DE102019117214A1

DE102019117214A1 - Kontakthöckerkissenumfassung, Kontakthöckerverbinder, elektrisches Bauteil, elektrische Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen

Info

Publication number: DE102019117214A1
Application number: DE102019117214.4A
Authority: DE
Inventors: Robert Bywalez; Ute Steinhaeuser; Monika Schmiedgen
Original assignee: RF360 Europe GmbH
Current assignee: RF360 Singapore Pte Ltd
Priority date: 2019-06-26
Filing date: 2019-06-26
Publication date: 2020-12-31
Also published as: WO2020260005A1; US20220246546A1; CN114207814A

Abstract

Es ist eine Kontakthöckerkissenumfassung bereitgestellt, die eine verbesserte Zuverlässigkeit einer Kontakthöckerverbindung bereitstellt. Die Kontakthöckerkissenumfassung umfasst ein Elektrodenkissen, eine UBM und eine erste Abschirmung. Die erste Abschirmung deckt wenigstens einen ersten Umfangsbereich des Elektrodenkissens ab. Die erste Abschirmung ist bereitgestellt und ist dazu ausgelegt, den ersten Umfangsbereich von einem schädlichen Einfluss der Umgebung abzuschirmen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Kontakthöckerkissenumfassungen (Bump-Pad-Umfassungen), die die Korrosionsfestigkeit von Kontakthöckerverbindungen (Bump-Pad-Verbindungen) verbessern können und entsprechend die Zuverlässigkeit von elektrischen Vorrichtungen verbessern.
Kontakthöckerverbindungen können verwendet werden, um Elektrodenkissen von unterschiedlichen elektrischen Bauteilen elektrisch und mechanisch zu verbinden, um eine elektrische Vorrichtung zu schaffen, die die zwei (und potenziell mehr) elektrischen Bauteile umfasst.
Gewöhnlich umfasst eine Kontakthöckerverbindung ein Lötmaterial, das zwischen zwei Elektrodenkissen angeordnet ist. Weiter ist ein Kontakt zwischen einem der Elektrodenkissen zum Lötmaterial bereitgestellt durch eine erste lötfähige Metallisierung (Under Bump Metallization, UBM) des ersten Bauteils. Eine Verbindung zwischen dem Lötmaterial und dem zweiten Elektrodenkissen ist von einer entsprechenden zweiten UBM bereitgestellt, die mit einem zweiten elektrischen Bauteil zusammenhängt.
Herkömmliche Kontakthöckerverbindungen sind störanfällig. Insbesondere kann eine Rissbildung eines der Bestandteile einer Kontakthöckerverbindung die Kontakthöckerverbindung nutzlos machen im Hinblick auf ihre elektrische und/oder mechanische Funktion. Als eine Folge kann die entsprechende Vorrichtung nutzlos sein, wenn lediglich eine einzelne Kontakthöckerverbindung ausfällt.
Ein Ausfall einer Kontakthöckerverbindung kann während eines normalen Betriebs der elektrischen Vorrichtung stattfinden. Ein Ausfall kann jedoch bereits während der Herstellungsschritte der Vorrichtung oder der Bauteile der Vorrichtung stattfinden, z. B., wenn während der Verarbeitungsschritte potenziell gefährliche Materialien verwendet werden. Insbesondere können korrosive Materialien eine Kontakthöckerverbindung gefährden, jedoch wichtig für Verarbeitungsschritte zum Herstellen der elektrischen Vorrichtung oder Bauteile sein.
Somit wird eine Verbesserung der Zuverlässigkeit einer Kontakthöckerverbindung gewünscht, z. B., um die Zuverlässigkeit von elektrischen Vorrichtungen und Bauteilen und die Ausbeute von Herstellungsschritten zu steigern. Insbesondere sind korrosionsbeständige Kontakthöckerverbindungen gewünscht.
Zu diesem Zweck ist eine Kontakthöckerkissenumfassung gemäß des unabhängigen Anspruchs bereitgestellt. Abhängige Ansprüche stellen bevorzugte Ausführungsformen einer Kontakthöckerkissenumfassung, eines Kontakthockerverbinders, eines elektrischen Bauteils, einer elektrischen Vorrichtung und eines Verfahrens zum Herstellen eines elektrischen Bauteils bereit.
Die Kontakthöckerkissenumfassung umfasst ein Elektrodenkissen, eine UBM und eine erste Abschirmung. Die erste Abschirmung deckt wenigstens einen Umfangsbereich des Elektrodenkissens ab. Die erste Abschirmung ist bereitgestellt und dazu ausgelegt, den ersten Umfangsbereich von einem schädlichen Einfluss der Umgebung abzuschirmen.
Die Umgebung kann die Umgebung während Herstellungsprozessen sein oder die Umgebung der/des entsprechenden Vorrichtung oder Bauteils, die/das aufbewahrt wird, oder die/das von einer Person verwendet wird.
Es ist möglich, dass die Umgebung einen korrosiven Stoff und/oder Wasser umfasst. Insbesondere ist es möglich, dass die Umgebung Feuchtigkeit umfasst.
Der erste Umfangsbereich der ersten Abschirmung kann sich am Umfang der Schnittstelle befinden zwischen dem entsprechenden Lötmaterial, das mit einer UBM verbunden ist, und einer UBM.
Es ist möglich, dass das Lötmaterial Zinn oder Silber umfasst oder eine Zinn-Silber-Legierung. Weiter ist es möglich, dass das Elektrodenkissen Aluminium, Kupfer umfasst oder eine Aluminium/Kupfer-Legierung. Wenn ein korrosiver Stoff in Kontakt mit einer UBM oder einem Elektrodenkissen kommt, dann kann es zu Korrosion der entsprechenden Materialien kommen, die zur Zerstörung von entsprechenden bekannten Kontakthöckerverbindungen führen kann. Somit ist insbesondere der Umfangsbereich der Schnittstelle zwischen dem Lötmaterial und einer UBM anfällig für Defekte (weil der Schnittstellenbereich zwischen dem Lötmaterial und einer UBM gewöhnlich horizontal beschränkt ist, z. B. durch einen Ring, der ein Elektrodenkissen festlegt), weil dieser Bereich einen Pfad für korrosive Stoffe schafft, die in den Kontakthöckerkissenaufbau eintreten.
Statt eines Ringes ist jedoch auch eine elliptische, rechteckige, ovale oder quadratische Form möglich.
Im Fall einer ovalen Form kann die Form durch eine Form festgelegt sein, die ähnlich dem Bereich ist, der von den Koordinaten (x, y) umfasst ist, die der Gleichung $X^{2} / 4 + y^{2} / (1 - kx) = 1$
entsprechen mit 0 < k < 1; z. B. mit k = 0,2.
Es ist weiter möglich, dass die Grundfläche der Form einer UBM eine stadion-ähnliche Form aufweist (d. h. aus zwei Halbkreisen und einem Rechteck besteht, das zwischen den zwei Halbkreisen angeordnet ist).
Das Vorhandensein einer ersten Abschirmung, insbesondere einer Abschirmwirkung - durch die erste Abschirmung - dieses empfindlichen ersten Umfangsbereichs vor den schädlichen Einflüssen der Umgebung verringert erheblich die Wahrscheinlichkeit, dass korrosive Stoffe in die empfindlichen Bereiche des Kontakthöckerkissenaufbaus eintreten.
Somit ist die Zuverlässigkeit der entsprechenden Kontakthöckerverbindung erheblich erhöht und, als ein Ergebnis davon, ist die Zuverlässigkeit der entsprechenden Bauteile und Vorrichtungen ebenfalls erhöht.
Aus demselben Grund ist die Ausbeute von Herstellungsprozessen erhöht und führt ebenfalls zu niedrigeren Herstellungskosten.
Entsprechend ist es möglich, dass die erste Abschirmung eine Feuchtigkeitsabschirmung ist.
Somit ist die erste Abschirmung eine Abschirmung, die den Kontakthöckerkissenaufbau davor schützt, dass Wassermoleküle in den Aufbau eintreten.
Es ist möglich, dass die erste Abschirmung eine Dicke t mit t ≤ 500 nm oder t ≤ 400 nm oder t ≤ 300 nm aufweist.
Weiter ist es möglich, dass die erste Abschirmung eine Dicke t aufweist, die 25 nm oder größer ist.
Die erste Abschirmung kann als ein lagenweiser Aufbau bereitgestellt sein, wobei die Erstreckung des Materials der Abschirmung in Richtungen orthogonal zur Dickenrichtung wesentlich größer ist als die Dicke. Somit ist die Dicke der ersten Abschirmung unabhängig von der Ausrichtung der Abschirmung. Insbesondere ist es möglich, dass das Material der Abschirmung an einer horizontalen Oberfläche angebracht ist an einer Stelle und an einer vertikalen oder geneigten Oberfläche (geneigt im Hinblick auf die horizontale Ebene) an einer anderen Stelle.
Es ist jedoch insbesondere möglich, dass die bereitgestellte Dicke wenigstens teilweise die Dicke der Abschirmung in einer vertikalen (z) Richtung festlegt.
In diesem Zusammenhang bestimmt die Hauptoberseite eines elektrischen Bauteils die Ausrichtung einer horizontalen Ebene, die sich entlang der xy-Richtung erstreckt. Entsprechend erstreckt sich die z-Richtung entlang der vertikalen Richtung.
Es ist möglich, dass die erste Abschirmung ein Material umfasst oder daraus besteht, das aus einem Siliziumnitrid ausgewählt ist, z. B. Si_xN_y (mit 2,5 ≤ x ≤ 3,5; 3,5 ≤ y ≤ 4,5) oder einem stöchiometrischen Siliziumnitrid Si₃N₄a, einem Aluminiumoxid Al₂O₃, einem Siliziumoxid, SiO₂, einem Zirkoniumoxid, ZrO₂, einem Titanoxid, TiO₂, einer Verbindung, die ein Silizium, Stickstoff und Sauerstoff umfasst, z. B. einer Verbindung, die Siliziumnitrid und Siliziumoxid umfasst, einer Verbindung, die Aluminium, Sauerstoff und Silizium umfasst, z. B. einer Verbindung, die Aluminiumoxid und Siliziumoxid umfasst, z. B. einer Verbindung, die Al₂O₃ und SiO₂, umfasst, einer Verbindung, die Aluminium, Sauerstoff und Zirkonium umfasst, z. B. einer Verbindung, die Aluminiumoxid und Zirkoniumoxid umfasst, z. B. einer Verbindung, die Al₂O₃ und ZrO₂ umfasst, einer Verbindung, die Aluminium, Sauerstoff und Titan umfasst, z. B. einer Verbindung, die Aluminiumoxid und Titanoxid umfasst, z. B. einer Verbindung, die Al₂O₃ und TiO₂ umfasst.
Im Allgemeinen ist bevorzugt, dass die erste Abschirmung ein Material umfasst, das eine starke Barriere gegen korrosive Stoffe bereitstellt, wie etwa Wasser.
Die erste Abschirmung kann bereitgestellt sein durch Nutzen herkömmlicher Materialabscheidungstechniken, wie etwa physikalischer oder chemischer Gasphasenabscheidung, wie etwa Kathodenzerstäubungsabscheidung oder ALD (Atomic Layer Deposition, Atomlagenabscheidung). Die erste Abschirmung kann auch erreicht werden durch Anwenden von Strukturierungtechniken einschließlich der Abscheidung eines Resistmaterials und der Entfernung von Material der ersten Abschirmung.
Es ist möglich, dass die erste Abschirmung einen Einlagenaufbau oder einen Mehrlagenaufbau umfasst.
Wenn die erste Abschirmung einen Einlagenaufbau umfasst, dann besteht die erste Abschirmung aus einem homogenen Material. Wenn die erste Abschirmung einen Mehrlagenaufbau umfasst, dann können mehrere von zwei oder mehr Lagen, deren Material ausgewählt sein kann aus der vorstehend angegebenen Auswahl, aufeinander angeordnet sein, um eine Mehrlagenbarriere gegen unerwünschte korrosive Stoffe zu schaffen.
Somit schafft die erste Abschirmung eine wirkungsvolle Barriere, die typische Eintrittspfade von korrosiven Stoffen in den Aufbau von herkömmlichen Kontakthöckerverbindungen schließt.
Es ist möglich, dass die Kontakthockerkissenumfassung weiter ein Abdeckelement umfasst. Das Abdeckelement kann wenigstens teilweise einen Bereich einer Oberseite der ersten Abschirmung abdecken.
Das Abdeckelement kann auch ein Material oder einen Material/Lagenaufbau umfassen oder daraus bestehen wie vorstehend beschrieben. Insbesondere kann das Abdeckelement eine Dicke aufweisen, die die Dicke der ersten Abschirmung überschreitet. Das Abdeckelement kann zur mechanischen Stabilität der Kontakthockerverbindung beitragen und eine innere vertikale Flanke und eine äußere vertikale Flanke aufweisen. Insbesondere kann die innere vertikale Flanke im Wesentlichen den Schnittstellenbereich zwischen einer UBM und einem Lotmaterial festlegen.
In einer bevorzugten Kontakthöckerkissenumfassung umfasst das Abdeckelement ein Siliziumoxid wie etwa SiO2 und/oder ein ein Siliziumnitrid wie etwa Si_xN_y (mit 2,5 ≤ x ≤ 3,5; 3,5 ≤ y ≤ 4,5) wie etwa Si₃N₄.
Es ist möglich, dass die Kontakthöckerkissenumfassung weiter eine zweite Abschirmung umfasst. Die zweite Abschirmung deckt wenigstens einen zweiten Umfangsbereich des Elektrodenkissens ab. Weiter ist es möglich, dass die zweite Abschirmung bereitgestellt ist und dazu ausgelegt ist, den zweiten Umfangsbereich von einem schädlichen Einfluss der Umgebung abzuschirmen.
Insbesondere ist es möglich, dass die zweite Abschirmung die erste Abschirmung erhöht beim Schützen des Aufbaus der Kontakthöckerverbindung gegen äußere schädliche Einflüsse.
Entsprechend ist es möglich, dass die zweite Abschirmung eine Feuchtigkeitsabschirmung ist.
Es ist möglich, dass die zweite Abschirmung eine Dicke t2 mit t2 ≤ 500 nm oder t2 ≤ 400 nm oder t2 ≤ 300 nm aufweist.
Die zweite Abschirmung kann auch die vorstehend angegebene Materialgruppe umfassen oder daraus bestehen.
Insbesondere ist es möglich, dass die erste Abschirmung Siliziumnitrid umfasst oder daraus besteht (z. B. Si_xN_y (mit 2,5 ≤ x ≤ 3,5; 3,5 ≤ y ≤ 4,5), z. B. Si₃N₄), und dass die zweite Abschirmung Siliziumnitrid umfasst oder daraus besteht (z. B. Si_xN_y (mit 2,5 ≤ x ≤ 3,5; 3,5 ≤ y ≤ 4,5), z. B. Si₃N₄).
Auch ist es möglich, dass die erste Abschirmung Al₂O₃ umfasst oder daraus besteht, und das die zweite Abschirmung Siliziumnitrid umfasst oder daraus besteht (z. B. Si_xN_y (mit 2,5 ≤ x ≤ 3,5; 3,5 ≤ y ≤ 4,5), z. B. Si₃N₄).
Auch ist es möglich, dass die erste Abschirmung Siliziumnitrid umfasst oder daraus besteht (z. B. Si_xN_y (mit 2,5 ≤ x ≤ 3.5; 3,5 ≤ y ≤ 4,5), z. B. Si₃N₄), und dass die zweite Abschirmung Al₂O₃ umfasst oder daraus besteht.
Es ist möglich, dass die zweite Abschirmung einen Einlagenaufbau oder einen Mehrlagenaufbau umfasst.
Entsprechend der ersten Abschirmung ist es möglich, dass, wenn die zweite Abschirmung einen Einlagenaufbau umfasst, die zweite Abschirmung dann ein homogenes Material aufweist. Andernfalls kann das zweite Material mehrere von zwei oder mehr Lagen umfassen, von denen jede eines der vorstehend angegebenen Materialien umfassen oder daraus bestehen kann.
Es ist möglich, dass die zweite Abschirmung bereitgestellt ist und dazu ausgelegt ist, wenigstens eine vertikale Flanke der ersten Abschirmung von einem schädlichen Einfluss der Umgebung abzuschirmen.
Somit ist es möglich, dass es einen Schnittstellenbereich zwischen der ersten Abschirmung und der zweiten Abschirmung gibt, wobei das Material der ersten Abschirmung in direktem Kontakt mit dem Material der zweiten Abschirmung ist.
Insbesondere ist es möglich, dass diese Schnittstellenregion zwischen der ersten und der zweiten Abschirmung an einer Position ist, die in der Regel Teil eines Pfads von unerwünschten korrosiven Stoffen ist, die in den Aufbau der Kontakthöckerverbindung eintreten.
Es ist möglich, dass ein Kontakthöckerverbinder eine Kontakthöckerkissenumfassung wie vorstehend beschrieben umfasst. Der Kontakthöckerverbinder kann weiter Lötmaterial umfassen, das bereitgestellt ist und dazu ausgelegt ist, eine Kontakthöckerverbindung zu schaffen.
Das Material des Elektrodenkissens des Kontakthöckerverbinders kann elektrisch und mechanisch mit einer Signalleitung an der Oberfläche eines Trägersubstrats verbunden sein. Entsprechend ist es auch möglich, dass der Kontakthöckerverbinder, der die Kontakthöckerkissenumfassung umfasst, an der Oberfläche des Trägersubstrats angeordnet ist. Die Oberfläche kann die Oberfläche sein, die auf eine entsprechende gegenüberliegend ausgerichtete Oberfläche eines zweiten elektrischen Bauteils ausgerichtet ist, das elektrisch und mechanisch über eine Kontakthöckerverbindung mit dem Kontakthöckerverbinder verbunden ist.
Weiter kann ein elektrisches Bauteil einen Kontakthöckerverbinder wie vorstehend beschrieben umfassen, der an einer Oberseite des elektrischen Bauteils angeordnet ist.
Der Kontakthöckerverbinder des elektrischen Bauteils kann dazu ausgelegt sein und bereitgestellt sein, um eine elektrische und mechanische Verbindung zu einem weiteren elektrischen Bauteil zu schaffen, so dass die zwei elektrischen Bauteile wenigstens einen Teil einer elektrischen Vorrichtung schaffen.
Entsprechend kann eine elektrische Vorrichtung ein oder zwei elektrische Bauteile wie vorstehend beschrieben umfassen. Eine Kontakthöckerverbindung, die ein Lötmaterial zwischen zwei Kontakthöckerverbindern umfasst, schafft den endgültigen elektrischen und mechanischen Kontakt zwischen den zwei Bauteilen.
Ein Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Bauteils, das eine Kontakthöckerkissenumfassung wie vorstehend angegeben umfasst, kann die folgenden Schritte umfassen:

- Bereitstellen eines Elektrodenkissens,
- Abscheiden von Material der ersten Abschirmung wenigstens in einem ersten Umfangsbereich,
- Abscheiden von Material von einer UBM.

Somit sind Kontakthöckerkissenumfassungen bereitgestellt, die die Zuverlässigkeit von Kontakthöckerverbindungen steigern. Eine Kontakthöckerverbindung umfasst ein Lotmaterial zwischen zwei Kontakthöckerverbindern, wobei jeder Kontakthöckerverbinder einem von zwei elektrischen Bauteilen zugeordnet ist, und wobei wenigstens einer der Kontakthöckerverbinder eine Kontakthöckerkissenumfassung wie vorstehend beschrieben umfasst. Es wird jedoch anerkannt, wenn beide Kontakthöckerverbinder eine Kontakthöckerkissenumfassung wie vorstehend beschrieben umfassen.
Bei derartigen Kontakthöckerverbindungen sind die Zuverlässigkeit und die Ausbeute während Herstellungsprozessen erheblich gesteigert. Das Risiko einer korrosionsbedingten Zerstörung einer Kontakthöckerverbindung, die zu einem Ausfall einer ganzen Vorrichtung führt, ist verringert. Insbesondere ist ein Eintrittspfad für korrosive Stoffe in die Kontakthöckerkissenstruktur wirkungsvoll blockiert.
Die Bereitstellung von ersten und/oder zweiten Abschirmungen mit einer Dicke von 500 nm oder weniger verringert erheblich das Risiko von Rissen des Lagenaufbaus.
Die UBM kann einen Einlagenaufbau oder einen Mehrlagenaufbau umfassen. Insbesondere kann die UBM eine adhäsive Lage umfassen, z. B. mit Titan für eine gute Adhäsion am Elektrodenkissen. Es ist möglich, dass die UBM Nickel oder Gold umfasst oder Nickel und Gold oder eine Nickel/Gold-Legierung wenigstens an einer Oberlage, um eine gut lötbare Schnittstellenlage für das Lotmaterial bereitzustellen.
Eine oberste Ebene der UBM kann - in einer vertikalen Richtung - sich über die vertikale Ebene eines Abdeckelements hinaus erstrecken. Es ist jedoch ebenfalls möglich, dass die vertikale Ebene der UBM angepasst ist und der vertikalen Ebene des Abdeckelements entspricht. Es ist jedoch ebenfalls möglich, dass die vertikale Ebene - in der vertikalen Richtung weg vom Material des Elektrodenkissens - sich über die vertikale Ebene der UBM erstreckt.
Zentrale Aspekte der Kontakthöckerkissenumfassung, einer entsprechenden Kontakthöckerverbindung, eines Kontakthöckerverbinders, eines elektrischen Bauteils oder einer elektrischen Vorrichtung und Einzelheiten von bevorzugten Ausführungsformen sind in den begleitenden schematischen Zeichnungen gezeigt.
In den Figuren:

zeigt 1 einen Querschnitt, der eine mögliche Anordnung der ersten Abschirmung im Hinblick auf das Elektrodenkissen und die UBM veranschaulicht;
zeigt 2 eine Anordnung des Aufbaus auf einem Trägersubstrat;
zeigt 3 eine Verwendung eines Abdeckelements;
zeigt 4 eine Höhe der UBM, die sich über die Hohe des Abdeckelements erstreckt;
zeigt 5 eine Verwendung der zweiten Abschirmung;
zeigt 6 eine Ausgestaltung mit der zweiten Abschirmung, wobei die Dicke der UBM ungefähr der Dicke des Abdeckelements entspricht;
zeigt 7 eine Beziehung zwischen dem Kontakthöckerverbinder und einem Lötkontakthöcker;
zeigt 8 Einzelheiten einer Kontakthöckerverbindung zwischen einer UBM des Kontakthöckers zu einer zweiten UBM; und
zeigt 9 entsprechende Elemente der Kontakthöckerkissenumfassung in einer Querschnittansicht (oberer Teil) und einer Draufsicht (unterer Teil).

1 zeigt einen Querschnitt durch einen Abschnitt eines Kontakthöckerkissens, der die Anordnung der ersten Abschirmung SL1 an dem ersten Umfangsbereich PA1 an dem Elektrodenkissen EP veranschaulicht. Material einer UBM ist auf dem Elektrodenkissen EP angeordnet, so dass es einen Schnittstellenbereich zwischen der UBM und dem Elektrodenkissen gibt. Ein kritischer Bereich ist der Umfang, der die Schnittstelle zwischen der UBM und dem Elektrodenkissen EP umgibt, der den Eintritt eines Pfads P schafft, über den korrosive Stoffe in den Kissenaufbau eintreten können. Die Bereitstellung der ersten Abschirmung SL1 am ersten Umfangsbereich PA1 schafft eine wirkungsvolle Blockade für unerwünschte Ätzstoffe, so dass der Pfad P nicht länger einen Weg zum Elektrodenkissen EP bereitstellt.
Die erste Abschirmung SL1 weist eine Dicke t1 auf. In Bereichen, in denen die erste Abschirmung SL1 auf einer horizontalen Oberfläche des Elektrodenkissens EP angeordnet ist, ist die Dicke der ersten Abschirmung SL1 festgelegt durch die Erstreckung des Materials der Abschirmung in der vertikalen Richtung z.
Es ist jedoch ebenfalls möglich, dass Material der ersten Abschirmung SL1 an vertikalen oder geneigten Seiten des Elektrodenkissens EP angeordnet ist, z. B. wie auf der rechten Seite von 1 gezeigt. Dann ist die Dicke der Abschirmung SL1 natürlich festgelegt als deren Erstreckung entlang einer horizontalen Richtung x.
In 1 stellt die UBM eine lötbare Schnittstelle an ihrer Oberseite bereit, über die die UBM mit einer anderen UBM eines weiteren elektrischen Bauteils verbunden sein kann.
Ein verbessertes Blockieren von schädlichen Stoffen wird insbesondere erreicht durch Anordnen des Elektrodenkissens EP, der ersten Abschirmung SL1 und der UBM derart, dass eine Überlappung erreicht wird, insbesondere in einer horizontalen Richtung. Somit gibt es einen Bereich, in dem Material des Elektrodenkissens EP durch Material der ersten Abschirmung SL1 abgedeckt ist, während gleichzeitig Material der ersten Abschirmung SL1 von Material der UBM abgedeckt ist. Diese Überlappung OVL verringert das Risiko erheblich, dass schädliche Stoffe das Material des Elektrodenkissens EP erreichen.
2 veranschaulicht, dass der Kontakthöcker, der die erste Abschirmung SL1 umfasst, die das Elektrodenkissen EP wenigstens in dem ersten Umfangsbereich PA1 abdeckt, auf einem Trägersubstrat CS angeordnet sein kann. An der Oberseite des Trägersubstrats CS kann das Elektrodenkissen EP in einer horizontalen Richtung erweitert sein, um eine Signalleitung zum Verbinden des Elektrodenkissens EP mit einer äußeren Schaltungsumgebung zu schaffen, die andere Schaltungselemente einschließt, die auf oder an dem Trägersubstrat CS angeordnet sind.
3 zeigt die Möglichkeit des wenigstens teilweisen Anordnens eines Abdeckelements CE auf einer Oberseite der ersten Abschirmung SL1. Das Material des Abdeckelements CE kann verwendet werden, um das Volumen der UBM in einer horizontalen Richtung zu begrenzen. Somit kann das Abdeckelement CE verwendet werden, um die UBM - und daher den späteren Kontakthöcker - auf ein bestimmtes Gebiet auf dem Elektrodenkissen EP einzugrenzen. Somit bestimmt das Abdeckelement CE die Position des Randbereichs der UBM.
Die UBM kann eine vertikale Ebene ihrer Oberseite aufweisen, die unter der obersten Ebene des Abdeckelements CE ist.
Es ist jedoch ebenfalls möglich, dass die oberste Ebene der UBM und der Abdeckelemente CE ungefähr angepasst sind.
Im Gegensatz dazu veranschaulicht 4 die Möglichkeit, dass eine oberste Ebene der UBM die Position des Abdeckelements CE auf der obersten Ebene überschreitet. Dann schafft eine innere Flanke des Abdeckelements CE, d. h. eine vertikale Flanke des Abdeckelements CE, die in Richtung auf die Mitte der Kontakthöckerverbindung in einer horizontalen Richtung zeigt, nicht länger die horizontale Eingrenzung der UBM. Die UBM kann über die innere Flanke des Abdeckelements CE in einer horizontalen Richtung hinausgehen.
5 veranschaulicht die Möglichkeit des Bereitstellens der zweiten Abschirmung SL2, um den Widerstand der Kontakthöckerkissenumfassung gegen unerwünschte Stoffe weiter zu verbessern. Die zweite Abschirmung SL2 kann eine zweite Dicke t2 aufweisen. Weiter kann die zweite Abschirmung SL2 in direktem Kontakt mit dem Elektrodenkissen EP an einem zweiten Umfangsbereich PA2 sein. Der zweite Umfangsbereich PA2 kann innerhalb des Bereichs sein, der von dem ersten Umfangsbereich PA1 umgeben ist.
Insbesondere ist es möglich, dass das Material der zweiten Abschirmung SL2 in direktem Kontakt ist zu der vertikalen Flanke VF des Materials der ersten Abschirmung SL1, die in Richtung auf die Mitte der ersten Kontakthöckerverbindung zeigt, und diese daher schützt. Weiter ist eine zusätzliche Überlappung vorhanden, wobei Material der zweiten Abschirmung SL2 Material des Abdeckelements CE überlappt, so dass ein potenzieller Pfad für unerwünschte Stoffe, die in den Aufbau eintreten, weiter blockiert ist.
Die vertikale Position auf der obersten Ebene der UBM kann die vertikale oberste Ebene einer Oberseite der zweiten Abschirmung SL2 und einer vertikalen Position auf der obersten Ebene des Abdeckelements CE überschreiten. Zusätzlich kann die vertikale Position auf der obersten Ebene der zweiten Abschirmung SL2 sich - in der vertikalen Richtung - über die Position auf der obersten Ebene des Abdeckelements CE hinaus erstrecken.
Im Gegensatz dazu veranschaulicht 6 die Möglichkeit, dass die Position auf der obersten Ebene der zweiten Abschirmung SL2 sich über die Position auf der obersten Ebene - in einer vertikalen Richtung - der UBM und des Abdeckelements CE hinaus erstreckt, während die Positionen auf der obersten Ebene der UBM und des Abdeckelements ungefähr angepasst sind. Dann bestimmt die obere innere vertikale Flanke der zweiten Abschirmung SL2 im Wesentlichen die Erstreckung der UBM in der lateralen Richtung.
7 zeigt eine Ausgestaltung, in der Lötmaterial, das wenigstens teilweise eine Kontakthöckerkugel eines Kontakthöckers BU schafft, auf der UBM angeordnet ist. Der Kontakthöcker BU kann im Wesentlichen symmetrisch sein im Hinblick auf eine Rotationssymmetrie, die eine Symmetrielinie SYML aufweist, die orthogonal zur horizontalen Ebene ausgerichtet ist. Somit erstreckt sich die Symmetrielinie SYML im Wesentlichen entlang der vertikalen Richtung z. Die Kontakthöckerkissenumfassung, die die erste Abschirmung SL1 und die UBM und - sofern vorhanden - das Abdeckelement CE umfasst, kann auch symmetrisch sein im Hinblick auf die Rotationssymmetrie, die die Symmetrielinie SYML aufweist.
Somit kann die Kontakthöckerkissenumfassung im Hinblick auf eine Draufsicht dem Umfang eines Kreises folgen. Es ist jedoch ebenfalls möglich, dass die Kontakthöckerkissenumfassung eine elliptische, rechteckige, ovale oder quadratische Form aufweist.
8 veranschaulicht das Material des Kontakthöckers BU in einer verbundenen Ausgestaltung. Insbesondere verbindet das Lötmaterial des Kontakthöckers BU elektrisch und mechanisch die UBM des Kontakthöckerkissens, das die Kontakthöckerkissenumfassung wie vorstehend beschrieben aufweist, und eine zweite UBM, UBM2, die Teil eines zweiten Kontakthöckerverbinders ist. Somit können zwei Kontakthöckerverbinder verbunden sein, die zu zwei unterschiedlichen elektrischen Bauteilen gehören. Somit können zuverlässige elektrische und mechanische Verbindungen zwischen unterschiedlichen elektrischen Bauteilen erreicht werden, um, z. B., eine elektrische Vorrichtung zu schaffen.
Die runde Symmetrie - im Hinblick auf eine vertikale Symmetrielinie - wie vorstehend in einer Draufsichtperspektive beschrieben, ist im unteren Teil von 9 veranschaulicht, der die Beziehung zu den in den Querschnitten der 1 bis 8 gezeigten Elementen veranschaulicht. Das Material der ersten Abschirmung SL1 wird von Material der UBM in jeder Randposition der UBM derart überlappt, dass eine vollständige Überlappung erreicht ist, derart, dass in jeder lateralen Randposition des Kontakthöckerkissenverbinders potenzielle Pfade für unerwünschte Stoffe wirkungsvoll blockiert sind.
Weder die Kontakthöckerkissenumfassung noch der entsprechende Kontakthöckerverbinder oder das elektrische Bauteil oder die elektrische Vorrichtung oder das Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Bauteils sind durch die vorstehend erläuterten und in den Figuren gezeigten technischen Einzelheiten eingeschränkt. Kontakthöckerverbindungen können weitere Elemente umfassen, wie etwa weitere Lagen, die die elektrische Leitfähigkeit, mechanische Stabilität und physikalische Adhäsion des Lagensystems weiter erhöhen. Auch sind weitere Abschirmelemente und Überlappungsregionen ebenfalls möglich.
Bezugszeichenliste

BU:: Kontakthöcker
CE:: Abdeckelement
CS:: Trägersubstrat
EP:: Elektrodenkissen
OVL:: Überlappungsregion
P:: möglicher Pfad für unerwünschte Stoffe
PA1:: erster Umfangsbereich
PA2:: zweiter Umfangsbereich
SL1, SL2:: erste, zweite Abschirmung
SL2SYML:: Symmetrielinie
t1, t2:: Dicke der ersten, zweiten Abschirmung
UBM:: lötfähige Metallisierung (UBM)
UBM2:: zweite UBM, UBM eines zweiten elektrischen Bauteils
VF:: vertikale Flanke der ersten Abschirmung SL1
x, y:: horizontale Richtungen
z:: vertikale Richtung

Claims

Kontakthöckerkissenumfassung, umfassend - ein Elektrodenkissen, - eine lötfähige Metallisierung und - eine erste Abschirmung, wobei - die erste Abschirmung wenigstens einen ersten Umfangsbereich des Elektrodenkissens abdeckt, - die erste Abschirmung dazu bereitgestellt und ausgebildet ist, den ersten Umfangsbereich von einem schädlichen Einfluss der Umgebung abzuschirmen.
Kontakthöckerkissenumfassung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die erste Abschirmung eine Feuchtigkeitsabschirmung ist.
Kontakthöckerkissenumfassung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Abschirmung eine Dicke t aufweist mit t ≤ 500 nm oder t ≤ 400 nm oder t ≤ 300 nm.
Kontakthöckerkissenumfassung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Abschirmung ein Material umfasst oder daraus besteht, das ausgewählt ist aus SiN_x, Si_xN_y (mit 2,5 ≤ x ≤ 3,5; 3,5 ≤ y ≤ 4,5), Si₃N₄, Al₂O₃, SiO₂, ZrO₂, TiO₂ und SiO₂, Al₂O₃ und SiO₂, Al₂O₃ und ZrO₂, Al₂O₃ und TiO₂.
Kontakthockerkissenumfassung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Abschirmung einen Einlagenaufbau oder einen Mehrlagenaufbau umfasst.
Kontakthöckerkissenumfassung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend ein Abdeckelement, das wenigstens teilweise einen Bereich einer Oberseite der ersten Abschirmung abdeckt.
Kontakthöckerkissenumfassung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Abdeckelement ein Material umfasst oder daraus besteht, das ausgewählt ist aus SiN_x, Si_xN_y (mit 2,5 ≤ x ≤ 3,5; 3,5 ≤ y ≤ 4,5), Si₃N₄, Al₂O₃, SiO₂, ZrO₂, TiO₂, Si_xN_y (mit 2,5 ≤ x ≤ 3,5; 3,5 ≤ y ≤ 4,5) und SiO₂, Si₃N₄ und SiO₂, Al₂O₃ und SiO₂, Al₂O₃ und ZrO₂, Al₂O₃ und TiO₂.
Kontakthöckerkissenumfassung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Abdeckelement SiO₂ und/oder ein Siliziumnitrid umfasst oder daraus besteht.
Kontakthöckerkissenumfassung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine zweite Abschirmung, wobei - die zweite Abschirmung wenigstens einen zweiten Umfangsbereich des Elektrodenkissens abdeckt, - die zweite Abschirmung bereitgestellt ist und dazu ausgelegt ist, den zweiten Umfangsbereich von einem schädlichen Einfluss der Umwelt abzuschirmen.
Kontakthöckerkissenumfassung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die zweite Abschirmung eine Feuchtigkeitsabschirmung ist.
Kontakthöckerkissenumfassung nach einem der zwei vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Abschirmung eine Dicke t2 aufweist mit t2 ≤ 500 nm oder t2 ≤ 400 nm oder t2 ≤ 300 nm.
Kontakthöckerkissenumfassung nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Abschirmung ein Material umfasst oder daraus besteht, das ausgewählt ist aus SiN_x, Si_xN_y (mit 2,5 ≤ x ≤ 3,5; 3,5 ≤ y ≤ 4,5), Si₃N₄, Al₂O₃, SiO₂, ZrO₂, TiO₂, Si_xN_y (mit 2,5 ≤ x ≤ 3,5; 3,5 ≤ y ≤ 4,5) und SiO₂, Si₃N₄ und SiO₂, Al₂O₃ und SiO₂, Al₂O₃ und ZrO₂, Al₂O₃ und TiO₂.
Kontakthöckerkissenumfassung nach einem der vier vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Abschirmung einen Einlagenaufbau oder einen Mehrlagenaufbau umfasst.
Kontakthöckerkissenumfassung nach einem der sechs vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Abschirmung dazu bereitgestellt und ausgebildet ist, wenigstens teilweise eine vertikale Flanke der ersten Abschirmung vor einem schädlichen Einfluss der Umgebung abzuschirmen.
Kontakthöckerverbinder umfassend eine Kontakthöckerkissenumfassung nach einem der vorhergehenden Ansprüche zusammen mit Lötmaterial, die dazu bereitgestellt und ausgebildet ist, eine Kontakthöckerverbindung zu schaffen.
Elektrisches Bauteil umfassend einen Kontakthöckerverbinder nach dem vorhergehenden Anspruch.
Elektrische Vorrichtung umfassend ein elektrisches Bauteil nach dem vorhergehenden Anspruch.
Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Bauteils umfassend eine Kontakthöckerkissenumfassung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, umfassend die Schritte: - Bereitstellen eines Elektrodenkissens, - Abscheiden von Material der ersten Abschirmung wenigstens in einem ersten Umfangsbereich, - Abscheiden von Material einer lötfahigen Metallisierung.