μm to about 7 μm.

Die Wand 254 der Verbindungsstruktur 250 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen derart angeordnet sein, dass sie mit dem Boden 256 zusammen den Hohlraum 252 bildet. Der Hohlraum 252 kann derart angeordnet sein, dass er über zumindest einem Bereich des Chip-Anschlussbereichs 220 positioniert ist. Der Hohlraum 252 kann ferner derart angeordnet sein, dass er über zumindest einem Bereich der Öffnung 232 in der Passivierungsschicht 230 positioniert ist. Des Weiteren kann der Hohlraum 252 derart ausgebildet sein, dass er vollständig über der Passivierungsschicht 230 angeordnet ist (nicht dargestellt). Dabei kann der Hohlraum 252 derart positioniert sein, dass er nicht über dem Chip-Anschlussbereich 220 angeordnet ist (nicht dargestellt).The wall 254 the connection structure 250 may be arranged in various embodiments such that they are connected to the ground 256 together the cavity 252 forms. The cavity 252 may be arranged to overlie at least a portion of the chip termination area 220 is positioned. The cavity 252 may also be arranged such that it over at least a portion of the opening 232 in the passivation layer 230 is positioned. Furthermore, the cavity 252 be formed so that it completely over the passivation layer 230 is arranged (not shown). In this case, the cavity 252 be positioned so that it does not over the chip termination area 220 is arranged (not shown).

Die Wand 254 der Verbindungsstruktur 250 kann einen äußeren Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 70 µm bis ungefähr 160 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 90 µm bis ungefähr 140 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 110 µm bis ungefähr 120 µm aufweisen. Dabei kann die Wand 254 der Verbindungsstruktur 250 eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 5 µm bis ungefähr 15 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 7 µm bis ungefähr 13 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 9 µm bis ungefähr 11 µm aufweisen. The wall 254 the connection structure 250 may have an outer diameter in a range of about 70 microns to about 160 microns, optionally in a range of about 90 microns to about 140 microns, optionally in a range of about 110 microns to about 120 microns. This can be the wall 254 the connection structure 250 a thickness in a range of about 5 μm to about 15 μm, optionally in a range of about 7 μm to about 13 μm, optionally in a range of about 9 μm to about 11 μm.

Dadurch kann der Hohlraum 352 beispielsweise einen Radius in einem Bereich von ungefähr 20 µm bis ungefähr 70 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 30 µm bis ungefähr 60 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 40 µm bis ungefähr 50 µm aufweisen.This allows the cavity 352 For example, have a radius in a range of about 20 microns to about 70 microns, optionally in a range of about 30 microns to about 60 microns, optionally in a range of about 40 microns to about 50 microns.

Außerdem kann die Wand 254 der Verbindungsstruktur 250 eine Höhe in einem Bereich von ungefähr 10 µm bis ungefähr 30 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 15 µm bis ungefähr 25 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 18 µm bis ungefähr 22 µm aufweisen.Besides, the wall can 254 the connection structure 250 a height in a range of about 10 μm to about 30 μm, optionally in a range of about 15 μm to about 25 μm, optionally in a range of about 18 μm to about 22 μm.

Die Verbindungsstruktur 250 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen derart angeordnet sein, dass zumindest ein Teil der Verbindungsstruktur 250 auf der Passivierungsschicht 230 angeordnet ist. Die Wand 254 der Verbindungsstruktur 250 kann derart angeordnet sein, dass zumindest ein Bereich der Wand 254 auf der Passivierungsschicht 230 lokalisiert ist. Die Wand 254 kann derart angeordnet sein, dass sie den Chip-Anschlussbereich 220 umgibt und vollständig auf der Passivierungsschicht 230 angeordnet ist, wobei optional die Wand 254 die Öffnung 232 der Passivierungsschicht 230 vollständig umschließt. Anders ausgedrückt kann die Öffnung 232 der Passivierungsschicht 230 vollständig innerhalb der Wand 254 angeordnet sein. Wiederum anders ausgedrückt kann die Öffnung 232 vollständig innerhalb des Hohlraums 252 der Verbindungsstruktur 250 angeordnet sein. The connection structure 250 may be arranged in various embodiments such that at least part of the connection structure 250 on the passivation layer 230 is arranged. The wall 254 the connection structure 250 may be arranged such that at least a portion of the wall 254 on the passivation layer 230 is localized. The wall 254 may be arranged such that it the chip connection area 220 surrounds and completely on the passivation layer 230 is arranged, optionally the wall 254 the opening 232 the passivation layer 230 completely encloses. In other words, the opening 232 the passivation layer 230 completely inside the wall 254 be arranged. In other words, the opening can be 232 completely inside the cavity 252 the connection structure 250 be arranged.

Die Verbindungsstruktur 250 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen beispielsweise zumindest eines aus der Gruppe bestehend aus Kupfer, Nickel, Palladium, Nickel-Palladium, Gold, Nickel-Palladium-Gold und Nickel-Phosphor-Palladium-Gold aufweisen oder im Wesentlichen gebildet sein.The connection structure 250 For example, in various embodiments, at least one of the group consisting of copper, nickel, palladium, nickel-palladium, gold, nickel-palladium-gold and nickel-phosphorus-palladium-gold may comprise or be substantially formed.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Verbindungsstruktur 250 eine Kupferstruktur aufweisen, die mit einer Nickel-Palladium-Schicht in einer Dicke von ungefähr 3 µm beschichtet ist. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Verbindungsstruktur 250 eine Kupferstruktur aufweisen, die mit einer Palladium-Schicht in einer Dicke von ungefähr 300 nm beschichtet ist. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Verbindungsstruktur 250 eine Kupferstruktur aufweisen, die mit einer Goldschicht in einer Dicke von ungefähr 50 nm beschichtet ist. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Verbindungsstruktur 250 eine Kupferstruktur aufweisen, die mit einer Nickel-Palladium-Gold-Schicht in einer Dicke von weniger als 3 µm beschichtet ist.In various embodiments, the connection structure 250 have a copper structure coated with a nickel-palladium layer in a thickness of about 3 μm. In various embodiments, the connection structure 250 have a copper structure coated with a palladium layer in a thickness of about 300 nm. In various embodiments, the connection structure 250 have a copper structure coated with a gold layer in a thickness of about 50 nm. In various embodiments, the connection structure 250 have a copper structure which is coated with a nickel-palladium-gold layer in a thickness of less than 3 microns.

3 zeigt eine schematische Querschnittdarstellung einer Chipanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. 3 shows a schematic cross-sectional view of a chip arrangement according to various embodiments.

Wie in 3 dargestellt, kann eine Chipanordnung 300 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen einen Chipkörper 310 aufweisen, auf dem ein Chip-Anschlussbereich 320 angeordnet sein kann. Der Chipkörper 310 kann ein Chipkörper-Substrat aufweisen, das ferner Strukturen aufweisen kann, die aus einem Material gebildet sein können, das eine niedrige Dielektrizitätskonstante aufweist (im Folgenden auch als Low-k-Material bzw. Low-k-Struktur bezeichnet), oder die aus einem Material gebildet sein können, das eine ultra-niedrige Dielektrizitätskonstante aufweist (im Folgenden auch als ULK-Material bzw. ULK-Struktur bezeichnet).As in 3 shown, a chip arrangement 300 According to various embodiments, a chip body 310 have on which a chip connection area 320 can be arranged. The chip body 310 may comprise a chip body substrate, which may further comprise structures which may be formed of a material having a low dielectric constant (hereinafter also referred to as low-k material or low-k structure), or consisting of a Material may be formed, which has an ultra-low dielectric constant (hereinafter also referred to as ULK material or ULK structure).

Wie oben im Zusammenhang mit 2 bereits ausgeführt, kann der Chipkörper ein Chipkörper-Substrat aufweisen, wobei das Chipkörper-Substrat in verschiedenen Ausführungsbeispielen eines aus der Gruppe bestehend aus Silizium, Siliziumcarbit, Germanium, Galliumphosphid, Galliumarsenid und Galliumnitrid aufweisen oder im Wesentlichen daraus bestehen kann.As related to above 2 As already stated, the chip body may comprise a chip body substrate, wherein the chip body substrate in various embodiments may comprise or consist essentially of one of the group consisting of silicon, silicon carbide, germanium, gallium phosphide, gallium arsenide and gallium nitride.

Der Chipkörper kann auf einem Systemträger angeordnet sein, der beispielsweise als Leiterplatte, Leiterrahmen oder anderes Chip-Trägermaterial ausgeführt sein kann. Beispielsweise kann der Systemträger Silizium, Chip-Trägermaterialien, Flex-Polyimid, Polyester, andere thermoplastische Materialien, faserverstärktes Epoxid oder andere faserverstärkte duroplastische Materialien aufweisen oder im Wesentlichen aus einem dieser Materialien oder aus einer Mischung daraus bestehen.The chip body may be arranged on a system carrier, which may be designed, for example, as a printed circuit board, lead frame or other chip carrier material. For example, the leadframe may comprise or consist essentially of any of these materials or a mixture thereof, silicon, chip substrates, flex polyimide, polyesters, other thermoplastic materials, fiber reinforced epoxy, or other fiber reinforced thermoset materials.

Das Low-k-Material (bzw. die Low-k-Strukturen) kann beispielsweise Kohlenstoff-dotiertes Siliziumoxid oder amorphen Kohlenstoff (diamond like carbon, DLC) aufweisen oder im Wesentlichen aus einem dieser Materialien oder aus einer Mischung daraus bestehen. Das ULK-Material (bzw. die ULK-Strukturen) kann beispielsweise poröse Materialien (organische Materialien, poröses CDO, silicatische Xerogele, silicatische Aerogele, mesoporöse Organosilikate, poröses HSSQ/MSSQ, mesoporöse Silikatgläser SiO2) aufweisen oder im Wesentlichen aus einem dieser Materialien oder aus einer Mischung daraus bestehen.The low-k material (or the low-k structures) may, for example, comprise carbon-doped silicon oxide or diamond-like carbon (DLC) or consist essentially of one of these materials or of a mixture thereof. The ULK material (or the ULK structures) may include, for example, porous materials (organic materials, porous CDO, silicic xerogels, silicate aerogels, mesoporous organosilicates, porous HSSQ / MSSQ, mesoporous silicate glasses SiO 2), or substantially of any of these materials consist of a mixture of them.

Der Chip-Anschlussbereich 320 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen beispielsweise Aluminium, Kupfer, Aluminium-Kupfer, Aluminium-Silizium oder Aluminium-Silizium-Kupfer aufweisen oder im Wesentlichen aus einem dieser Materialien oder aus einer Mischung daraus bestehen. Der Chip-Anschlussbereich 320 kann als Anschlusspad, beispielsweise als Chip-Pad, ausgebildet sein. Der Chip-Anschlussbereich 320 kann als Pad-Metallisierung ausgebildet sein.The chip connection area 320 For example, in various embodiments, it may be aluminum, copper, aluminum-copper, aluminum-silicon or aluminum-silicon-copper, or it may consist essentially of one of these materials or a mixture thereof. The chip connection area 320 can be designed as a connection pad, for example as a chip pad. The chip connection area 320 may be formed as a pad metallization.

Der Chip-Anschlussbereich 320 kann beispielsweise eine Fläche in einem Bereich von ungefähr 90×90 µm2 bis ungefähr 25×25 µm2, optional in einem Bereich von ungefähr 80×80 µm2 bis ungefähr 40×40 µm2, optional in einem Bereich von ungefähr 70×70 µm2 bis ungefähr 50×50 µm2 aufweisen. The chip connection area 320 For example, an area in a range of about 90 × 90 μm 2 to about 25 × 25 μm 2 , optionally in a range of about 80 × 80 μm 2 to about 40 × 40 μm 2 , optionally in a range of about 70 × 70 2 μm to about 50 × 50 μm 2 .

Zumindest auf einer Oberfläche des Chipkörpers 310 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen eine Passivierungsschicht 330 angeordnet sein. Die Passivierungsschicht 330 kann auf einem Bereich der Oberfläche des Chipkörpers 310 abgeschieden sein, auf dem der Chip-Anschlussbereich 320 ausgebildet ist. Die Passivierungsschicht 330 kann derart abgeschieden sein, dass sie an den Chip-Anschlussbereich 320 angrenzt. Die Passivierungsschicht 330 kann derart ausgebildet sein, dass sie den Chip-Anschlussbereich 320 zumindest teilweise überdeckt. Die Passivierungsschicht 330 kann derart ausgebildet sein, dass sie den Chip-Anschlussbereich 320 überlappt. Die Passivierungsschicht 330 kann derart auf einem Bereich der Oberfläche des Chipkörpers 310 angeordnet sein, dass sie den Chip-Anschlussbereich 320 vollständig überdeckt.At least on one surface of the chip body 310 For example, in various embodiments, a passivation layer 330 be arranged. The passivation layer 330 can on a region of the surface of the chip body 310 be deposited, on which the chip connection area 320 is trained. The passivation layer 330 may be deposited such that it contacts the chip termination area 320 borders. The passivation layer 330 may be formed such that it the chip connection area 320 at least partially covered. The passivation layer 330 may be formed such that it the chip connection area 320 overlaps. The passivation layer 330 can be so on a portion of the surface of the chip body 310 be arranged that they have the chip connection area 320 completely covered.

Die Passivierungsschicht 330 kann beispielsweise Polyimid, Polybenzoxazol (PBO), Siliziumnitrid und Siliziumoxid aufweisen oder im Wesentlichen aus einem dieser Materialien, einer Mischung daraus oder einer Schichtkombination bestehen. Dabei kann die Passivierungsschicht 330 aus einem Material gebildet sein, das photostrukturierbar oder laserstrukturierbar ist. Die Passivierungsschicht 330 kann ferner beispielsweise in einer Dicke von 4 µm bis ungefähr 12 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 5 µm bis ungefähr 10 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 6 µm bis ungefähr 8 µm abgeschieden sein.The passivation layer 330 For example, it may comprise polyimide, polybenzoxazole (PBO), silicon nitride, and silicon oxide, or may consist essentially of any of these materials, a mixture thereof, or a combination of layers. In this case, the passivation layer 330 be formed of a material that is photostructurable or laser structurable. The passivation layer 330 may also be deposited, for example, in a thickness of 4 microns to about 12 microns, optionally in a range of about 5 microns to about 10 microns, optionally in a range of about 6 microns to about 8 microns.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Passivierungsschicht 330 eine Öffnung 332 aufweisen, wobei die Öffnung 332 zumindest teilweise auf dem Chip-Anschlussbereich 320 angeordnet ist. Die Öffnung 332 kann derart ausgebildet sein, dass sie zumindest einen Bereich des Chip-Anschlussbereichs 320 freilegt. Dazu kann die Öffnung 332 eine Tiefe d2 aufweisen, die ausreichend ist, dass zumindest ein Bereich der Oberfläche des Chip-Anschlussbereichs 320 freigelegt ist. Die Öffnung 332 kann ferner derart angeordnet sein, dass der Chip-Anschlussbereich 320 durch die Öffnung 332 hindurch kontaktiert werden kann.In various embodiments, the passivation layer 330 an opening 332 have, wherein the opening 332 at least partially on the chip connection area 320 is arranged. The opening 332 may be formed such that it at least a portion of the chip connection area 320 exposes. This can be the opening 332 have a depth d2 sufficient that at least a portion of the surface of the chip terminal portion 320 is exposed. The opening 332 can also be arranged such that the chip connection area 320 through the opening 332 can be contacted through.

Dabei kann die Öffnung 332 einen Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 10 µm bis ungefähr 70 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 20 µm bis ungefähr 60 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 30 µm bis ungefähr 45 µm aufweisen. Außerdem kann die Tiefe d2 der Öffnung 323 in einem Bereich von ungefähr 3 µm bis ungefähr 10 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 4 µm bis ungefähr 8 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 5 µm bis ungefähr 7 µm ausgebildet sein.The opening can be 332 have a diameter in a range of about 10 μm to about 70 μm, optionally in a range of about 20 μm to about 60 μm, optionally in a range of about 30 μm to about 45 μm. In addition, the depth d2 of the opening 323 in a range of about 3 μm to about 10 μm, optionally in a range of about 4 μm to about 8 μm, optionally in a range of about 5 μm to about 7 μm.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Chipanordnung 300 des Weiteren eine elektromechanische Verbindungsstruktur 350 aufweisen. Die elektromechanische Verbindungsstruktur 350 kann derart ausgebildet sein, dass sie einen Hohlraum 352 aufweist. Die Verbindungsstruktur 350 kann beispielsweise derart ausgebildet sein, dass sie einen Boden 356 und eine Wand 354 aufweist. Ferner kann die Verbindungsstruktur 350 eine Flip-Chip-Verbindungsstruktur sein.In various embodiments, the chip arrangement 300 Furthermore, an electromechanical connection structure 350 exhibit. The electromechanical connection structure 350 may be formed such that it has a cavity 352 having. The connection structure 350 For example, it may be configured to form a floor 356 and a wall 354 having. Furthermore, the connection structure 350 be a flip-chip connection structure.

Der Boden 356 der Verbindungsstruktur 350 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen derart angeordnet sein, dass er auf dem Chip-Anschlussbereich 320 angeordnet ist. Der Boden 356 kann ferner derart ausgebildet sein, dass er den Chip-Anschlussbereich 320 durch die Öffnung 332 in der Passivierungsschicht 330 hindurch kontaktiert. Dabei kann der Boden 356 beispielsweise eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 3 µm bis ungefähr 10 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 4 µm bis ungefähr 8 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 5 µm bis ungefähr 7 µm aufweisen.The floor 356 the connection structure 350 may be arranged in various embodiments such that it is on the chip connection area 320 is arranged. The floor 356 may further be formed such that it the chip connection area 320 through the opening 332 in the passivation layer 330 contacted through. This can be the soil 356 For example, have a thickness in a range of about 3 microns to about 10 microns, optionally in a range of about 4 microns to about 8 microns, optionally in a range of about 5 microns to about 7 microns.

Der Boden 356 der Verbindungsstruktur 350 kann derart über der Öffnung 323 über dem Chip-Anschlussbereich 320 und den an die Öffnung 323 angrenzenden Bereich der Passivierungsschicht 330 gebildet sein, dass der Boden 356 eine Delle über dem Chip-Anschlussbereich 320 aufweist. Anders ausgedrückt kann der Boden 356 die Öffnung 323 zumindest teilweise auffüllen und dabei den Chip-Anschlussbereich 320 kontaktieren und kann des Weiteren die an den Chip-Anschlussbereich 320 angrenzenden Bereich der Passivierungsschicht 330 überlappen, derart dass die Delle gebildet wird. Dabei kann die Delle beispielsweise eine Tiefe in einem Bereich von ungefähr 3 µm bis ungefähr 10 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 4 µm bis ungefähr 8 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 5 µm bis ungefähr 7 µm aufweisen.The floor 356 the connection structure 350 can be so over the opening 323 over the chip connection area 320 and the one to the opening 323 adjacent area of the passivation layer 330 be formed that the ground 356 a dent above the chip connection area 320 having. In other words, the ground can 356 the opening 323 at least partially fill and thereby the chip connection area 320 and can also connect to the chip connection area 320 adjacent area of the passivation layer 330 overlap, so that the dent is formed. For example, the dimple may have a depth in a range of about 3 μm to about 10 μm, optionally in a range of about 4 μm to about 8 μm, optionally in a range of about 5 μm to about 7 μm.

Die Wand 354 der Verbindungsstruktur 350 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen derart angeordnet sein, dass sie mit dem Boden 356 zusammen den Hohlraum 352 bildet. Der Hohlraum 352 kann derart angeordnet sein, dass er über zumindest einem Bereich des Chip-Anschlussbereichs 320 positioniert ist. Der Hohlraum 352 kann ferner derart angeordnet sein, dass er über zumindest einem Bereich der Öffnung 332 in der Passivierungsschicht 330 positioniert ist. Des Weiteren kann der Hohlraum 352 derart ausgebildet sein, dass er vollständig über der Passivierungsschicht 330 angeordnet ist (nicht dargestellt). Dabei kann der Hohlraum 352 derart positioniert sein, dass er nicht über dem Chip-Anschlussbereich 320 angeordnet ist (nicht dargestellt).The wall 354 the connection structure 350 may be arranged in various embodiments such that they are connected to the ground 356 together the cavity 352 forms. The cavity 352 may be arranged to overlie at least a portion of the chip termination area 320 is positioned. The cavity 352 may also be arranged such that it over at least a portion of the opening 332 in the passivation layer 330 is positioned. Furthermore, the cavity 352 be formed so that it completely over the passivation layer 330 is arranged (not shown). In this case, the cavity 352 be positioned so that it does not over the chip termination area 320 is arranged (not shown).

Die Wand 354 der Verbindungsstruktur 350 kann einen äußeren Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 70 µm bis ungefähr 160 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 90 µm bis ungefähr 140 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 110 µm bis ungefähr 120 µm aufweisen. Dabei kann die Wand 354 der Verbindungsstruktur 350 eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 5 µm bis ungefähr 15 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 7 µm bis ungefähr 13 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 9 µm bis ungefähr 11 µm aufweisen.The wall 354 the connection structure 350 may have an outer diameter in a range of about 70 microns to about 160 microns, optionally in a range of about 90 microns to about 140 microns, optionally in a range of about 110 microns to about 120 microns. This can be the wall 354 the connection structure 350 a thickness in a range of about 5 microns to about 15 microns, optionally in a range of about 7 microns to about 13 microns, optionally in a range of about 9 microns to about 11 microns.

Dadurch kann der Hohlraum 352 beispielsweise einen Radius in einem Bereich von ungefähr 20 µm bis ungefähr 70 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 30 µm bis ungefähr 60 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 40 µm bis ungefähr 50 µm aufweisen.This allows the cavity 352 For example, have a radius in a range of about 20 microns to about 70 microns, optionally in a range of about 30 microns to about 60 microns, optionally in a range of about 40 microns to about 50 microns.

Der Hohlraum 352 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen eine Tiefe d1 aufweisen, die größer ist als die Tiefe d2 der Öffnung 332 in der Passivierungsschicht 330. Der Hohlraum 352 kann eine Tiefe d1 in einem Bereich von ungefähr 10 µm bis ungefähr 30 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 15 µm bis ungefähr 25 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 18 µm bis ungefähr 23 µm aufweisen.The cavity 352 may in various embodiments have a depth d1 which is greater than the depth d2 of the opening 332 in the passivation layer 330 , The cavity 352 may have a depth d1 in a range of about 10 μm to about 30 μm, optionally in a range of about 15 μm to about 25 μm, optionally in a range of about 18 μm to about 23 μm.

Dabei kann das Verhältnis der Dicke der Wand 354 zu der Tiefe des Hohlraums 352 in einem Bereich von ungefähr 0,3 bis ungefähr 0,7, optional von ungefähr 0,4 bis ungefähr 0,6 liegen. Außerdem kann das Verhältnis der Dicke der Wand 354 zu der Dicke des Bodens in einem Bereich von ungefähr 1,5 bis ungefähr 2,5, optional in einem Bereich von ungefähr 1,7 bis 2,0 liegen.Here, the ratio of the thickness of the wall 354 to the depth of the cavity 352 in a range of about 0.3 to about 0.7, optionally from about 0.4 to about 0.6. In addition, the ratio of the thickness of the wall 354 to the thickness of the soil in a range of about 1.5 to about 2.5, optionally in a range of about 1.7 to 2.0.

Die Wand 354 der Verbindungsstruktur 350 kann ferner eine Höhe in einem Bereich von ungefähr 10 µm bis ungefähr 30 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 15 µm bis ungefähr 25 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 18 µm bis ungefähr 22 µm aufweisen.The wall 354 the connection structure 350 Further, it may have a height in a range of about 10 μm to about 30 μm, optionally in a range of about 15 μm to about 25 μm, optionally in a range of about 18 μm to about 22 μm.

Die Verbindungsstruktur 350 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen derart angeordnet sein, dass zumindest ein Teil der Verbindungsstruktur 350 auf der Passivierungsschicht 330 angeordnet ist. Die Wand 354 der Verbindungsstruktur 350 kann derart angeordnet sein, dass zumindest ein Bereich der Wand 354 auf der Passivierungsschicht 330 lokalisiert ist. Die Wand 354 kann derart angeordnet sein, dass sie den Chip-Anschlussbereich 320 umgibt und vollständig auf der Passivierungsschicht 330 angeordnet ist, wobei optional die Wand 354 die Öffnung 332 der Passivierungsschicht 330 vollständig umschließt. Anders ausgedrückt kann die Öffnung 332 der Passivierungsschicht 330 vollständig innerhalb der Wand 354 angeordnet sein. Wiederum anders ausgedrückt kann die Öffnung 332 der Passivierungsschicht 330 vollständig unterhalb des Bodens 356 angeordnet sein. Wiederum anders ausgedrückt kann die Öffnung 332 vollständig unterhalb des Hohlraums 352 der Verbindungsstruktur 350 angeordnet sein.The connection structure 350 may be arranged in various embodiments such that at least part of the connection structure 350 on the passivation layer 330 is arranged. The wall 354 the connection structure 350 may be arranged such that at least a portion of the wall 354 on the passivation layer 330 is localized. The wall 354 may be arranged such that it the chip connection area 320 surrounds and completely on the passivation layer 330 is arranged, optionally the wall 354 the opening 332 the passivation layer 330 completely encloses. In other words, the opening 332 the passivation layer 330 completely inside the wall 354 be arranged. In other words, the opening can be 332 the passivation layer 330 completely below the ground 356 be arranged. In other words, the opening can be 332 completely below the cavity 352 the connection structure 350 be arranged.

Die Verbindungsstruktur 350 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen beispielsweise zumindest eines aus der Gruppe bestehend aus Kupfer, Nickel, Palladium, Nickel-Palladium, Gold und Nickel-Palladium-Gold aufweisen oder im Wesentlichen gebildet sein.The connection structure 350 For example, in various embodiments, at least one of the group consisting of copper, nickel, palladium, nickel-palladium, gold and nickel-palladium-gold may comprise or be substantially formed.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Verbindungsstruktur 350 eine Kupferstruktur aufweisen, die mit einer Nickel-Palladium-Schicht in einer Dicke von ungefähr 3 µm beschichtet ist. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Verbindungsstruktur 350 eine Kupferstruktur aufweisen, die mit einer Palladium-Schicht in einer Dicke von ungefähr 300 nm beschichtet ist. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Verbindungsstruktur 350 eine Kupferstruktur aufweisen, die mit einer Goldschicht in einer Dicke von ungefähr 50 nm beschichtet ist. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Verbindungsstruktur 350 eine Kupferstruktur aufweisen, die mit einer Nickel-Palladium-Gold-Schicht in einer Dicke von unter 3 µm beschichtet ist.In various embodiments, the connection structure 350 have a copper structure coated with a nickel-palladium layer in a thickness of about 3 μm. In various embodiments, the connection structure 350 have a copper structure coated with a palladium layer in a thickness of about 300 nm. In various embodiments, the connection structure 350 have a copper structure coated with a gold layer in a thickness of about 50 nm. In various embodiments, the connection structure 350 have a copper structure which is coated with a nickel-palladium-gold layer in a thickness of less than 3 microns.

Gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Chipanordnung 300 des Weiteren ein Substrat 340 (im Folgenden auch als Chipanordnungs-Substrat 340 bezeichnet) aufweisen.According to various embodiments, the chip arrangement 300 furthermore, a substrate 340 (hereinafter also referred to as chip array substrate 340 designated).

Das Substrat 340 kann mindestens eines von beispielsweise Polyimid, Polyester oder andere thermoplastische Materialien, faserverstärkte Epoxide oder andere duroplastische Materialien aufweisen oder im Wesentlichen aus einem dieser Materialien oder aus einer Mischung daraus bestehen. Alternativ kann das Substrat beispielsweise mindestens eines aus der Gruppe bestehend aus Silizium, Siliziumcarbit, Germanium, Galliumphosphid, Galliumarsenid und Galliumnitrid aufweisen oder im Wesentlichen daraus bestehen.The substrate 340 may comprise at least one of, for example, polyimide, polyester or other thermoplastic materials, fiber-reinforced epoxies or other thermoset materials or may consist essentially of any of these materials or a blend thereof. Alternatively, the substrate may include or consist essentially of, for example, at least one of the group consisting of silicon, silicon carbide, germanium, gallium phosphide, gallium arsenide, and gallium nitride.

Das Substrat 340 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen ferner einen Substrat-Anschlussbereich 342 aufweisen. Das Substrat 340 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen eine Mehrzahl von Substrat-Anschlussbereichen 342 aufweisen. Der Substrat-Anschlussbereich 342 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen als Substrat-Anschluss ausgebildet sein. Ferner kann der Substrat-Anschlussbereich 342 in verschiedenen Ausführungsbeispielen als Anschluss-Pad ausgebildet sein. Der Substrat-Anschlussbereich 342 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen des Weiteren als Substrat-Leitung ausgebildet sein.The substrate 340 For example, in various embodiments, a substrate termination region may be included 342 exhibit. The substrate 340 For example, in various embodiments, a plurality of substrate connection areas 342 exhibit. The substrate connection area 342 may be formed in various embodiments as a substrate connection. Furthermore, the substrate connection area 342 be formed in various embodiments as a connection pad. The substrate connection area 342 may be formed in various embodiments further as a substrate line.

Der Substrat-Anschlussbereich 342 kann beispielsweise Aluminium, Kupfer, Nickel, Nickel-Phosphor, Nickel-Palladium-Gold, Nickel-Gold oder Nickel-Eisen-Legierungen aufweisen oder im Wesentlichen aus einem dieser Materialien oder aus einer Mischung daraus bestehen. Der Substrat-Anschlussbereich kann eine Fläche in einem Bereich von ungefähr 200 µm × 200 µm aufweisen.The substrate connection area 342 For example, aluminum, copper, nickel, nickel-phosphorus, nickel-palladium-gold, nickel-gold or nickel-iron alloys, or may consist essentially of one of these materials or a mixture thereof. The substrate terminal region may have an area in a range of approximately 200 .mu.m.times.200 .mu.m.

Das Substrat 340 kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen der Chipanordnung 300 derart angeordnet sein, dass es dem Chipkörper 310 gegenüberliegend angeordnet ist. Das Substrat 340 kann ferner derart angeordnet sein, dass zumindest eine Wand 356 der Verbindungsstruktur 350 auf einem Bereich des Substrat-Anschlussbereichs 342 angeordnet ist. Das Substrat 340 kann derart angeordnet sein, dass zumindest eine Wand 356 der Verbindungsstruktur 350 den Substrat-Anschlussbereich 342 kontaktiert. Des Weiteren kann das Substrat 340 in der Chipanordnung 300 derart angeordnet sein, dass die elektromechanische Verbindungsstruktur 350 den Chip-Anschlussbereich 320 mit dem Substrat-Anschlussbereich 342 elektrisch leitend verbindet. The substrate 340 may in various embodiments of the chip arrangement 300 be arranged such that it is the chip body 310 is arranged opposite. The substrate 340 can also be arranged such that at least one wall 356 the connection structure 350 on an area of the substrate terminal area 342 is arranged. The substrate 340 may be arranged such that at least one wall 356 the connection structure 350 the substrate connection area 342 contacted. Furthermore, the substrate 340 in the chip arrangement 300 be arranged such that the electromechanical connection structure 350 the chip connection area 320 with the substrate connection area 342 electrically conductive connects.

4A und 4B zeigen vergrößerte schematische perspektivische Darstellungen einer Verbindungsstruktur einer Chipanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. 4A and 4B show enlarged schematic perspective views of a connection structure of a chip arrangement according to various embodiments.

Wie in der Ansicht 400 der 4A dargestellt, kann eine elektromechanische Verbindungsstruktur 450 einer Chipanordnung derart ausgebildet sein, dass sie einen Hohlraum 452 aufweist, wie bereits oben beschrieben. Die Verbindungsstruktur 450 kann beispielsweise derart ausgebildet sein, dass sie einen Boden (nicht dargestellt) und eine Wand 454 aufweist. Die Wand 454 der Verbindungsstruktur 450 kann derart ausgebildet sein, dass sie mit dem Boden (nicht dargestellt) zusammen den Hohlraum 452 bildet.As in the view 400 of the 4A shown, may be an electromechanical connection structure 450 a chip arrangement be formed such that it has a cavity 452 has, as already described above. The connection structure 450 For example, it may be configured to include a floor (not shown) and a wall 454 having. The wall 454 the connection structure 450 may be formed so that they (not shown) together with the bottom of the cavity 452 forms.

Wie in 4A dargestellt, kann die Wand 454 beispielsweise ringförmig ausgebildet sein. Anders ausgedrückt kann die Wand 454 derart ausgebildet sein, dass der Hohlraum 452 in Richtung seines Umfangs vollständig umschlossen ist. Wiederum anders ausgedrückt können die Wand 454 und der Boden (nicht dargestellt) fassartig ausgebildet sein, d.h. sie können den Hohlraum 452 wie ein Fass umschließen.As in 4A shown, the wall can be 454 be formed, for example, annular. In other words, the wall can 454 be formed such that the cavity 452 is completely enclosed in the direction of its circumference. In other words, the wall can be 454 and the bottom (not shown) may be barrel-shaped, ie they may be the cavity 452 like a barrel.

Dabei kann die Verbindungstruktur 450 in verschiedenen Ausführungsbeispielen derart ausgebildet sein, dass sie einen Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 50 µm bis ungefähr 150 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 70 µm bis ungefähr 140 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 100 µm bis ungefähr 120 µm aufweisen.In this case, the connection structure 450 in various embodiments may be configured to have a diameter in a range of about 50 μm to about 150 μm, optionally in a range of about 70 μm to about 140 μm, optionally in a range of about 100 μm to about 120 μm.

Die Verbindungsstruktur 450 kann beispielsweise zumindest eines aus der Gruppe bestehend aus Kupfer, Nickel, Palladium, Nickel-Palladium, Gold, Nickel-Palladium-Gold und Nickel-Phosphor-Palladium-Gold aufweisen oder im Wesentlichen daraus gebildet sein.The connection structure 450 For example, at least one of the group consisting of copper, nickel, palladium, nickel-palladium, gold, nickel-palladium-gold, and nickel-phosphorus-palladium-gold may comprise or may be formed substantially therefrom.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Verbindungsstruktur 450 eine Kupferstruktur aufweisen, die mit einer Nickel-Palladium-Schicht in einer Dicke von ungefähr 3 µm beschichtet ist. Die Verbindungsstruktur 450 kann beispielsweise eine Kupferstruktur aufweisen, die mit einer Palladium-Schicht in einer Dicke von ungefähr 300 nm beschichtet ist. Des Weiteren kann die Verbindungsstruktur 450 eine Kupferstruktur aufweisen, die mit einer Goldschicht in einer Dicke von ungefähr 50 nm beschichtet ist. Die Verbindungsstruktur 450 kann eine Kupferstruktur aufweisen, die mit einer Nickel-Palladium-Gold-Schicht in einer Dicke von weniger als 3 µm beschichtet ist.In various embodiments, the connection structure 450 have a copper structure coated with a nickel-palladium layer in a thickness of about 3 μm. The connection structure 450 For example, it may have a copper structure coated with a palladium layer in a thickness of about 300 nm. Furthermore, the connection structure 450 have a copper structure coated with a gold layer in a thickness of about 50 nm. The connection structure 450 may have a copper structure which is coated with a nickel-palladium-gold layer in a thickness of less than 3 microns.

Der Boden (nicht dargestellt) der Verbindungsstruktur 450 kann beispielsweise eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 3 µm bis ungefähr 10 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 4 µm bis ungefähr 8 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 5 µm bis ungefähr 7 µm aufweisen.The bottom (not shown) of the connection structure 450 For example, it may have a thickness in a range of about 3 μm to about 10 μm, optionally in a range of about 4 μm to about 8 μm, optionally in a range of about 5 μm to about 7 μm.

Die Wand 454 der Verbindungsstruktur 450 kann einen äußeren Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 70 µm bis ungefähr 160 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 90 µm bis ungefähr 140 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 110 µm bis ungefähr 120 µm aufweisen. Dabei kann die Wand 454 der Verbindungsstruktur 450 eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 5 µm bis ungefähr 15 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 7 µm bis ungefähr 13 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 9 µm bis ungefähr 11 µm aufweisen.The wall 454 the connection structure 450 may have an outer diameter in a range of about 70 microns to about 160 microns, optionally in a range of about 90 microns to about 140 microns, optionally in a range of about 110 microns to about 120 microns. This can be the wall 454 the connection structure 450 a thickness in a range of about 5 μm to about 15 μm, optionally in a range of about 7 μm to about 13 μm, optionally in a range of about 9 μm to about 11 μm.

Dadurch kann der Hohlraum 452 beispielsweise einen Radius in einem Bereich von ungefähr 20 µm bis ungefähr 70 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 30 µm bis ungefähr 60 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 40 µm bis ungefähr 50 µm aufweisen.This allows the cavity 452 For example, have a radius in a range of about 20 microns to about 70 microns, optionally in a range of about 30 microns to about 60 microns, optionally in a range of about 40 microns to about 50 microns.

Außerdem kann die Wand 454 der Verbindungsstruktur 450 eine Höhe in einem Bereich von ungefähr 10 µm bis ungefähr 30 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 15 µm bis ungefähr 25 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 18 µm bis ungefähr 22 µm aufweisen.Besides, the wall can 454 the connection structure 450 a height in a range of about 10 μm to about 30 μm, optionally in a range of about 15 μm to about 25 μm, optionally in a range of about 18 μm to about 22 μm.

Wie in der Ansicht 405 der 4B dargestellt, kann eine elektromechanische Verbindungsstruktur 450 einer Chipanordnung derart ausgebildet sein, dass sie einen Hohlraum 452 aufweist, wie bereits oben beschrieben. Die Verbindungsstruktur 452 kann beispielsweise derart ausgebildet sein, dass sie einen Boden (nicht dargestellt) und eine Wand 454 aufweist. Die Wand 454 der Verbindungsstruktur 450 kann beispielsweise derart ausgebildet sein, dass sie mit dem Boden (nicht dargestellt) zusammen den Hohlraum 452 bildet.As in the view 405 of the 4B shown, may be an electromechanical connection structure 450 a chip arrangement be formed such that it has a cavity 452 has, as already described above. The connection structure 452 For example, it may be configured to include a floor (not shown) and a wall 454 having. The wall 454 the connection structure 450 For example, it may be formed such that it together with the bottom (not shown) the cavity 452 forms.

Dabei kann die Verbindungstruktur 450 in verschiedenen Ausführungsbeispielen derart ausgebildet sein, dass sie einen Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 50 µm bis ungefähr 150 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 70 µm bis ungefähr 140 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 100 µm bis ungefähr 120 µm aufweisen. In this case, the connection structure 450 in various embodiments may be configured to have a diameter in a range of about 50 μm to about 150 μm, optionally in a range of about 70 μm to about 140 μm, optionally in a range of about 100 μm to about 120 μm.

Die Verbindungsstruktur 450 kann beispielsweise zumindest eines aus der Gruppe bestehend aus Kupfer, Nickel, Palladium, Nickel-Palladium, Gold, Nickel-Palladium-Gold und Nickel-Phosphor-Palladium-Gold aufweisen oder im Wesentlichen daraus gebildet sein.The connection structure 450 For example, at least one of the group consisting of copper, nickel, palladium, nickel-palladium, gold, nickel-palladium-gold, and nickel-phosphorus-palladium-gold may comprise or may be formed substantially therefrom.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Verbindungsstruktur 450 eine Kupferstruktur aufweisen, die mit einer Nickel-Palladium-Schicht in einer Dicke von ungefähr 3 µm beschichtet ist. Die Verbindungsstruktur 450 kann beispielsweise eine Kupferstruktur aufweisen, die mit einer Palladium-Schicht in einer Dicke von ungefähr 300 nm beschichtet ist. Des Weiteren kann die Verbindungsstruktur 450 eine Kupferstruktur aufweisen, die mit einer Goldschicht in einer Dicke von ungefähr 50 nm beschichtet ist. Die Verbindungsstruktur 450 kann eine Kupferstruktur aufweisen, die mit einer Nickel- Palladium-Gold-Schicht in einer Dicke von weniger als 3 µm beschichtet ist.In various embodiments, the connection structure 450 have a copper structure coated with a nickel-palladium layer in a thickness of about 3 μm. The connection structure 450 For example, it may have a copper structure coated with a palladium layer in a thickness of about 300 nm. Furthermore, the connection structure 450 have a copper structure coated with a gold layer in a thickness of about 50 nm. The connection structure 450 may have a copper structure coated with a nickel-palladium-gold layer in a thickness of less than 3 microns.

Der Boden (nicht dargestellt) der Verbindungsstruktur 450 kann beispielsweise eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 3 µm bis ungefähr 10 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 4 µm bis ungefähr 8 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 5 µm bis ungefähr 7 µm aufweisen.The bottom (not shown) of the connection structure 450 For example, it may have a thickness in a range of about 3 μm to about 10 μm, optionally in a range of about 4 μm to about 8 μm, optionally in a range of about 5 μm to about 7 μm.

Wie in 4B dargestellt, kann die Wand 454 beispielsweise segmentiert ausgebildet sein. Anders ausgedrückt kann die Wand 454 derart ausgebildet sein, dass sie eine Mehrzahl von Segmenten 458 oder Abschnitten 458 aufweist. Beispielsweise kann die Wand 454 derart ausgebildet sein, dass sie vier Segmente 458 aufweist. Beispielsweise kann die Wand 454 derart ausgebildet sein, dass die Abschnitte 458 und Lücken 459 zwischen den Abschnitten 458 gleichmäßig verteilt sind. Anders ausgedrückt können die Abschnitte 458 und die Lücken 459 gleich groß sein, d.h. beispielsweise eine gleiche Länge aufweisen oder jeweils einen gleichen Kreisbogen einnehmen. Wiederum anders ausgedrückt kann die Wand 454 in der Ansicht 405 wie eine segmentierte Fasswand ausgebildet sein.As in 4B shown, the wall can be 454 for example, be formed segmented. In other words, the wall can 454 be formed such that they have a plurality of segments 458 or sections 458 having. For example, the wall 454 be formed so that it has four segments 458 having. For example, the wall 454 be formed such that the sections 458 and gaps 459 between the sections 458 evenly distributed. In other words, the sections 458 and the gaps 459 be the same size, ie, for example, have an equal length or each occupy a same arc. In other words, the wall can be 454 in the view 405 be formed as a segmented barrel wall.

Die Wand 454 der Verbindungsstruktur 450 kann einen äußeren Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 70 µm bis ungefähr 160 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 90 µm bis ungefähr 140 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 110 µm bis ungefähr 120 µm aufweisen. Dabei kann die Wand 454 der Verbindungsstruktur 450 eine Dicke in einem Bereich von ungefähr 5 µm bis ungefähr 15 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 7 µm bis ungefähr 13 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 9 µm bis ungefähr 11 µm aufweisen. The wall 454 the connection structure 450 may have an outer diameter in a range of about 70 microns to about 160 microns, optionally in a range of about 90 microns to about 140 microns, optionally in a range of about 110 microns to about 120 microns. This can be the wall 454 the connection structure 450 a thickness in a range of about 5 μm to about 15 μm, optionally in a range of about 7 μm to about 13 μm, optionally in a range of about 9 μm to about 11 μm.

Dadurch kann der Hohlraum 452 beispielsweise einen Radius in einem Bereich von ungefähr 20 µm bis ungefähr 70 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 30 µm bis ungefähr 60 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 40 µm bis ungefähr 50 µm aufweisen.This allows the cavity 452 For example, have a radius in a range of about 20 microns to about 70 microns, optionally in a range of about 30 microns to about 60 microns, optionally in a range of about 40 microns to about 50 microns.

Außerdem kann die Wand 454 der Verbindungsstruktur 450 eine Höhe in einem Bereich von ungefähr 10 µm bis ungefähr 30 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 15 µm bis ungefähr 25 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 18 µm bis ungefähr 22 µm aufweisen.Besides, the wall can 454 the connection structure 450 a height in a range of about 10 μm to about 30 μm, optionally in a range of about 15 μm to about 25 μm, optionally in a range of about 18 μm to about 22 μm.

Mittels Ausbildung der Wand 454 in Segmenten gemäß einem Ausführungsbeispiel, wie in 4B dargestellt, kann gewährleistet werden, dass bei der FCOS-Montage der Chipanordnung Luft durch die Lücken 459 zwischen den Wandabschnitten 458 hindurch aus dem Hohlraum 452 entweichen kann, so dass der gesamte Hohlraum 452 mit Klebstoff (nicht dargestellt) gefüllt ist. Dadurch kann eine höhere mechanische Stabilität der Chipanordnung erzielt werden.By training the wall 454 in segments according to an embodiment, as in FIG 4B can be ensured that in the FCOS assembly of the chip assembly air through the gaps 459 between the wall sections 458 through from the cavity 452 can escape, leaving the entire cavity 452 filled with adhesive (not shown). As a result, a higher mechanical stability of the chip arrangement can be achieved.

Es ist zu beachten, dass in allen in dieser Anmeldung beschriebenen Ausführungsbeispielen die Wand der Verbindungsstruktur als ringförmig geschlossene Wand oder in Abschnitte unterteilt ausgeführt sein kann bzw. hergestellt werden kann, auch wenn dies nicht bei der Beschreibung jedes in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels ausdrücklich erwähnt ist.It should be noted that in all of the embodiments described in this application, the wall of the connection structure can be designed as an annular closed wall or divided into sections, even if this is not expressly mentioned in the description of each embodiment shown in the figures ,

5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Chipanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. 5 FIG. 12 shows a flowchart of a method of manufacturing a chip device according to various embodiments.

Wie in 5 dargestellt, kann ein Verfahren zum Herstellen einer Chipanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen aufweisen: Bilden einer Öffnung in mindestens einer Passivierungsschicht, die teilweise neben einem Chip-Anschlussbereich eines Chipkörpers angeordnet ist, so dass zumindest ein Teil des Chip-Anschlussbereichs freigelegt wird, 510; Bilden einer elektromechanischen Verbindungsstruktur zwischen dem Chip-Anschlussbereich und einem Substrat-Anschlussbereich eines Substrats, die im Inneren einen Hohlraum aufweist, derart, dass mindestens eine Wand der Verbindungsstruktur auf der Passivierungsschicht und auf dem Substrat-Anschlussbereich angeordnet ist, wobei der Hohlraum eine Tiefe aufweist, die größer ist als eine Tiefe der Öffnung, 520; und Fixieren der elektromechanischen Verbindungsstruktur, so dass der Chip-Anschlussbereich und der Substrat-Anschlussbereich elektrisch leitend miteinander verbunden werden, 530.As in 5 According to various embodiments, a method of manufacturing a chip arrangement may include: forming an opening in at least one passivation layer that is partially disposed adjacent a chip termination region of a chip body such that at least a portion of the chip termination region is exposed 510; Forming an electromechanical connection structure between the chip connection region and a substrate connection region of a substrate, which has a cavity inside, such that at least one wall of the connection structure is arranged on the passivation layer and on the substrate connection region, wherein the cavity has a depth greater than a depth of the opening, 520; and Fixing the electromechanical connection structure such that the chip connection region and the substrate connection region are connected to one another in an electrically conductive manner 530.

Dabei kann in dem Verfahren zum Herstellen einer Chipanordnung die elektromechanische Verbindungsstruktur beispielsweise eine Flip-Chip-Verbindungsstruktur sein.In this case, in the method for producing a chip arrangement, the electromechanical connection structure may be, for example, a flip-chip connection structure.

In dem Verfahren zum Herstellen einer Chipanordnung kann das Bilden der Verbindungsstruktur zumindest die Teilprozesse des Bildens eines Bodens und des Bildens zumindest einer Wand aufweisen. Anders ausgedrückt kann die Verbindungsstruktur in einer Mehrzahl von Teilprozessen gebildet werden, wobei in einem Teilprozess der Boden der Verbindungsstruktur ausgebildet wird und in einem weiteren Teilprozess die Wand der Verbindungsstruktur ausgebildet wird. Die Wand der Verbindungsstruktur kann dabei beispielsweise ringförmig gebildet werden. Des Weiteren kann die Wand der Verbindungsstruktur segmentiert ausgebildet werden. Dabei kann die Wand derart ausgebildet werden, dass sie beispielsweise in vier Abschnitte segmentiert ist. Die Abschnitte und Lücken zwischen den Abschnitten können beispielsweise derart angeordnet werden, dass sie gleichmäßig verteilt sind, oder können beispielsweise derart angeordnet werden, dass sie ungleichmäßig verteilt sind. Anders ausgedrückt können die Abschnitte der segmentierten Wand und die Lücken gleich groß ausgebildet werden oder können als Abschnitte der Wand mit schmalen Schlitzen dazwischen ausgebildet werden.In the method of manufacturing a chip assembly, forming the interconnect structure may include at least the sub-processes of forming a bottom and forming at least one wall. In other words, the connection structure can be formed in a plurality of partial processes, wherein the bottom of the connection structure is formed in one partial process and the wall of the connection structure is formed in a further partial process. The wall of the connection structure can be formed annularly, for example. Furthermore, the wall of the connection structure can be formed segmented. In this case, the wall can be formed such that it is segmented, for example, into four sections. For example, the sections and gaps between the sections may be arranged to be evenly distributed or, for example, may be arranged to be unevenly distributed. In other words, the portions of the segmented wall and the gaps may be made equally large or may be formed as portions of the wall with narrow slots therebetween.

Der Chipkörper kann ein Chipkörper-Substrat aufweisen. Außerdem kann der Chipkörper beispielsweise Strukturen aufweisen, die zumindest teilweise ein Material aufweisen oder im Wesentlichen daraus gebildet sein können, das eine Dielektrizitätskonstante aufweist, die kleiner als 3,9 beträgt. Anders ausgedrückt können die Strukturen des Chipkörpers ein Material aufweisen oder im Wesentlichen daraus gebildet sein, das eine Dielektrizitätskonstante kleiner als 3,9 aufweist. Alternativ können die Strukturen des Chipkörpers ein Material aufweisen oder im Wesentlichen daraus gebildet sein, das eine Dielektrizitätskonstante kleiner als 2,4 aufweist.The chip body may include a chip body substrate. In addition, the chip body may, for example, have structures that at least partially comprise or may be formed substantially from a material having a dielectric constant that is less than 3.9. In other words, the structures of the chip body may include or be formed substantially from a material having a dielectric constant less than 3.9. Alternatively, the structures of the chip body may include or may be formed substantially of a material having a dielectric constant less than 2.4.

6 zeigt eine schematische Darstellung von Schritten zum Bilden der Verbindungsstruktur in verschiedenen Ausführungsbeispielen des Verfahrens. 6 shows a schematic representation of steps for forming the connection structure in various embodiments of the method.

In verschiedenen Ausführungsbeispielen des Verfahrens kann das Bilden der Verbindungsstruktur, wie in 6 dargestellt, die Teilprozesse 601 bis 609 aufweisen. Dabei ist zu beachten, dass in 6 lediglich das Prinzip des Herstellungsverfahrens einer Verbindungsstruktur darstellt und beschreibt. Das bedeutet, dass im Zusammenhang mit 6 nicht alle Teilprozesse zur Herstellung der Verbindungsstruktur dargestellt und beschrieben sind. Die hier dargestellten Teilprozesse sind erläutert, um ein grundlegendes Verständnis des Verfahrens bereitzustellen. Jedoch sind zur Vereinfachung der Darstellung in 6 Teilprozesse des Herstellungsverfahrens weggelassen worden.In various embodiments of the method, forming the interconnect structure as in FIG 6 represented, the sub-processes 601 to 609 exhibit. It should be noted that in 6 merely represents and describes the principle of the manufacturing process of a connection structure. That means that related to 6 not all sub-processes for producing the connection structure are shown and described. The subprocesses presented here are explained in order to provide a basic understanding of the method. However, to simplify the illustration in 6 Subprocesses of the manufacturing process have been omitted.

In 601 wird eine Passivierungsschicht 630 auf einem Chipkörper 610, der einen Chip-Anschlussbereich 620 aufweist, gebildet, wobei die Passivierungsschicht 630 über dem Chip-Anschlussbereich 620 eine Öffnung 632 aufweist. Dabei kann die Öffnung 632 in der Passivierungsschicht 630 derart gebildet werden, dass sie zumindest einen Teil des Chip-Anschlussbereichs 620 freilegt.In 601 becomes a passivation layer 630 on a chip body 610 , which has a chip connection area 620 formed, wherein the passivation layer 630 over the chip connection area 620 an opening 632 having. The opening can be 632 in the passivation layer 630 be formed so that they at least a part of the chip connection area 620 exposes.

Dabei können die Passivierungsschicht 630, der Chipkörper 610, der Chip-Anschlussbereich 620 und die Öffnung 632 beispielsweise die Materialien aufweisen und in den Abmessungen gebildet werden, wie im Zusammenhang mit anderen Figuren beschrieben, beispielsweise im Zusammenhang mit der Passivierungsschicht 330, dem Chipkörper 310, dem Chip-Anschlussbereich 320 und der Öffnung 332 der 3.In this case, the passivation layer 630 , the chip body 610 , the chip connection area 620 and the opening 632 For example, have the materials and are formed in the dimensions, as described in connection with other figures, for example, in connection with the passivation layer 330 , the chip body 310 , the chip connection area 320 and the opening 332 of the 3 ,

Beim Bilden der Öffnung 632 in der Passivierungsschicht 630 kann die Größe der Öffnung 632 in der Passivierungsschicht 630 derart gewählt werden, dass sie die Größe der Kontaktfläche zwischen der Verbindungsstruktur und dem Chip-Anschlussbereich 620 definiert. Anders ausgedrückt kann die Öffnung 632 in der Passivierungsschicht 630 so ausgebildet werden, dass eine ausreichend große Kontaktfläche zwischen der Verbindungsstruktur und dem Chip-Anschlussbereich 620 bereitgestellt werden kann.When making the opening 632 in the passivation layer 630 can the size of the opening 632 in the passivation layer 630 be chosen such that they the size of the contact surface between the connection structure and the chip connection area 620 Are defined. In other words, the opening 632 in the passivation layer 630 be formed so that a sufficiently large contact area between the connection structure and the chip connection area 620 can be provided.

Dabei kann die Öffnung 632 einen Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 10 µm bis ungefähr 70 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 20 µm bis ungefähr 60 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 30 µm bis ungefähr 45 µm aufweisen. Außerdem kann die Tiefe (d2 in 3) der Öffnung 623 in einem Bereich von ungefähr 3 µm bis ungefähr 10 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 4 µm bis ungefähr 8 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 5 µm bis ungefähr 7 µm ausgebildet sein.The opening can be 632 have a diameter in a range of about 10 μm to about 70 μm, optionally in a range of about 20 μm to about 60 μm, optionally in a range of about 30 μm to about 45 μm. In addition, the depth (d2 in 3 ) of the opening 623 in a range of about 3 μm to about 10 μm, optionally in a range of about 4 μm to about 8 μm, optionally in a range of about 5 μm to about 7 μm.

In 602 der 6 wird eine Keimschicht 631 auf der Passivierungsschicht 630 und in der Öffnung 632 der Passivierungsschicht 630 gebildet, derart, dass zumindest die Passivierungsschicht 630 und der mittels der Öffnung 632 freigelegte Bereich des Chip-Anschlussbereichs 620 von der Keimschicht 631 bedeckt wird.In 602 of the 6 becomes a germ layer 631 on the passivation layer 630 and in the opening 632 the passivation layer 630 formed such that at least the passivation layer 630 and the one by means of the opening 632 uncovered area of the chip connection area 620 from the germ layer 631 is covered.

Die in 602 abgeschiedene Keimschicht 631 kann beispielsweise mittels Sputterns oder mittels PVD (Physical Vapor Deposition) oder CVD (Chemical Vapor Deposition) aufgebracht werden. Die Keimschicht 631 kann beispielsweise aus einer dünnen Barriereschicht, beispielsweise aus Titan-Wolfram (TiW) als Diffusionssperre sowie zusätzlich Kupfer als die im Wesentlichen leitende Schicht für die Galvanik oder TitanNitrid als Diffusionssperre sowie zusätzlich Kupfer als die im Wesentlichen leitende Schicht für die Galvanik gebildet werden. Dabei kann die Keimschicht 631 in einer Dicke in einem Bereich von ungefähr 50 nm für die Diffusionssperre sowie in einer Dicke in einem Bereich von ungefähr 100 nm bis ungefähr 300 nm für die Kupferschicht abgeschieden werden. The seed layer deposited in 602 631 can be applied, for example, by sputtering or by PVD (Physical Vapor Deposition) or CVD (Chemical Vapor Deposition). The germ layer 631 For example, it can be formed from a thin barrier layer, such as titanium-tungsten (TiW) as a diffusion barrier and additionally copper as the substantially conductive layer for electroplating or titanium nitride as a diffusion barrier and additionally copper as the substantially conductive layer for electroplating. In this case, the germ layer 631 in a thickness in a range of about 50 nm for the diffusion barrier, and in a thickness in a range of about 100 nm to about 300 nm for the copper layer.

In 603 wird eine erste Maskenschicht 633 über der Keimschicht 631 ausgebildet. Die erste Maskenschicht 633 kann beispielsweise ausgebildet werden, indem eine erste Harzschicht auf der Keimschicht 631 abgeschieden und strukturiert wird, derart, dass die erste Maske 633 gebildet wird. Dabei kann die erste Maske 633 derart ausgebildet werden, dass Bereiche der Keimschicht 631 freigelegt werden. Ferner kann die erste Maske 633 derart ausgebildet werden, dass die erste Harzschicht eine Lücke über dem Chip-Anschlussbereich 620 und über einem an den Chip-Anschlussbereich 620 angrenzenden Bereich der Passivierungsschicht 630 aufweist. Anders ausgedrückt kann die erste Maske 633 die Keimschicht 631, die auf dem Chip-Anschlussbereich 620 und auf den an den Chip-Anschlussbereich 620 angrenzenden Bereichen der Passivierungsschicht 630 angeordnet ist, freilegen. Wiederum anders ausgedrückt kann die erste Maske 633 die Keimschicht 631 über der Öffnung 632 der Passivierungsschicht 630 und über an die Öffnung 632 angrenzenden Bereichen der Passivierungsschicht 630 freilegen.In 603 becomes a first mask layer 633 over the germ layer 631 educated. The first mask layer 633 can be formed, for example, by a first resin layer on the seed layer 631 is deposited and patterned, such that the first mask 633 is formed. Here, the first mask 633 be formed such that portions of the seed layer 631 be exposed. Furthermore, the first mask 633 be formed such that the first resin layer has a gap over the chip connection region 620 and over one to the chip connection area 620 adjacent area of the passivation layer 630 having. In other words, the first mask 633 the germ layer 631 on the chip connection area 620 and on to the chip connection area 620 adjacent areas of the passivation layer 630 is arranged, uncover. In other words, the first mask 633 the germ layer 631 over the opening 632 the passivation layer 630 and over to the opening 632 adjacent areas of the passivation layer 630 uncover.

Die erste Harzschicht kann beispielsweise mittels Abscheidens von photoempfindlichen Lacken ausgebildet werden. Die erste Harzschicht kann mittels Spin-on-Verfahren (Aufschleudern auf Wafer), Auflaminierens eines Trockenfilms (Dryfilm), eines Druckverfahrens oder eines Sprühverfahrens abgeschieden werden. Die erste Harzschicht kann zum Bilden der ersten Maske 633 beispielsweise mittels Photolithographie, Laserbestrahlung oder direkter Herstellung durch strukturiertes Drucken strukturiert werden.The first resin layer may be formed by, for example, depositing photosensitive paints. The first resin layer may be deposited by spin-on (spin-on-wafer), dry-film lamination, printing or spraying. The first resin layer may be for forming the first mask 633 For example, be structured by photolithography, laser irradiation or direct production by structured printing.

Alternativ kann die Keimschicht 631 auch in einem Teilprozess nach dem Bilden der Maske 633 gebildet werden, derart, dass die Keimschicht 631 auch auf den Seitenwänden der ersten Maske 633 abgeschieden wird.Alternatively, the germ layer 631 also in a sub-process after forming the mask 633 be formed, such that the seed layer 631 also on the side walls of the first mask 633 is deposited.

Wie weiter in 6 dargestellt, wird in 604 beispielsweise eine erste Kupferschicht 653 auf den Bereichen der Keimschicht 631, die nicht von der ersten Maske 633 bedeckt sind, gebildet. Dabei wird beispielsweise die erste Kupferschicht 653 auf den Bereichen der Keimschicht 631 abgeschieden, die von der ersten Maske 633 freigelegt sind. Anders ausgedrückt wird die erste Kupferschicht 653 über dem Chip-Anschlussbereich 620 und über an den Chip-Anschlussbereich 620 angrenzenden Bereichen der Passivierungsschicht 630 abgeschieden. Alternativ wird anstelle der ersten Kupferschicht 653 eine erste Schicht 653 aus Gold, Nickel oder Nickel-Phosphor auf den freiliegenden Bereichen des Chipkörpers 610 abgeschieden.As in further 6 For example, at 604, a first copper layer is formed 653 on the areas of the germ layer 631 not from the first mask 633 covered, formed. In this case, for example, the first copper layer 653 on the areas of the germ layer 631 deposited by the first mask 633 are exposed. In other words, the first copper layer 653 over the chip connection area 620 and over to the chip connection area 620 adjacent areas of the passivation layer 630 deposited. Alternatively, instead of the first copper layer 653 a first layer 653 of gold, nickel or nickel-phosphorous on the exposed areas of the chip body 610 deposited.

Das Abscheiden der ersten Kupferschicht 653 kann beispielsweise mittels Plattierens von Kupfermaterial erfolgen. Das Abscheiden der ersten Kupferschicht 653 kann ferner beispielsweise galvanisch oder chemisch erfolgen. Das Ausbilden der ersten Kupferschicht 653 kann außerdem das Ausbilden einer Umverdrahtungsschicht aufweisen. Das Ausbilden der ersten Kupferschicht 653 kann des Weiteren das Ausbilden einer Metallisierung unter dem Bump (engl.: underbump metallization; UBM) aufweisen. Die erste Kupferschicht 653 kann derart ausgebildet werden, dass sie den Chip-Anschlussbereich 620 in der Öffnung 632 der Passivierungsschicht 630 elektrisch leitend kontaktiert. Die erste Kupferschicht 653 kann ferner derart ausgebildet werden, dass sie den Boden 656 der elektromechanischen Verbindungsstruktur bildet.The deposition of the first copper layer 653 can be done, for example, by plating copper material. The deposition of the first copper layer 653 can also be done, for example, galvanic or chemical. The formation of the first copper layer 653 may also include forming a redistribution layer. The formation of the first copper layer 653 may further include underbump metallization (UBM) metallization. The first copper layer 653 can be formed such that it the chip connection area 620 in the opening 632 the passivation layer 630 electrically conductive contacted. The first copper layer 653 can also be formed so that they the ground 656 forms the electromechanical connection structure.

Dafür kann die erste Kupferschicht 653 beispielsweise in einer Dicke in einem Bereich von ungefähr 3 µm bis ungefähr 10 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 4 µm bis ungefähr 8 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 5 µm bis ungefähr 7 µm abgeschieden werden.For this, the first copper layer 653 for example, in a thickness in a range of about 3 μm to about 10 μm, optionally in a range of about 4 μm to about 8 μm, optionally in a range of about 5 μm to about 7 μm.

In 605 der 6 wird die strukturierte erste Harzschicht, die die erste Maske 633 bildet, entfernt. Dabei kann die erste Harzschicht beispielsweise mittels Strippings durch Chemikalien oder eines Plasmaprozesses oder mittels Veraschens entfernt werden.In 605 of the 6 is the structured first resin layer, which is the first mask 633 forms, removed. In this case, the first resin layer can be removed, for example, by means of stripping by means of chemicals or a plasma process or by ashing.

Außerdem wird in 605 eine zweite Maskenschicht 635 bzw. eine zweite Maske 635 auf dem Chipkörper ausgebildet. Die zweite Maskenschicht 635 kann beispielsweise ausgebildet werden, indem eine zweite Harzschicht auf dem Chipkörper 610, der die Passivierungsschicht 630, die Keimschicht 631 und die erste Kupferschicht 653 aufweist, gebildet wird. Dabei kann die zweite Maske 635 derart ausgebildet werden, dass Bereiche der ersten Kupferschicht 653 freigelegt werden. Ferner kann die zweite Maske 635 derart ausgebildet werden, dass die zweite Harzschicht eine Lücke über den an den Chip-Anschlussbereich 620 angrenzenden Bereichen der Passivierungsschicht 630 aufweist, wobei die Lücke ringförmig sein kann. Anders ausgedrückt kann die zweite Maske 635 derart ausgebildet werden, dass die erste Kupferschicht 653 über den an den Chip-Anschlussbereich 620 angrenzenden Bereichen der Passivierungsschicht 630 freigelegt wird. Wiederum anders ausgedrückt kann die zweite Maske 635 über dem Chip-Anschlussbereich 620 derart ausgebildet werden, dass sie über dem Chip-Anschlussbereich 620 keine Lücke aufweist. Das heißt, dass Teile der zweiten Harzschicht beim Bilden der zweiten Maske 635 derart verbleiben, dass die erste Kupferschicht 653 über dem Chip-Anschlussbereich 620 nicht freiliegt.In addition, 605 becomes a second mask layer 635 or a second mask 635 formed on the chip body. The second mask layer 635 can be formed, for example, by a second resin layer on the chip body 610 , which is the passivation layer 630 , the germ layer 631 and the first copper layer 653 has formed. It can the second mask 635 be formed such that portions of the first copper layer 653 be exposed. Furthermore, the second mask 635 be formed such that the second resin layer has a gap over the to the chip connection area 620 adjacent areas of the passivation layer 630 has, wherein the gap may be annular. In other words, the second mask 635 be formed such that the first copper layer 653 via the to the chip connection area 620 adjacent areas of the passivation layer 630 is exposed. In other words, the second mask 635 over the chip connection area 620 be formed so that they over the chip connection area 620 has no gap. That is, portions of the second resin layer in forming the second mask 635 remain so that the first copper layer 653 over the chip connection area 620 not exposed.

Die zweite Harzschicht 635 kann beispielsweise mittels Abscheidens von photosensitiven Lacken ausgebildet werden. Die zweite Harzschicht 635 kann beispielsweise mittels eins Spin-on-Verfahrens (Aufschleudern auf Wafer), Auflaminierens eines Trockenfilms (Dryfilm), eines Druckverfahrens oder eines Sprühverfahrens abgeschieden werden. Die zweite Harzschicht kann zum Bilden der zweiten Maske 635 beispielsweise mittels Photolithographie oder Bestrahlung mit Laserlicht strukturiert werden.The second resin layer 635 can be formed, for example, by means of deposition of photosensitive paints. The second resin layer 635 For example, it may be deposited by a spin-on process (spin-on-wafer), a dry film lamination, a printing process, or a spray process. The second resin layer may be used to form the second mask 635 For example, be structured by means of photolithography or irradiation with laser light.

In 606 der 6 wird eine zweite Kupferschicht 657 auf den Bereichen des Chipkörpers 610, der nicht von der zweiten Maske 635 bedeckt sind, gebildet. Beispielsweise wird eine zweite Kupferschicht 657 auf den Bereichen der ersten Kupferschicht 653 abgeschieden, die von (anders ausgedrückt mittels) der zweiten Maske 635 freigelegt sind. Das Abscheiden der zweiten Kupferschicht 657 kann beispielsweise mittels Plattierens von Kupfermaterial erfolgen. Das Abscheiden der zweiten Kupferschicht 657 kann beispielsweise mittels Galvanisierens oder chemisch (elektroless) erfolgen.In 606 of the 6 becomes a second copper layer 657 on the areas of the chip body 610 not from the second mask 635 covered, formed. For example, a second copper layer 657 on the areas of the first copper layer 653 deposited by (in other words, by means of) the second mask 635 are exposed. The deposition of the second copper layer 657 can be done, for example, by plating copper material. The deposition of the second copper layer 657 can be done for example by means of electroplating or chemically (electroless).

Alternativ wird eine zweite Schicht 657 aus Gold, Nickel oder Nickel-Phosphor auf den nicht von der zweiten Maske 635 abgedeckten, d.h. auf den freiliegenden Bereichen des Chipkörpers 610, abgeschieden.Alternatively, a second layer 657 made of gold, nickel or nickel-phosphorous on the not of the second mask 635 covered, ie on the exposed areas of the chip body 610 , isolated.

Die zweite Kupferschicht 657 kann dabei derart ausgebildet werden, dass sie die erste Kupferschicht 653 elektrisch leitend kontaktiert. Die zweite Kupferschicht 657 kann ferner derart ausgebildet werden, dass sie die Wand 654 der elektromechanischen Verbindungsstruktur bildet. Die zweite Kupferschicht 657 kann derart ausgebildet werden, dass sie höher ist als die Tiefe der Öffnung 632 in der Passivierungsschicht 630. Anders ausgedrückt kann die zweite Kupferschicht 657 derart ausgebildet werden, dass eine dabei gebildete Wand 654 der Verbindungsstruktur höher ist als die Tiefe der Öffnung 632. Die Wand 654 der Verbindungsstruktur kann dabei ringförmig oder segmentiert ausgebildet werden. Die Wand 654 kann derart ausgebildet werden, dass sie im Wesentlichen über der Passivierungsschicht 630 angeordnet ist.The second copper layer 657 can be formed such that it the first copper layer 653 electrically conductive contacted. The second copper layer 657 can also be formed such that it the wall 654 forms the electromechanical connection structure. The second copper layer 657 can be formed so that it is higher than the depth of the opening 632 in the passivation layer 630 , In other words, the second copper layer 657 be formed such that a wall formed thereby 654 the connection structure is higher than the depth of the opening 632 , The wall 654 The connection structure can be formed annular or segmented. The wall 654 may be formed to substantially over the passivation layer 630 is arranged.

Die Wand 654 der Verbindungsstruktur kann dabei derart gebildet werden, dass sie einen äußeren Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 70 µm bis ungefähr 160 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 90 µm bis ungefähr 140 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 110 µm bis ungefähr 120 µm aufweist. Außerdem kann die Wand 654 der Verbindungsstruktur in einer Dicke in einem Bereich von ungefähr 5 µm bis ungefähr 15 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 7 µm bis ungefähr 13 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 9 µm bis ungefähr 11 µm gebildet werden. Ferner kann die Wand 654 der Verbindungsstruktur in einer Höhe in einem Bereich von ungefähr 10 µm bis ungefähr 30 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 15 µm bis ungefähr 25 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 18 µm bis ungefähr 22 µm gebildet werden.The wall 654 The interconnect structure may be formed to have an outer diameter in a range of about 70 μm to about 160 μm, optionally in a range of about 90 μm to about 140 μm, optionally in a range of about 110 μm to about 120 μm having. Besides, the wall can 654 of the connecting structure are formed in a thickness in a range of about 5 μm to about 15 μm, optionally in a range of about 7 μm to about 13 μm, optionally in a range of about 9 μm to about 11 μm. Furthermore, the wall can 654 of the interconnect structure at a height in a range of about 10 μm to about 30 μm, optionally in a range of about 15 μm to about 25 μm, optionally in a range of about 18 μm to about 22 μm.

Wie in 6 dargestellt, wird beim Bilden der Verbindungsstruktur in 607 die zweite Harzschicht, die die zweite Maske 635 bildet, entfernt. Dabei kann die zweite Harzschicht beispielsweise mittels Strippings durch Chemikalien oder mittels eines Plasmaprozesses oder mittels Veraschens entfernt werden. Die erste Kupferschicht 653 und die zweite Kupferschicht 657 können beim Entfernen der zweiten Maskenschicht 635 derart bestehen bleiben, dass sie den Boden 656, die Wand 654 und den Hohlraum 652 der Verbindungsstruktur 650 ausbilden. Dabei kann die Tiefe des Hohlraums 652 größer sein als die Tiefe der Öffnung 632 in der Passivierungsschicht 630.As in 6 When forming the connection structure in FIG. 607, the second resin layer forming the second mask is formed 635 forms, removed. In this case, the second resin layer can be removed, for example, by means of stripping by means of chemicals or by means of a plasma process or by ashing. The first copper layer 653 and the second copper layer 657 can when removing the second mask layer 635 persist in such a way that they cover the ground 656 , the wall 654 and the cavity 652 the connection structure 650 form. It can reduce the depth of the cavity 652 greater than the depth of the opening 632 in the passivation layer 630 ,

Wie oben im Zusammenhang mit anderen Ausführungsbeispielen beschrieben, kann der Hohlraum 652 dadurch derart gebildet werden, dass er beispielsweise einen Radius in einem Bereich von ungefähr 20 µm bis ungefähr 70 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 30 µm bis ungefähr 60 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 40 µm bis ungefähr 50 µm aufweist.As described above in connection with other embodiments, the cavity may 652 characterized in that it has, for example, a radius in a range of about 20 microns to about 70 microns, optionally in a range of about 30 microns to about 60 microns, optionally in a range of about 40 microns to about 50 microns.

In 608 des in 6 dargestellten Verfahrens wird die Keimschicht 631 entfernt. Dabei kann die Keimschicht 631 mittels chemischen Ätzens oder mittels eines Plasmaprozesses entfernt werden. Dabei kann die Keimschicht 631 in freiliegenden Bereichen entfernt werden. Dabei kann die Keimschicht 631, die unter der ersten Kupferschicht 653 angeordnet ist, erhalten bleiben. Anders ausgedrückt kann die unter dem Boden 656 der Verbindungsstruktur 650 angeordnete Keimschicht 631 bestehen bleiben.In 608 of in 6 The method shown is the seed layer 631 away. In this case, the germ layer 631 be removed by chemical etching or by a plasma process. In this case, the germ layer 631 be removed in exposed areas. In this case, the germ layer 631 that under the first copper layer 653 is arranged to be preserved. In other words, that can be under the ground 656 the connection structure 650 arranged germ layer 631 remain.

In 609 der 6 wird eine Beschichtung 651 auf der Verbindungsstruktur 650 gebildet. Dabei kann die Beschichtung 651 beispielsweise mittels chemischer Abscheidung (elektroless) aufgebracht werden.In 609 of the 6 becomes a coating 651 on the connection structure 650 educated. In this case, the coating 651 be applied for example by means of chemical deposition (elektroless).

Das Aufbringen der Beschichtung 651 auf der Verbindungsstruktur 650 kann mittels Abscheidens von beispielsweise einem aus der Gruppe bestehend aus Nickel, Palladium, Nickel-Palladium, Gold und Nickel-Phosphor-Palladium-Gold auf der ersten Kupferschicht 653 und der zweiten Kupferschicht 657 abgeschieden werden. Anders ausgedrückt kann die Beschichtung mittels Abscheidens von beispielsweise einem aus der Gruppe von Nickel, Palladium, Nickel-Palladium, Gold und Nickel-Phosphor-Palladium-Gold auf dem Boden 656 und der Wand 654 der elektromechanischen Verbindungsstruktur 650 abgeschieden werden.The application of the coating 651 on the connection structure 650 can by means of separation for example, one of the group consisting of nickel, palladium, nickel-palladium, gold and nickel-phosphorus-palladium-gold on the first copper layer 653 and the second copper layer 657 be deposited. In other words, the coating may be deposited by depositing, for example, one of the group of nickel, palladium, nickel-palladium, gold and nickel-phosphorus-palladium-gold on the bottom 656 and the wall 654 the electromechanical connection structure 650 be deposited.

Dabei kann die Art der Beschichtung 651, anders ausgedrückt das Beschichtungsmaterial der Schicht 651, basierend auf den jeweiligen Anforderungen an eine spezifische Chipanordnung gewählt werden, beispielsweise zur Erhöhung der Korrosionsfestigkeit der Verbindungsstruktur 650 oder als Diffusionssperre. Eine typische Beschichtung 651 kann beispielsweise mittels ENIG-Beschichtung oder mittels ENEPIG-Beschichtung erfolgen, d.h. mittels chemischer Abscheidung von Nickel und anschließender Gold-Immersion (engl.: Electroless Nickel - Immersion Gold) bzw. chemischer Abscheidung von Nickel, darauffolgender chemischer Abscheidung von Palladium und anschließender Gold-Immersion (engl.: Electroless Nickel - Electroless Palladium - Immersion Gold).This may be the type of coating 651 in other words, the coating material of the layer 651 , are selected based on the particular requirements of a specific chip arrangement, for example, to increase the corrosion resistance of the connection structure 650 or as a diffusion barrier. A typical coating 651 can be done, for example, by means of ENIG coating or by ENEPIG coating, ie by chemical deposition of nickel and subsequent gold immersion (Electroless Nickel - Immersion Gold) or chemical deposition of nickel, subsequent chemical deposition of palladium and subsequent gold Immersion (Electroless Nickel - Electroless Palladium - Immersion Gold).

Dabei können in 609 die zum Bilden der Verbindungsstruktur 650 gebildete erste Kupferschicht 653 und zweite Kupferschicht 657 eine Kupferstruktur bilden, wobei in verschiedenen Ausführungsbeispielen die Kupferstruktur mit einer Nickel-Palladium-Schicht 651 in einer Dicke von ungefähr 3 µm beschichtet wird. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann die Kupferstruktur mit einer Palladium-Schicht 651 in einer Dicke von ungefähr 300 nm beschichtet werden. Alternativ kann die Kupferstruktur in verschiedenen Ausführungsbeispielen mit einer Goldschicht 651 in einer Dicke von ungefähr 50 nm beschichtet werden. Ferner kann die Kupferstruktur in verschiedenen Ausführungsbeispielen mit einer Nickel-Palladium-Gold-Schicht 651 in einer Dicke von weniger als ungefähr 3 µm beschichtet werden.In this case, in 609, those for forming the connection structure 650 formed first copper layer 653 and second copper layer 657 form a copper structure, wherein in various embodiments, the copper structure with a nickel-palladium layer 651 coated in a thickness of about 3 microns. In various embodiments, the copper structure with a palladium layer 651 be coated in a thickness of about 300 nm. Alternatively, the copper structure in various embodiments with a gold layer 651 coated in a thickness of about 50 nm. Furthermore, the copper structure in various embodiments with a nickel-palladium-gold layer 651 be coated in a thickness of less than about 3 microns.

In einem alternativen Verfahren kann nach dem Ausbilden der Verbindungsstruktur 650 eine zusätzliche Passivierungsschicht (nicht dargestellt) auf der Oberfläche des Chipkörpers 610 abgeschieden werden, derart, dass die zusätzliche Passivierungsschicht (nicht dargestellt) einen Teil des Hohlraums 652 der Verbindungsstruktur auffüllt. Dazu kann beispielsweise eine Polyimidschicht als zusätzliche Passivierungsschicht auf dem Chipkörper 610 gebildet werden.In an alternative method, after forming the connection structure 650 an additional passivation layer (not shown) on the surface of the chip body 610 such that the additional passivation layer (not shown) forms part of the cavity 652 fills the connection structure. For this purpose, for example, a polyimide layer as an additional passivation layer on the chip body 610 be formed.

Es ist zu beachten, dass die Liste der genannten Materialien aller beschriebenen Elemente nicht abschließend ist, sondern weitere Materialien verwendet werden können, wenn deren Verwendung sinnvoll ist.It should be noted that the list of said materials of all elements described is not exhaustive, but other materials may be used if their use makes sense.

7 zeigt eine schematische Darstellung von zwei Teilprozessen der FCOS-Montage des Verfahrens gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. 7 shows a schematic representation of two sub-processes of the FCOS assembly of the method according to various embodiments.

Wie in 7A dargestellt, wird in 700 der FCOS-Montage ein Chipkörper 710, wie er auch in 2 und 3 dargestellt und beschrieben ist und der mit einem Chip-Anschlussbereich 720, einer Passivierungsschicht 730 und einer elektromechanischen Verbindungsstruktur 750 ausgestattet ist, mit der Oberseite nach unten (engl. flip chip) auf ein Substrat 740 aufgebracht, wobei auf dem Substrat 740 ein Substrat-Anschlussbereich 742 angeordnet ist. Anders ausgedrückt wird der mit dem Chip-Anschlussbereich 720, der Passivierungsschicht 730 und der Verbindungsstruktur 750 bereitgestellte Chipkörper 710 derart auf das Substrat 740 aufgebracht, dass die Verbindungsstruktur 750 den Substrat-Anschlussbereich 742 des Substrats 740 berührt.As in 7A In Figure 700, the FCOS assembly becomes a chip body 710 as he is in 2 and 3 is shown and described and the one with a chip connection area 720 , a passivation layer 730 and an electromechanical connection structure 750 is equipped with the flip chip on a substrate 740 applied, being on the substrate 740 a substrate connection area 742 is arranged. In other words, the one with the chip connection area 720 , the passivation layer 730 and the connection structure 750 provided chip body 710 such on the substrate 740 applied that connection structure 750 the substrate connection area 742 of the substrate 740 touched.

In einem in 7B dargestellten Teilprozess 705 der FCOS-Montage werden der Chipkörper 710 und das Substrat 740 derart aufeinander gepresst, dass die Verbindungsstruktur 750 eine elektrisch leitende Verbindung zu dem Substrat-Anschlussbereich 742 bildet. Dabei können der Chipkörper 710 und das Substrat 740 mit einem Druck derart aufeinander gepresst werden, dass die Verbindungsstruktur 750 deformiert wird. Anders ausgedrückt kann die zumindest eine Wand 754 der Verbindungsstruktur 750 mittels des aufgebrachten Drucks beim Zusammenpressen des Chipkörpers 710 und des Substrats 740 deformiert werden. Dabei kann an den dem Substrat-Anschlussbereich 742 zugewandten Seiten der Wand 754 eine Verformung 755 (anders ausgedrückt eine Deformation 755) auftreten.In an in 7B presented sub-process 705 the FCOS assembly becomes the chip body 710 and the substrate 740 pressed together so that the connection structure 750 an electrically conductive connection to the substrate connection area 742 forms. In this case, the chip body 710 and the substrate 740 be pressed against each other with a pressure such that the connection structure 750 is deformed. In other words, the at least one wall 754 the connection structure 750 by means of the applied pressure during compression of the chip body 710 and the substrate 740 be deformed. It can at the the substrate connection area 742 facing sides of the wall 754 a deformation 755 (in other words, a deformation 755 ) occur.

Mittels des Verformens der Wand 754, anders ausgedrückt mittels des Auftretens der Verformungen 755 (anders ausgedrückt der Deformationen 755) können eventuell vorhandene Höhenunterschiede der gegebenenfalls auf der gesamten Oberfläche des Chipkörpers 710 angeordneten Mehrzahl von Verbindungsstrukturen 750 ausgeglichen werden. Dadurch wird durch das Auftreten der Verformungen 755 gewährleistet, dass mittels der Verbindungsstrukturen 750 über die gesamte Oberfläche des Chipkörpers 710 hinweg eine sichere elektrische Verbindung zwischen dem Chip-Anschlussbereich 720 des Chipkörpers 710 und dem Substrat-Anschlussbereich 742 des Substrats 740 ausgebildet wird.By means of deforming the wall 754 in other words, by means of the occurrence of deformations 755 (in other words, the deformations 755 ) may be present height differences of possibly on the entire surface of the chip body 710 arranged plurality of connection structures 750 be compensated. This is due to the occurrence of deformations 755 ensures that by means of connecting structures 750 over the entire surface of the chip body 710 a secure electrical connection between the chip connection area 720 of the chip body 710 and the substrate connection area 742 of the substrate 740 is trained.

Wie aus der 7B ersichtlich, kann gemäß den vorliegenden Ausführungsbeispielen eine Verbindungsstruktur 750 bereitgestellt werden, in der der beim Zusammenpressen des Chipkörpers 710 und des Substrats 740 während der FCOS-Montage ausgeübte Druck im Wesentlichen auf Bereiche außerhalb des Chip-Anschlussbereichs verteilt werden kann. Anders ausgedrückt kann beim Ausüben einer Kraft während der FCOS-Montage auf den Chipkörper 710 und das Substrat 740 zumindest ein Teil dieser Kraft mittels der Wand 754 der elektromechanischen Verbindungsstruktur 750 von dem Chip-Anschlussbereich 720 weggeleitet werden.Like from the 7B can be seen, according to the present embodiments, a connecting structure 750 be provided, in which the compression of the chip body 710 and the substrate 740 during FCOS mounting, pressure can be distributed substantially to areas outside of the die pad area. In other words, when applying a force during FCOS mounting on the chip body 710 and the substrate 740 at least part of this force by means of the wall 754 the electromechanical connection structure 750 from the chip connection area 720 be routed away.

Wie oben ausgeführt, kann der Hohlraum 752 eine Tiefe d1 (siehe 3) aufweisen, die größer ist als die Tiefe d2 (siehe 3) der Öffnung in der Passivierungsschicht 730, wodurch gewährleistet werden kann, dass beim Zusammenpressen des Chipkörpers 710 und des Substrats 740 kein Druck auf den Chip-Anschlussbereich 720 und die darunterliegenden Bereiche des Chipkörper-Substrats ausgeübt wird. Hierdurch kann ferner gewährleistet werden, dass Low-k-Materialien oder ULK-Materialien in dem Chipkörper-Substrat nicht beschädigt werden.As stated above, the cavity can 752 a depth d1 (see 3 ), which is greater than the depth d2 (see 3 ) of the opening in the passivation layer 730 , whereby it can be ensured that when compressing the chip body 710 and the substrate 740 no pressure on the chip connection area 720 and the underlying portions of the chip body substrate is applied. This can further ensure that low-k materials or ULK materials in the chip body substrate are not damaged.

Dabei kann die Verformbarkeit des Wandmaterials beispielsweise mittels der Dicke einer Beschichtung (beispielsweise der Beschichtung 651 aus 6) derart eingestellt werden, dass die Verformbarkeit der Wand 754 zum Ausgleich eventuell auftretender Höhenunterschiede gewährleistet ist.In this case, the deformability of the wall material, for example by means of the thickness of a coating (for example, the coating 651 out 6 ) are adjusted such that the deformability of the wall 754 to compensate for any height differences is guaranteed.

In weiteren Ausführungsbeispielen kann es nicht erforderlich sein, dass Verformungen 755 an den dem Substrat-Anschlussbereich 742 zugewandten Seiten der Wand 754 (oder der Wandsegmente 754) während des FCOS-Montage-Teilprozesses auftreten. In spezifischen Anwendungsfällen kann es möglich sein, eine Verformung 755 entfallen zu lassen, beispielsweise bei der 2-Kontakt-Antennenmontage, bei der nur ein LA- und ein LB-Kontakt benötigt werden.In further embodiments, it may not be necessary that deformations 755 at the substrate connection area 742 facing sides of the wall 754 (or the wall segments 754 ) occur during the FCOS assembly subprocess. In specific applications, it may be possible to deform 755 omitted, for example, in the 2-contact antenna mounting, in which only one LA and one LB contact are needed.

Das Substrat 740 kann während der FCOS-Montage mit einem Klebstoff (nicht dargestellt) bereitgestellt werden, wobei die Verbindungsstruktur 750 durch den Klebstoff (nicht dargestellt) hindurch mit dem Substrat-Anschlussbereich 742 kontaktiert werden kann. Der Klebstoff (nicht dargestellt) kann ein Thermo-Klebstoff sein, der mittels Wärme ausgehärtet wird, oder kann ein UV-aushärtender Klebstoff sein. Mittels Bereitstellens des Klebstoffes (nicht dargestellt) kann nach dessen Aushärten eine zuverlässige und stabile mechanische Verbindung zwischen dem Chipkörper 710 und dem Substrat 740 gewährleistet werden. Anders ausgedrückt kann die elektromechanische Verbindungsstruktur 750 eine zuverlässige elektrische Verbindung zwischen dem Chip-Anschlussbereich 720 und dem Substrat-Anschlussbereich 742 und eine zuverlässige mechanische Verbindung zwischen dem Chipkörper 710 und dem Substrat 740 gewährleisten, die von dem Klebstoff (nicht dargestellt) stabilisiert wird.The substrate 740 can be provided with an adhesive (not shown) during FCOS assembly, wherein the interconnect structure 750 through the adhesive (not shown) to the substrate connection area 742 can be contacted. The adhesive (not shown) may be a thermal adhesive that is cured by heat or may be a UV-curing adhesive. By providing the adhesive (not shown) after curing, a reliable and stable mechanical connection between the chip body 710 and the substrate 740 be guaranteed. In other words, the electromechanical connection structure 750 a reliable electrical connection between the chip connection area 720 and the substrate connection area 742 and a reliable mechanical connection between the chip body 710 and the substrate 740 ensure that is stabilized by the adhesive (not shown).

8 zeigt eine vergrößerte schematische Darstellung eines FCOS-Montage- Teilprozesses des Verfahrens gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. Genauer gesagt zeigt 8 eine vergrößerte schematische Darstellung des zweiten Teilprozesses der FCOS-Montage gemäß dem Verfahren zum Herstellen einer Chipanordnung in verschiedenen Ausführungsbeispielen. 8th shows an enlarged schematic representation of an FCOS assembly sub-process of the method according to various embodiments. More specifically shows 8th an enlarged schematic representation of the second sub-process of the FCOS assembly according to the method for producing a chip arrangement in various embodiments.

Bei dem in 8 dargestellten zweiten Teilprozess der FCOS-Montage der Chipanordnung 700 können der Chipkörper 810 und das Substrat 840 mit einer Kraft F1 aufeinander gepresst werden. Dabei kann der Chipkörper 810 einen Chip-Anschlussbereich 820, eine Passivierungsschicht 830 und eine elektromechanischen Verbindungsstruktur 850 aufweisen, während das Substrat 840 einen Substrat-Anschlussbereich 842 aufweisen kann. Der Chipkörper 810 und das Substrat 840 können dabei derart aufeinander gepresst werden, dass die Verbindungsstruktur 850 den Chip-Anschlussbereich 820 und den Substrat-Anschlussbereich 842 elektrisch leitend verbinden kann. Wie oben im Zusammenhang mit 7B beschrieben, kann dabei das Substrat 840 einen Klebstoff (nicht dargestellt) aufweisen, durch den hindurch die Verbindungsstruktur 850 den Substratanschlussbereich 842 kontaktiert, wodurch nach dem Aushärten des Klebstoffs eine mechanische Stabilität der Chipanordnung 800 gewährleistet werden kann.At the in 8th shown second sub-process of FCOS assembly of the chip assembly 700 can the chip body 810 and the substrate 840 with a force F1 be pressed against each other. In this case, the chip body 810 a chip connection area 820 , a passivation layer 830 and an electromechanical connection structure 850 while the substrate 840 a substrate connection area 842 can have. The chip body 810 and the substrate 840 can be pressed onto each other in such a way that the connection structure 850 the chip connection area 820 and the substrate connection area 842 can connect electrically conductive. As related to above 7B described, while the substrate 840 an adhesive (not shown) through which the connection structure 850 the substrate connection area 842 contacted, whereby after curing of the adhesive mechanical stability of the chip assembly 800 can be guaranteed.

Die Verbindungsstruktur 850 kann in der Chipanordnung 800 gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen Boden 856 aufweisen, der derart über dem Chip-Anschlussbereich 820 angeordnet sein kann, dass er diesen elektrisch leitend kontaktiert. Des Weiteren kann die Verbindungsstruktur 850 eine Wand 854 aufweisen, die in einem an den Chip-Anschlussbereich 820 angrenzenden Bereich über der Passivierungsschicht 830 angeordnet sein kann. Der Chipkörper 810 und das Substrat 840 können in diesem Montage-Teilprozess derart aufeinander gepresst werden, dass mindestens eine Wand 854 oder ein Teil der Wand 854 auf den Substrat-Anschlussbereich 842 gedrückt wird.The connection structure 850 can in the chip arrangement 800 according to the illustrated embodiment, a floor 856 such that over the chip connection area 820 may be arranged to contact this electrically conductive. Furthermore, the connection structure 850 a wall 854 have in one to the chip connection area 820 adjacent area above the passivation layer 830 can be arranged. The chip body 810 and the substrate 840 can be pressed onto each other in this assembly sub-process such that at least one wall 854 or part of the wall 854 on the substrate connection area 842 is pressed.

Beim Zusammenpressen des Chipkörpers 810 und des Substrats 840 mit der Kraft F1 kann eine Kraft F2 auf die Wand 854 der Verbindungsstruktur 850 wirken. Die Kraft F2 kann an den Stellen der Passivierungsschicht 830 und des Substrat-Anschlussbereichs 842 wirken, an denen die Wand 854 auf die Passivierungsschicht 830 und den Substrat-Anschlussbereich aufstößt. Dabei kann die Wand 854 mittels der Kraft F2 derart auf den Substrat-Anschlussbereich 842 des Substrats 840 und die Passivierungsschicht 830 des Chipkörpers 810 gepresst werden, dass eine Verformung 855 an der Wand 856 ausgebildet wird. Wie oben bereits ausgeführt, können mittels der Verformung 855 Höhenunterschiede, die über die gesamte Oberfläche der zu kontaktierenden Elemente hinweg auftreten, ausgeglichen werden können. Beispielsweise können die Verformungen 855 der Wand 854 Höhenunterschiede zwischen verschiedenen Verbindungsstrukturen 850 der Mehrzahl von Verbindungsstrukturen 850, die über den Chipkörper verteilt angeordnet sind, ausgleichen. Dadurch kann mittels der Verbindungsstruktur 850 eine stabile und sichere mechanische und elektrische Verbindung des Chipkörpers 810 mit dem Substrat 840 gewährleistet werden.When compressing the chip body 810 and the substrate 840 with the power F1 can be a force F2 on the wall 854 the connection structure 850 Act. The power F2 can at the passivation layer sites 830 and the substrate connection area 842 act on which the wall 854 on the passivation layer 830 and pushes the substrate connection area. This can be the wall 854 by means of force F2 such on the substrate connection area 842 of the substrate 840 and the passivation layer 830 of the chip body 810 pressed be that deformation 855 on the wall 856 is trained. As already stated above, by means of the deformation 855 Height differences that occur over the entire surface of the elements to be contacted across, can be compensated. For example, the deformations 855 the Wall 854 Height differences between different connection structures 850 the plurality of connection structures 850 Balancing over the chip body. Thereby, by means of the connection structure 850 a stable and secure mechanical and electrical connection of the chip body 810 with the substrate 840 be guaranteed.

Ferner kann beim Zusammenpressen des Chipkörpers 810 und des Substrats 840 mit der Kraft F1 in dem Hohlraum 852 der Verbindungsstruktur eine auf den Boden 856 der Verbindungsstruktur 650 wirkende Kraft F3 auftreten. Die Kraft F3 kann dabei aufgrund der spezifischen Anordnung des Bodens 856 und der Wand 854 der Verbindungsstruktur 850, die den Hohlraum 852 bilden, auftreten. Dabei kann die beim Zusammendrücken auf die Wand 854 wirkende Kraft F2 dazu führen, dass in dem mit dem Chip-Anschlussbereich 820 verbundenen Boden 856 der Verbindungsstruktur 850 ein Drehmoment M auftritt. Mögliche Orte des Auftretens des Drehmoments M sind in der 8 mittels Sternchen markiert.Furthermore, during compression of the chip body 810 and the substrate 840 with the power F1 in the cavity 852 the connection structure one on the ground 856 the connection structure 650 Acting force F3 occur. The power F3 may be due to the specific arrangement of the soil 856 and the wall 854 the connection structure 850 that the cavity 852 form, occur. It can be when squeezed on the wall 854 Acting force F2 cause in that with the chip connection area 820 connected ground 856 the connection structure 850 a torque M occurs. Possible locations of the occurrence of the torque M are in the 8th marked by asterisks.

Durch das Auftreten des Drehmoments M in dem Boden 856 der Verbindungsstruktur 850 kann des Weiteren in dem den Chip-Anschlussbereich 820 kontaktierenden Bereich des Bodens 856 eine Kraft F3 auftreten. Die Kraft F3 kann dabei aufgrund des auftretenden Drehmoments M in Richtung des Hohlraums 852 gerichtet sein. Anders ausgedrückt kann die auf den Boden 856 der Verbindungsstruktur 850 wirkende Kraft F3 als Zugspannung, die in Richtung des Hohlraums 852 der Verbindungsstruktur 850 gerichtet ist, wirken. Das Auftreten der Kraft F3 kann dabei aufgrund der besonderen Struktur der Verbindungsstruktur 850 ermöglicht werden, deren Hohlraum 852 eine größere Tiefe aufweist als die Tiefe der über dem Chip-Anschlussbereich 820 bereitgestellten Öffnung in der Passivierungsschicht 830 (s. 3).By the occurrence of the torque M in the ground 856 the connection structure 850 Further, in the chip connection area 820 contacting area of the soil 856 a force F3 occur. The power F3 can due to the occurring torque M in the direction of the cavity 852 be directed. In other words, that can be on the ground 856 the connection structure 850 Acting force F3 as tensile stress, in the direction of the cavity 852 the connection structure 850 is directed, act. The appearance of the force F3 This can be due to the special structure of the connection structure 850 be allowed, whose cavity 852 has a greater depth than the depth of the over the chip connection area 820 provided opening in the passivation layer 830 (S. 3 ).

Dabei kann der Hohlraum 852, wie oben ausgeführt, in verschiedenen Ausführungsbeispielen eine Tiefe d1 (siehe 3) aufweisen, die größer ist als eine Tiefe d2 (siehe 3) der Öffnung in der Passivierungsschicht 830. Der Hohlraum 852 kann die Tiefe d1 in einem Bereich von ungefähr 10 µm bis ungefähr 30 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 15 µm bis ungefähr 25 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 18 µm bis ungefähr 23 µm aufweisen. Die Öffnung kann ferner die Tiefe d2 in einem Bereich von ungefähr 3 µm bis ungefähr 10 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 4 µm bis ungefähr 8 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 5 µm bis ungefähr 7 µm aufweisen. Dadurch kann gewährleistet werden, dass beim Zusammenpressen des Chipkörpers 810 und des Substrats 840 kein Druck auf den Chip-Anschlussbereich 820 und die darunterliegenden Bereiche des Chipkörper-Substrats ausgeübt wird. Hierdurch kann ferner gewährleistet werden, dass Low-k-Materialien oder ULK-Materialien in dem Chipkörper-Substrat nicht beschädigt werden.In this case, the cavity 852 As noted above, in various embodiments, a depth d1 (see 3 ), which is greater than a depth d2 (see 3 ) of the opening in the passivation layer 830 , The cavity 852 For example, the depth d1 may range from about 10 microns to about 30 microns, optionally ranging from about 15 microns to about 25 microns, optionally ranging from about 18 microns to about 23 microns. The aperture may further have the depth d2 in a range of about 3 μm to about 10 μm, optionally in a range of about 4 μm to about 8 μm, optionally in a range of about 5 μm to about 7 μm. This can ensure that when compressing the chip body 810 and the substrate 840 no pressure on the chip connection area 820 and the underlying portions of the chip body substrate is applied. This can further ensure that low-k materials or ULK materials in the chip body substrate are not damaged.

Anders ausgedrückt kann mittels der spezifischen Ausgestaltung der Verbindungsstruktur 850 in der Chipanordnung 800 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen demnach gewährleistet werden, dass während des Zusammenpressens des Chipkörpers 810 und des Substrats 840 während der FCOS-Montage kein Druck auf die unter dem Chip-Anschlussbereich 820 angeordneten Bereiche des Chipkörpers 810 ausgeübt werden. Deshalb kann in der Chipanordnung 800 gewährleistet werden, dass bei Vorhandensein von Low-k-Strukturen oder ULK-Strukturen in dem Chipkörper (bzw. dem Chipkörper-Substrat) keine direkte mechanische Kraft in Richtung des unter dem Chip-Anschlussbereich 820 angeordneten Chipkörper-Substrats ausgeübt wird. Anders ausgedrückt kann die besondere Ausgestaltung der hier beschriebenen Verbindungsstruktur 850 gewährleisten, dass Low-k- oder ULK-Strukturen in dem Chipkörper 810 während der FCOS-Montage nicht aufgrund des ausgeübten Drucks beschädigt werden.In other words, by means of the specific configuration of the connection structure 850 in the chip arrangement 800 Accordingly, according to various embodiments, it is ensured that during the compression of the chip body 810 and the substrate 840 during FCOS mounting no pressure on the under the chip connection area 820 arranged areas of the chip body 810 be exercised. Therefore, in the chip arrangement 800 ensure that in the presence of low-k structures or ULK structures in the chip body (or the chip body substrate) no direct mechanical force in the direction of the under the chip connection area 820 arranged chip body substrate is applied. In other words, the particular embodiment of the connection structure described here 850 ensure that low-k or ulk structures in the chip body 810 will not be damaged during FCOS assembly due to applied pressure.

Im Gegensatz zu der herkömmlichen Druckkontaktierung während der FCOS-Montage kann aufgrund der spezifischen Ausgestaltung der Verbindungsstruktur 850 in der resultierenden Chipanordnung 800 gemäß der vorliegenden Anmeldung in dem Bereich des Chip-Anschlussbereichs 820 eine von dem empfindlichen Chipkörper-Substrat des Chipkörpers 810 weg gewandte Kraft F3 auftreten. Anders ausgedrückt kann in der Chipanordnung 800 gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen in dem Bereich des Chip-Anschlussbereichs 820 eine auf den Boden 856 wirkende Zugspannung F3 auftreten. Dabei kann die Zugspannung F3 von dem Chip-Anschlussbereich 850 weg und in Richtung des Hohlraums 852 der Verbindungsstruktur 850 gerichtet sein.In contrast to the conventional pressure contact during FCOS assembly, due to the specific configuration of the connection structure 850 in the resulting chip arrangement 800 according to the present application in the area of the chip connection area 820 one of the sensitive chip body substrate of the chip body 810 gone force F3 occur. In other words, in the chip arrangement 800 according to various embodiments in the area of the chip connection area 820 one on the floor 856 acting tension F3 occur. The tension can be F3 from the chip connection area 850 away and towards the cavity 852 the connection structure 850 be directed.

Wie oben beschrieben, werden der Chipkörper 810 und das Substrat 840 derart aufeinander gepresst, dass ein dazwischen angeordneter Klebstoff (nicht dargestellt) nach dem Aushärten die mechanische Verbindung stabilisiert. Das bedeutet, dass nach dem Aushärten des Klebstoffes (nicht dargestellt) aufgrund der spezifischen Ausgestaltung der Verbindungsstruktur 850 in der fertigen Chipanordnung 800 auch nach der FCOS-Montage noch eine Zugspannung bestehen kann, die der Kraft F3 der 8 entspricht.As described above, the chip body becomes 810 and the substrate 840 pressed together so that an interposed adhesive (not shown) after curing stabilizes the mechanical connection. This means that after the curing of the adhesive (not shown) due to the specific configuration of the connection structure 850 in the finished chip arrangement 800 Even after the FCOS assembly still a tension can exist, the force F3 of the 8th equivalent.

9 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer Chipanordnung gemäß weiteren verschiedenen Ausführungsbeispielen. 9 FIG. 12 shows a flowchart of a method for producing a chip arrangement according to further various exemplary embodiments.

Wie in 9 dargestellt, kann ein Verfahren zum Herstellen einer Chipanordnung gemäß weiteren Ausführungsbeispielen aufweisen: Bilden einer Öffnung in mindestens einer Passivierungsschicht, die teilweise neben einem Chip-Anschlussbereich eines Chipkörpers angeordnet ist, so dass zumindest ein Teil des Chip-Anschlussbereichs freigelegt wird, 910; Bilden einer elektromechanischen Verbindungsstruktur zwischen dem Chip-Anschlussbereich und einem Substrat-Anschlussbereich eines Substrats, die im Inneren einen Hohlraum aufweist, derart, dass mindestens eine Wand der Verbindungsstruktur auf der Passivierungsschicht und auf dem Substrat-Anschlussbereich angeordnet ist, wobei der Hohlraum eine Tiefe aufweist, die größer ist als eine Tiefe der Öffnung, 920; Ausüben einer Kraft auf die elektromechanische Verbindungsstruktur, so dass mittels der Wand der elektromechanischen Verbindungsstruktur in einem Bereich der elektromechanischen Verbindungsstruktur, der in Kontakt mit dem Chip-Anschlussbereich ist, ein Drehmoment erzeugt wird, und dass der Chip-Anschlussbereich und der Substrat-Anschlussbereich elektrisch leitend miteinander verbunden werden, 930.As in 9 1, a method of fabricating a chip device according to further embodiments may include: forming an opening in at least one passivation layer that is partially disposed adjacent a chip termination region of a chip body such that at least a portion of the chip termination region is exposed, 910; Forming an electromechanical connection structure between the chip connection region and a substrate connection region of a substrate, which has a cavity inside, such that at least one wall of the connection structure is arranged on the passivation layer and on the substrate connection region, wherein the cavity has a depth greater than a depth of the opening, 920; Applying a force to the electromechanical connection structure such that a torque is generated by means of the wall of the electromechanical connection structure in a region of the electromechanical connection structure that is in contact with the chip connection region, and that the chip connection region and the substrate connection region are electrically conductively connected, 930.

Dabei kann in dem Verfahren zum Herstellen einer Chipanordnung die elektromechanische Verbindungsstruktur beispielsweise eine Flip-Chip-Verbindungsstruktur sein.In this case, in the method for producing a chip arrangement, the electromechanical connection structure may be, for example, a flip-chip connection structure.

In dem Verfahren zum Herstellen einer Chipanordnung kann das Bilden der Verbindungsstruktur zumindest die Teilprozesse des Bildens eines Bodens und des Bildens zumindest einer Wand aufweisen. Anders ausgedrückt kann die Verbindungsstruktur in einer Mehrzahl von Teilprozessen gebildet werden, wobei in einem Teilprozess der Boden der Verbindungsstruktur ausgebildet wird und in einem zweiten Teilprozess die Wand der Verbindungsstruktur ausgebildet wird. Die Wand der Verbindungsstruktur kann dabei beispielsweise ringförmig gebildet werden. Des Weiteren kann die Wand der Verbindungsstruktur segmentiert ausgebildet werden. Dabei kann die Wand derart ausgebildet werden, dass sie in vier oder eine beliebige andere Zahl von Abschnitten segmentiert ist. Die Abschnitte und Lücken zwischen den Abschnitten können beispielsweise derart angeordnet werden, dass sie gleichmäßig verteilt sind oder dass sie ungleichmäßig verteilt sind. Anders ausgedrückt können die Abschnitte der segmentierten Wand und die Lücken gleich groß ausgebildet werden oder die Lücken zwischen den Abschnitten der segmentierten Wand können als schmale Schlitze ausgebildet werden.In the method of manufacturing a chip assembly, forming the interconnect structure may include at least the sub-processes of forming a bottom and forming at least one wall. In other words, the connection structure can be formed in a plurality of partial processes, wherein the bottom of the connection structure is formed in one partial process and the wall of the connection structure is formed in a second partial process. The wall of the connection structure can be formed annularly, for example. Furthermore, the wall of the connection structure can be formed segmented. In this case, the wall can be formed such that it is segmented into four or any other number of sections. For example, the portions and gaps between the portions may be arranged to be evenly distributed or unevenly distributed. In other words, the sections of the segmented wall and the gaps can be made equally large or the gaps between the sections of the segmented wall can be formed as narrow slots.

Der Chipkörper kann beispielsweise Strukturen aufweisen, die zumindest teilweise aus einem Material gebildet sein können, das eine Dielektrizitätskonstante aufweist, die kleiner als 3,9 beträgt. Anders ausgedrückt können Strukturen in dem Chipkörper ein Material aufweisen oder im Wesentlichen daraus gebildet sein, das eine Dielektrizitätskonstante kleiner als 3,9 aufweist. Alternativ können die Strukturen in dem Chipkörper ein Material aufweisen oder im Wesentlichen daraus gebildet sein, das eine Dielektrizitätskonstante kleiner als 2,4 aufweist.For example, the chip body may include structures that may be at least partially formed of a material that has a dielectric constant that is less than 3.9. In other words, structures in the chip body may include or be formed substantially from a material having a dielectric constant less than 3.9. Alternatively, the structures in the chip body may include or be formed substantially from a material having a dielectric constant less than 2.4.

10 zeigt eine vergrößerte schematische perspektivische Darstellung einer Verbindungsstruktur einer Chipanordnung mit einer Umverdrahtungsschicht gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. 10 shows an enlarged schematic perspective view of a connection structure of a chip arrangement with a redistribution layer according to various embodiments.

In der in 10 dargestellten Ansicht 1000 kann eine erste Seite 1016 eines Chipkörpers 1010 einen Chip-Anschlussbereich 1020 und eine Verbindungsstruktur 1050 aufweisen, wobei die Verbindungsstruktur 1050 nicht über dem Chip-Anschlussbereich 1020 angeordnet ist. Anders ausgedrückt kann die Verbindungsstruktur 1050 auf einem anderen Bereich des Chipkörpers 1010 angeordnet sein als der Chip-Anschlussbereich 1020.In the in 10 displayed view 1000 can be a first page 1016 a chip body 1010 a chip connection area 1020 and a connection structure 1050 have, wherein the connection structure 1050 not above the chip connection area 1020 is arranged. In other words, the connection structure 1050 on another area of the chip body 1010 be arranged as the chip connection area 1020 ,

Zur Kontaktierung der Verbindungsstruktur 1050 mit dem Chip-Anschlussbereich 1020 kann der Chipkörper 1010 deshalb, wie in 10 dargestellt, außerdem eine Umverdrahtungsschicht 1070 (anders ausgedrückt eine Redestributionsschicht (engl.: redistribution layer; RDL) 1070) aufweisen, die über der ersten Seite 1016 des Chipkörpers 1010 derart angeordnet ist, dass sie den Chip-Anschlussbereich 1020 mit der Verbindungsstruktur 1050 elektrisch leitend verbindet. Anders ausgedrückt kann auf der ersten Seite 1016 des Chipkörpers 1010 eine Umverdrahtungsschicht 1070 ausgebildet sein, die mit dem Chip-Anschlussbereich 1020 und der Verbindungsstruktur 1050 verbunden sein kann. Dabei kann die Umverdrahtungsschicht 1070 derart ausgebildet sein, dass sie den Chip-Anschlussbereich 1020 durch die Öffnung (nicht dargestellt) in der Passivierungsschicht (nicht dargestellt) hindurch kontaktiert. Des Weiteren kann der Boden 1056 der Verbindungsstruktur 1050 in einer Schicht mit der Umverdrahtungsschicht 1070 ausgebildet sein. Die Wand 1054 bzw. die Wandsegmente 1058 der Verbindungsstruktur kann bzw. können dabei derart ausgebildet sein, dass sie über der Passivierungsschicht (nicht dargestellt) auf der ersten Seite des Chipkörpers 1010 angeordnet ist bzw. sind.For contacting the connection structure 1050 with the chip connection area 1020 can the chip body 1010 therefore, as in 10 also shown a redistribution layer 1070 (in other words, a redistribution layer (RDL) 1070) overlying the first page 1016 of the chip body 1010 is arranged such that it the chip connection area 1020 with the connection structure 1050 electrically conductive connects. In other words, on the first page 1016 of the chip body 1010 a redistribution layer 1070 be formed with the chip connection area 1020 and the connection structure 1050 can be connected. In this case, the rewiring layer 1070 be formed such that they the chip connection area 1020 contacted through the opening (not shown) in the passivation layer (not shown). Furthermore, the floor can 1056 the connection structure 1050 in a layer with the redistribution layer 1070 be educated. The wall 1054 or the wall segments 1058 The connection structure may be designed such that it is above the passivation layer (not shown) on the first side of the chip body 1010 is arranged or are.

11 zeigt vergrößerte Ansichten eines Chipkarten-ICs, der eine Mehrzahl von Verbindungsstrukturen (anders ausgedrückt eine Mehrzahl von Kronen-Bumps) gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen aufweist. 11 11 shows enlarged views of a smart card IC having a plurality of interconnect structures (in other words, a plurality of crown bumps) according to various embodiments.

Wie in dem linken Teil der 11 dargestellt, weist ein Chipkarten-IC 1180 (d.h. ein Chipkarten-Integrierter Schaltkreis) einen Chipkörper 1110 und eine Mehrzahl von Verbindungsstrukturen 1150, anders ausgedrückt eine Mehrzahl von Kronen-Bumps 1150, gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen auf. Dabei sind die Mehrzahl von Verbindungsstrukturen 1150 auf dem Chipkörper 1110 für die FCOS-Montage typischerweise in einem Abstand zueinander angeordnet.As in the left part of the 11 shown has a smart card IC 1180 (ie, a smart card integrated circuit) a chip body 1110 and a plurality of connection structures 1150 in other words, a plurality of crown bumps 1150 , According to various embodiments. Here are the majority of connection structures 1150 on the chip body 1110 typically arranged at a distance from each other for FCOS mounting.

In dem rechten Teil der 11 ist eine vergrößerte Detailansicht einer Verbindungsstruktur 1150 des Chipkarten-ICs 1180 dargestellt. Anders ausgedrückt ist eine vergrößerte Detailansicht eines Kronen-Bumps 1150 auf dem Chipkarten-IC 1150 dargestellt. Dabei sind in 11 Verbindungsstrukturen 1150 dargestellt, die eine segmentierte Wand aufweisen. Allerdings ist die Ausgestaltung der Verbindungsstrukturen 1150 nicht hierauf beschränkt, sondern die Verbindungsstrukturen 1150 können auch eine ringförmig geschlossene Wand aufweisen (nicht dargestellt). Die Verbindungsstrukturen 1150 können außerdem, wie in 11 dargestellt, entsprechend ihrer Funktion auf dem Chipkarten-IC 1180 beschriftet sein.In the right part of the 11 is an enlarged detail view of a connection structure 1150 of the chip card IC 1180 shown. In other words, an enlarged detail view of a crown bump 1150 on the chip card IC 1150 shown. Here are in 11 connecting structures 1150 shown having a segmented wall. However, the configuration of the connection structures 1150 not limited thereto, but the connection structures 1150 may also have an annular closed wall (not shown). The connection structures 1150 can also, as in 11 represented according to their function on the chip card IC 1180 be labeled.

Ein Chipkarten-IC 1180, wie in 11 dargestellt, kann für die Chipkarten-Sicherheitskontrolle zur Montage in der FCOS-Montage vorgesehen sein. Des Weiteren sind Anpassungen der Anordnung der Verbindungsstrukturen 1150 auf dem Chipkarten-IC 1180 an die jeweilige Anwendung möglich. Beispielsweise kann es notwendig sein, einzelne Verbindungsstrukturen 1150 auf dem Chipkarten-IC 1180 miteinander zu verbinden. Anders ausgedrückt kann ein Chipkörper 1110 auch mit einer Zwischenverbindung oder einer Mehrzahl von Zwischenverbindungen (nicht dargestellt) zwischen den Verbindungsstrukturen 1150 bereitgestellt sein, beispielsweise bei der Nacktchip-Montage (engl.: bare die assembly), beispielsweise in der Anwendung bei ePassports, eDriverLicense etc.A chip card IC 1180 , as in 11 can be provided for the chip card security control for mounting in the FCOS assembly. Furthermore, adjustments to the arrangement of the connection structures 1150 on the chip card IC 1180 to the respective application possible. For example, it may be necessary to have individual connection structures 1150 on the chip card IC 1180 to connect with each other. In other words, a chip body 1110 also with an interconnect or a plurality of interconnects (not shown) between interconnect structures 1150 be provided, for example, in the bare chip assembly (English: bare the assembly), for example in the application at ePassports, eDriverLicense etc.

Eine elektromechanische Verbindungsstruktur für eine Chipanordnung, die für die FCOS-Montage vorgesehen ist, bei der die Verbindungsstruktur einen Hohlraum ausreichender Tiefe aufweist, weist folgende Vorteile auf: Beim Ausüben von Kraft während der FCOS-Montage wirkt der Druck auf die Wand bzw. die Wandsegmente der Verbindungsstruktur derart, dass eine gute elektrische Verbindung zu dem Substrat-Anschlussbereich des dem Chipkörper gegenüberliegend angeordneten Substrats gewährleistet werden kann. Dabei wird jedoch kein Druck auf den Boden der Verbindungsstruktur ausgeübt, der auf dem Chip-Anschlussbereich angeordnet und/oder mit diesem elektrisch leitend verbunden ist, derart, dass empfindliche Low-k- bzw. ULK-Strukturen in dem Chipkörper unter dem Chip-Anschlussbereich vor Beschädigungen geschützt sind.An electromechanical interconnect structure for a chip assembly intended for FCOS mounting in which the interconnect structure has a cavity of sufficient depth has the following advantages: When applying force during FCOS assembly, the pressure acts on the wall or wall segments the connection structure such that a good electrical connection to the substrate connection region of the chip body oppositely arranged substrate can be ensured. In this case, however, no pressure is exerted on the bottom of the connection structure, which is arranged on the chip connection region and / or electrically conductively connected to it, such that sensitive low-k or ULK structures in the chip body under the chip connection region are protected from damage.

Aufgrund der spezifischen Ausgestaltung der Wand und des Bodens der Verbindungsstruktur können mittels der auf die Wand wirkenden Kräfte Drehmomente derart in dem Boden der Verbindungsstruktur auftreten, dass eine Zugkraft auf den mit dem Chip-Anschlussbereich verbundenen Bereich des Bodens wirkt. Dadurch können spröde Low-k- bzw. ULK-Strukturen in dem Chipkörper vor Beschädigungen geschützt werden.Due to the specific configuration of the wall and the bottom of the connection structure, by means of the forces acting on the wall, torques can occur in the bottom of the connection structure such that a tensile force acts on the region of the base connected to the chip connection region. As a result, brittle low-k or ULK structures in the chip body can be protected from damage.

Ferner kann die Wand der Verbindungsstruktur beim Zusammenpressen des Chipkörpers und des Substrats während der FCOS-Montage den ausgeübten Druck auf die weichere, an den Chip-Anschlussbereich angrenzende Passivierungsschicht umlenken, derart, dass Low-k- bzw. ULK-Strukturen in dem Chipkörper nicht beschädigt werden.Further, upon compression of the chip body and the substrate during FCOS mounting, the wall of the interconnect structure may redirect the applied pressure to the softer passivation layer adjacent to the die pad area, such that low-k or ULK structures in the chip body do not to be damaged.

Des Weiteren kann die Wand der Verbindungsstruktur beim Zusammenpressen des Chipkörpers und des Substrats während der FCOS-Montage mittels des ausgeübten Drucks verformt werden, wodurch auftretende Höhenunterschiede der auf der Oberfläche des Chipkörpers verteilt angeordneten Mehrzahl von Verbindungsstrukturen ausgeglichen werden können.Furthermore, the wall of the connection structure can be deformed during compression of the chip body and the substrate during the FCOS assembly by means of the applied pressure, whereby occurring differences in height of distributed on the surface of the chip body arranged plurality of connection structures can be compensated.

Weiterhin kann der Boden der Verbindungsstruktur eine zuverlässige elektrische Verbindung zu dem Chip-Anschlussbereich gewährleisten, während die Wand der Verbindungsstruktur eine zuverlässige elektrische Verbindung zu dem Substrat-Anschlussbereich gewährleistet.Furthermore, the bottom of the connection structure can ensure a reliable electrical connection to the chip connection region, while the wall of the connection structure ensures a reliable electrical connection to the substrate connection region.

Claims (26)

Chipanordnung, aufweisend • einen Chipkörper (310); • mindestens einen Chip-Anschlussbereich (320); • mindestens eine Passivierungsschicht (330) teilweise neben dem Chip-Anschlussbereich (320), wobei die Passivierungsschicht (330) eine Öffnung (332) aufweist, mittels der zumindest ein Teil des Chip-Anschlussbereichs (320) freigelegt ist; • ein Substrat (340) mit einem Substrat-Anschlussbereich (342); • eine elektromechanische Verbindungsstruktur (350), die im Inneren einen Hohlraum (352) aufweist, wobei mindestens eine Wand (354) der Verbindungsstruktur (350) auf der Passivierungsschicht (330) und auf dem Substrat-Anschlussbereich (342) angeordnet ist, wobei die elektromechanische Verbindungsstruktur (350) den Chip-Anschlussbereich (320) mit dem Substrat-Anschlussbereich (342) elektrisch leitend verbindet; • wobei der Hohlraum (352) eine Tiefe (d1) aufweist, die größer ist als eine Tiefe (d2) der Öffnung (332) .Chip arrangement, comprising A chip body (310); At least one chip connection region (320); At least one passivation layer (330) partially adjacent to the die pad region (320), the passivation layer (330) having an opening (332) by which at least a portion of the die pad region (320) is exposed; A substrate (340) having a substrate attachment region (342); An electromechanical interconnect structure (350) having a cavity (352) therein, wherein at least one wall (354) of the interconnect structure (350) is disposed on the passivation layer (330) and on the substrate interconnect region (342) electromechanical connection structure (350) electrically connecting the chip termination region (320) to the substrate attachment region (342); Wherein the cavity (352) has a depth (d1) greater than a depth (d2) of the opening (332). Chipanordnung gemäß Anspruch 1, wobei die elektromechanische Verbindungsstruktur (350) eine Flip-Chip-Verbindungsstruktur ist. Chip arrangement according to Claim 1 wherein the electromechanical connection structure (350) is a flip-chip connection structure. Chipanordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Wand (354) ringförmig ist.Chip arrangement according to Claim 1 or 2 wherein the wall (354) is annular. Chipanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Chipkörper (310) Strukturen einer Dielektrizitätskonstante kleiner als 3,9 aufweist.Chip arrangement according to one of Claims 1 to 3 wherein the chip body (310) has structures of a dielectric constant less than 3.9. Chipanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Chipkörper Strukturen einer Dielektrizitätskonstante kleiner als 2,4 aufweist.Chip arrangement according to one of Claims 1 to 4 wherein the chip body has structures of a dielectric constant less than 2.4. Chipanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Chipkörper ein Chipkörper-Substrat aufweist, wobei das Chipkörper-Substrat eines aus der Gruppe bestehend aus Silizium, Siliziumcarbit, Germanium, Galliumphosphid, Galliumarsenid und Galliumnitrid aufweist oder im Wesentlichen daraus besteht.Chip arrangement according to one of Claims 1 to 5 wherein the chip body comprises a chip body substrate, wherein the chip body substrate comprises or substantially consists of one of the group consisting of silicon, silicon carbide, germanium, gallium phosphide, gallium arsenide and gallium nitride. Chipanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Passivierungsschicht (330) eines aus der Gruppe bestehend aus Polyimid, Polybenzoxazol (PBO), Siliziumnitrid und Siliziumdioxid aufweist oder im Wesentlichen daraus besteht.Chip arrangement according to one of Claims 1 to 6 wherein the passivation layer (330) comprises or consists essentially of one of the group consisting of polyimide, polybenzoxazole (PBO), silicon nitride and silicon dioxide. Chipanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Verbindungsstruktur (350) mindestens eines von Kupfer, Nickel, Palladium, Nickel-Palladium, Gold, Nickel-Palladium-Gold und Nickel-Phosphor-Palladium-Gold aufweist oder im Wesentlichen daraus besteht.Chip arrangement according to one of Claims 1 to 7 wherein the interconnect structure (350) comprises, or consists essentially of, at least one of copper, nickel, palladium, nickel-palladium, gold, nickel-palladium-gold, and nickel-phosphorus-palladium-gold. Chipanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Verbindungsstruktur (350) einen Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 50 µm bis ungefähr 150 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 70 µm bis ungefähr 140 µm, optional in einem Bereich von ungefähr 100 µm bis ungefähr 120 µm aufweist.Chip arrangement according to one of Claims 1 to 8th wherein the connection structure (350) has a diameter in a range of about 50 μm to about 150 μm, optionally in a range of about 70 μm to about 140 μm, optionally in a range of about 100 μm to about 120 μm. Chipanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Chipkörper (1010) ferner eine mit dem Chip-Anschlussbereich (1020) verbundene Umverdrahtungsschicht (1070) aufweist.Chip arrangement according to one of Claims 1 to 9 wherein the chip body (1010) further comprises a redistribution layer (1070) connected to the chip termination region (1020). Verfahren zum Herstellen einer Chipanordnung, das Verfahren aufweisend • Bilden einer Öffnung (332) in mindestens einer Passivierungsschicht (330), die teilweise neben einem Chip-Anschlussbereich (320) eines Chipkörpers (310) angeordnet ist, so dass zumindest ein Teil des Chip-Anschlussbereichs (320) freigelegt wird (510); • Bilden einer elektromechanischen Verbindungsstruktur (350) zwischen dem Chip-Anschlussbereich (320) und einem Substrat-Anschlussbereich (342) eines Substrats (340), die im Inneren einen Hohlraum (352) aufweist, derart, dass mindestens eine Wand (354) der Verbindungsstruktur (350) auf der Passivierungsschicht (330) und auf dem Substrat-Anschlussbereich (320) angeordnet ist (520), • wobei der Hohlraum (352) eine Tiefe (d1) aufweist, die größer ist als eine Tiefe (d2) der Öffnung (332); und • Fixieren der elektromechanischen Verbindungsstruktur (350), so dass der Chip-Anschlussbereich (320) und der Substrat-Anschlussbereich (342) elektrisch leitend miteinander verbunden werden (530).A method of manufacturing a chip device comprising the method Forming an opening (332) in at least one passivation layer (330) that is partially disposed adjacent a chip termination region (320) of a chip body (310) such that at least a portion of the chip termination region (320) is exposed (510) ; Forming an electromechanical interconnect structure (350) between the die pad region (320) and a substrate pad region (342) of a substrate (340) having a void (352) therein such that at least one wall (354) is the one Connecting structure (350) is arranged on the passivation layer (330) and on the substrate connection region (320) (520), Wherein the cavity (352) has a depth (d1) greater than a depth (d2) of the opening (332); and • Fixing the electromechanical connection structure (350), so that the chip connection region (320) and the substrate connection region (342) are electrically connected to each other (530). Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei die elektromechanische Verbindungsstruktur (350) eine Flip-Chip-Verbindungsstruktur ist.Method according to Claim 11 wherein the electromechanical connection structure (350) is a flip-chip connection structure. Verfahren gemäß Anspruch 11 oder 12, wobei die Wand (354) ringförmig gebildet wird.Method according to Claim 11 or 12 wherein the wall (354) is annular. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei der Chipkörper (310) Strukturen einer Dielektrizitätskonstante kleiner als 3,9 aufweist.Method according to one of Claims 11 to 13 wherein the chip body (310) has structures of a dielectric constant less than 3.9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei das Bilden der Verbindungsstruktur (650) aufweist: • Bilden (602) einer Keimschicht (631) auf der Passivierungsschicht (630) und in der Öffnung (632), so dass zumindest ein Bereich des freigelegten Teils des Chip-Anschlussbereichs (620) bedeckt wird; • Bilden (604) einer Kupferschicht (653) über der Keimschicht (631); • Bilden (606) einer Kupferstruktur (657) auf der Kupferschicht (653); • nachfolgendes Entfernen (608) von freiliegenden Bereichen der Keimschicht (631).Method according to one of Claims 11 to 14 wherein forming the interconnect structure (650) comprises: forming (602) a seed layer (631) on the passivation layer (630) and in the opening (632) such that at least a portion of the exposed portion of the chip termination region (620) is covered; Forming (604) a copper layer (653) over the seed layer (631); Forming (606) a copper structure (657) on the copper layer (653); Subsequent removal (608) of exposed areas of the seed layer (631). Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei die Kupferstruktur (657) als eine Ringform gebildet wird.Method according to Claim 15 wherein the copper structure (657) is formed as a ring shape. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei der Chipkörper (310) Strukturen einer Dielektrizitätskonstante kleiner als 3,9 aufweist.Method according to one of Claims 11 to 16 wherein the chip body (310) has structures of a dielectric constant less than 3.9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 17, wobei der Chipkörper (310) Strukturen einer Dielektrizitätskonstante kleiner als 2,4 aufweist.Method according to one of Claims 11 to 17 wherein the chip body (310) has structures of a dielectric constant less than 2.4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 18, wobei das Substrat (340) eines aus der Gruppe bestehend aus Polyimid, Polyester, thermoplastische Materialien, faserverstärkte Epoxide oder duroplastische Materialien aufweist oder im Wesentlichen daraus besteht.Method according to one of Claims 11 to 18 wherein the substrate (340) comprises or consists essentially of one of the group consisting of polyimide, polyester, thermoplastic materials, fiber reinforced epoxies, or thermoset materials. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 18, wobei das Substrat (340) eines aus der Gruppe bestehend aus Silizium, Siliziumcarbit, Germanium, Galliumphosphid, Galliumarsenid und Galliumnitrid aufweist oder im Wesentlichen daraus besteht. Method according to one of Claims 11 to 18 wherein the substrate (340) comprises or consists essentially of one of the group consisting of silicon, silicon carbide, germanium, gallium phosphide, gallium arsenide and gallium nitride. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 20, wobei die Passivierungsschicht (330) eines aus der Gruppe bestehend aus Polyimid, Polybenzoxazol (PBO), Siliziumnitrid und Siliziumoxid aufweist oder im Wesentlichen daraus besteht.Method according to one of Claims 11 to 20 wherein the passivation layer (330) comprises or consists essentially of one of the group consisting of polyimide, polybenzoxazole (PBO), silicon nitride and silicon oxide. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 21, wobei die Verbindungsstruktur (350) mindestens eines von Kupfer, Nickel, Palladium, Nickel-Palladium, Gold, Nickel-Palladium-Gold und Nickel-Phosphor-Palladium-Gold aufweist oder im Wesentlichen daraus besteht.Method according to one of Claims 11 to 21 wherein the interconnect structure (350) comprises, or consists essentially of, at least one of copper, nickel, palladium, nickel-palladium, gold, nickel-palladium-gold, and nickel-phosphorus-palladium-gold. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 22, wobei die Verbindungsstruktur (350) in einem Durchmesser in einem Bereich von ungefähr 50 µm bis ungefähr 150 µm gebildet wird.Method according to one of Claims 11 to 22 wherein the connection structure (350) is formed in a diameter in a range of about 50 μm to about 150 μm. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 11 bis 23, ferner aufweisend: Bilden einer Umverdrahtungsschicht (1070) auf dem Chipkörper (1010), die mit dem Chip-Anschlussbereich (1020) verbunden ist.Method according to one of Claims 11 to 23 , further comprising: forming a redistribution layer (1070) on the chip body (1010) connected to the chip termination region (1020). Chipanordnung, aufweisend • einen Chipkörper (810); • mindestens einen Chip-Anschlussbereich (820); • mindestens eine Passivierungsschicht (830) teilweise neben dem Chip-Anschlussbereich (820), wobei die Passivierungsschicht (830) eine Öffnung (832) aufweist, mittels der zumindest ein Teil des Chip-Anschlussbereichs (820) freigelegt ist; • ein Substrat (840) mit einem Substrat-Anschlussbereich (842); • eine elektromechanische Verbindungsstruktur (850), die im Inneren einen Hohlraum (852) aufweist, wobei mindestens eine Wand (854) der Verbindungsstruktur (850) auf der Passivierungsschicht (830) und auf dem Substrat-Anschlussbereich (842) angeordnet ist, wobei die elektromechanische Verbindungsstruktur (850) den Chip-Anschlussbereich (820) mit dem Substrat-Anschlussbereich (842) elektrisch leitend verbindet; • wobei in einem Bereich der elektromechanischen Verbindungsstruktur (850), der in Kontakt mit dem Chip-Anschlussbereich (820) ist, eine Zugspannung besteht.Chip arrangement, comprising A chip body (810); • at least one chip connection area (820); At least one passivation layer (830) partially adjacent the chip termination region (820), the passivation layer (830) having an opening (832) by means of which at least a portion of the chip termination region (820) is exposed; A substrate (840) having a substrate attachment region (842); An electromechanical interconnect structure (850) having a cavity (852) therein, wherein at least one wall (854) of the interconnect structure (850) is disposed on the passivation layer (830) and on the substrate interconnect region (842) electromechanical connection structure (850) electrically connecting the chip termination region (820) to the substrate attachment region (842); Wherein a tensile stress exists in a portion of the electromechanical connection structure (850) in contact with the chip connection portion (820). Verfahren zum Herstellen einer Chipanordnung, das Verfahren aufweisend • Bilden einer Öffnung (832) in mindestens einer Passivierungsschicht (830), die teilweise neben einem Chip-Anschlussbereich (820) eines Chipkörpers (810) angeordnet ist, so dass zumindest ein Teil des Chip-Anschlussbereichs (820) freigelegt wird; • Bilden einer elektromechanischen Verbindungsstruktur (850) zwischen dem Chip-Anschlussbereich (820) und einem Substrat-Anschlussbereich (842) eines Substrats (840), die im Inneren einen Hohlraum (852) aufweist, derart, dass mindestens eine Wand (854) der Verbindungsstruktur (850) auf der Passivierungsschicht (830) und auf dem Substrat-Anschlussbereich (842) angeordnet ist; und • Ausüben einer Kraft auf die elektromechanische Verbindungsstruktur (850), so dass mittels der Wand (854) der elektromechanischen Verbindungsstruktur (850) in einem Bereich der elektromechanischen Verbindungsstruktur (850), der in Kontakt mit dem Chip-Anschlussbereich (820) ist, ein Drehmoment (M) erzeugt wird, und dass der Chip-Anschlussbereich (820) und der Substrat-Anschlussbereich (842) elektrisch leitend miteinander verbunden werden.A method of manufacturing a chip device comprising the method Forming an opening (832) in at least one passivation layer (830) disposed partially adjacent a chip termination region (820) of a chip body (810) such that at least a portion of the chip termination region (820) is exposed; Forming an electromechanical interconnect structure (850) between the die pad region (820) and a substrate pad region (842) of a substrate (840) having a void (852) therein such that at least one wall (854) is the one of the vias Connecting structure (850) is disposed on the passivation layer (830) and on the substrate connecting region (842); and Applying a force to the electromechanical connection structure (850) such that by means of the wall (854) of the electromechanical connection structure (850) in a region of the electromechanical connection structure (850) in contact with the chip connection region (820) Torque (M) is generated, and that the chip connection region (820) and the substrate connection region (842) are electrically connected to each other.
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