DE10211729B4 - Method for producing an electronic semiconductor component - Google Patents
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Abstract
Verfahren
zur Herstellung eines elektronischen Halbleiterbauteils mit folgenden
Verfahrensschritten:
– Bereitstellen
eines Halbleiterchips (4) mit Kontaktflächen (43) auf einer aktiven
Vorderseite (41),
– Bereitstellen
eines topfförmigen
Kantenschutzes (6) aus einem unter Temperatureinwirkung schrumpfenden
Materials mit einer flachen Oberseite (61), hochgezogenen Seitenkanten
(62) sowie einem eingezogenen Rand (63),
– Aufbringen des Kantenschutzes
(6) auf den Halbleiterchip (4), wobei die Oberseite (61) des Kantenschutzes
(6) auf der passiven Rückseite
(42) des Halbleiterchips (4) aufliegt und wobei die Seitenkanten
(62) des Kantenschutzes (6) die Chipseitenkanten (44) jeweils umgreifen,
– Erhitzen
des Halbleiterbauteils (2), wobei der Kantenschutz schrumpft und
sein eingezogener Rand (63) die aktive Vorderseite (41) des Halbleiterchips
(4) randseitig umgreift und fest umschließt,
– Montieren des Halbleiterchips
(4) mittels Flip-Chip-Technik
auf einem Schaltungsträger
(8),
wobei beim Erhitzen des Halbleiterbauteils (2) gleichzeitig Lötverbindungen
zwischen den Kontaktflächen
(43) des Halbleiterchips (4) und Kontaktanschlussflächen (81)
eines Schaltungsträgers
(8) hergestellt...Method for producing an electronic semiconductor component with the following method steps:
Providing a semiconductor chip (4) with contact surfaces (43) on an active front side (41),
- Providing a cup-shaped edge protection (6) from a temperature-shrinking material with a flat top (61), raised side edges (62) and a retracted edge (63),
- Applying the edge protector (6) on the semiconductor chip (4), wherein the upper side (61) of the edge protector (6) on the passive back (42) of the semiconductor chip (4) rests and wherein the side edges (62) of the edge protector (6) embrace each of the chip side edges (44),
Heating the semiconductor component (2), whereby the edge protection shrinks and its retracted edge (63) surrounds and firmly encloses the active front side (41) of the semiconductor chip (4) at the edge,
Mounting the semiconductor chip (4) on a circuit carrier (8) by means of flip-chip technology,
wherein during heating of the semiconductor device (2) at the same time solder joints between the contact surfaces (43) of the semiconductor chip (4) and contact pads (81) of a circuit substrate (8) made ...
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Halbleiterbauteils mit einem Kantenschutz für den Halbleiterchip.The The invention relates to a method for producing an electronic Semiconductor component with an edge protection for the semiconductor chip.
Bei der Herstellung von Halbleiterchips werden meist auf größeren Siliziumscheiben, die auch als Wafer bezeichnet werden, eine Vielzahl von Chipstrukturen aufgebracht. Diese Chipstrukturen werden typischerweise noch auf gemeinsamer Waferebene auf ihre wichtigsten Funktionen getestet. Die Vereinzelung zu einzelnen Halbleiterchips erfolgt erst anschließend. Dieses Verfahren wird auch als „Wafer Scale Assembly" bezeichnet.at the production of semiconductor chips are mostly on larger silicon wafers, which are also referred to as wafers, a variety of chip structures applied. These chip structures are typically still on common wafer level tested for their key features. Singulation to individual semiconductor chips takes place only afterwards. This Process is also called "Wafer Scale Assembly ".
Das Vereinzein selbst erfolgt meist durch Sägen mit einer typischen Sägeblattbreite von ca. 80 μm. Das Sägen selbst verursacht weniger Probleme hinsichtlich der Gefahr von Beschädigungen als die spätere Handhabung der Halbleiterchips sowie deren Verarbeitung zu Halbleiterbauteilen. Die Chipkanten sind gegenüber mechanischen Beschädigungen äußerst empfindlich, so dass ein wirksamer Schutz notwendig ist, der nicht nur auf Modul-, sondern bereits auf Komponentenebene, d. h. für die einzelnen Halbleiterchips, wirksam ist.The Sometimes it is usually done by sawing with a typical saw blade width of about 80 microns. Sawing itself causes less problems in terms of the risk of damage as the later Handling of semiconductor chips and their processing into semiconductor components. The chip edges are opposite mechanical damage extremely sensitive, so that effective protection is needed, not just on modular, but already at the component level, d. H. for the individual semiconductor chips, is effective.
Eine Möglichkeit zum mechanischen Schutz der Halbleiterchips besteht darin, eine zusätzliche Lage auf die Rückseite des Wafers aufzubringen, die später mit zertrennt wird. Eine solche Lage kann bspw. in einer dünnen Lackschicht bestehen. Allerdings kann eine solche zusätzliche Lage bzw. Lackschicht keinen wirksamen Schutz der empfindlichen Chipkanten gewährleisten. Auf Modulebene können sog. Heatspreader verwendet werden, die das komplette Modul abdecken. Dies sind bspw. Metallkappen in Gestalt von Kühlkörpern oder dgl. Allerdings besteht für die Chipkanten bis zur Verarbeitung zu Modulen kein wirksamer Kantenschutz.A possibility for the mechanical protection of the semiconductor chips is a additional location on the back of the wafer, the later with being severed. Such a situation can, for example, in a thin lacquer layer consist. However, such an additional layer or lacquer layer do not ensure effective protection of the sensitive chip edges. At the module level so-called Heatspreader can be used, which cover the complete module. These are, for example, metal caps in the form of heat sinks or the like. However, there is for the Chip edges until processing into modules no effective edge protection.
Die
Die
Ein Ziel der Erfindung besteht darin, einen möglichst effektiven und weitgehenden Schutz für Halbleiterchips gegen mechanische Beschädigung bei der Handhabung zur Verfügung zu stellen.One The aim of the invention is to be as effective and extensive as possible Protection for semiconductor chips against mechanical damage the handling available to deliver.
Dieses Ziel der Erfindung wird mit dem Gegenstand des unabhängigen Anspruchs erreicht. Merkmale vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen abhängigen Ansprüchen.This The aim of the invention is the subject of the independent claim reached. Features of advantageous developments of the invention result from the respective dependent claims.
Dem gemäß weist ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Halbleiterbauteils die folgenden Verfahrensschritte auf:
- – Bereitstellen eines Halbleiterchips mit Kontaktflächen bzw. mit Außenkontakten auf einer aktiven Vorderseite,
- – Bereitstellen eines topfförmigen Kantenschutzes aus einem unter Temperatureinwirkung schrumpfenden Materials mit ei ner flachen Oberseite, hochgezogenen Seitenkanten sowie einem eingezogenen Rand,
- – Aufbringen des Kantenschutzes auf dem Halbleiterchip, wobei die Oberseite des Kantenschutzes auf der passiven Rückseite des Halbleiterchips aufliegt und wobei die Seitenkanten des Kantenschutzes die Chipseitenkanten jeweils umgreifen,
- – Erhitzen des Halbleiterbauteils, wobei der Kantenschutz schrumpft und sein eingezogener Rand die aktive Vorderseite des Halbleiterchips randseitig umgreift und fest umschließt,
- – Montieren des Halbleiterchips mittels Flip-Chip-Technik auf einem Schaltungsträger,
- Providing a semiconductor chip with contact surfaces or with external contacts on an active front side,
- - Providing a cup-shaped edge protection of a temperature-shrinking material with egg ner flat top, raised side edges and a retracted edge,
- Applying the edge protector to the semiconductor chip, the top side of the edge protector resting on the passive back side of the semiconductor chip and the side edges of the edge protector embracing the chip side edges in each case,
- Heating the semiconductor component, wherein the edge protection shrinks and its retracted edge embraces and firmly surrounds the active front side of the semiconductor chip,
- Mounting the semiconductor chip on a circuit carrier by means of flip-chip technology,
Mit diesem erfindungsgemäßen Verfahren ist der Vorteil verbunden, dass die ansonsten stark gefährdeten Chipseitenkanten einen wirksamen Schutz gegen Beschädigung, beispielsweise in Form von Absplitterungen oder dergleichen, bei ihrer Handhabung erhalten. Der Kantenschutz kann problemlos am fertigen Bauteil verbleiben, das zum Beispiel auf einer Leiterplatte, einem Trägersubstrat oder einer Umverdrahtungsplatte montiert werden kann.With this method according to the invention There is an advantage associated with the otherwise highly vulnerable Chip side edges effective protection against damage, for example, in the form of chipping or the like, at their handling received. The edge protection can easily be finished Component remain, for example, on a circuit board, a carrier substrate or a rewiring plate can be mounted.
Es ist vorgesehen, dass beim Erhitzen des Halbleiterbauteils gleichzeitig Lötverbindungen zwischen den Außenkontakten des Halbleiterchips und Kontaktanschlussflächen eines Schaltungsträgers hergestellt werden. Der Halbleiterchip wird mittels Flipchip-Technik auf dem Schaltungsträger montiert, wobei am Halbleiterchip beispielsweise Außenkontakte in Form von Kontakthöckern oder auch von Kontaktstreifen mit einer Abstützung zur Unterfütterung vorgesehen sein können.It it is provided that when heating the semiconductor device simultaneously solder connections between the external contacts of the semiconductor chip and contact pads of a circuit substrate become. The semiconductor chip is by flip-chip technology on the circuit support mounted, wherein the semiconductor chip, for example, external contacts in the form of bumps or from contact strips with a support for relining can be provided.
Dieses erfindungsgemäß hergestellte Halbleiterbauteil verfügt mit dem Kantenschutz über einen zuverlässigen allseitigen Schutz des Siliziumsubstrats des Halbleiterchips vor mechanischer Beschädigung bei der Handhabung des Halbleiterchips.This half prepared according to the invention Ladder component has with the edge protection over a reliable all-round protection of the silicon substrate of the semiconductor chip from mechanical damage during the handling of the semiconductor chip.
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform sieht vor, dass das unter Temperatureinwirkung schrumpfende Material des Kantenschutzes eine Schrumpffolie ist. Diese erfährt unter Hitzeeinwirkung eine deutliche Reduzierung ihrer Längsausdehnung, so dass ein zunächst leicht über den Halbleiterchip zu stülpender Kantenschutz durch Erhitzen fest auf dem Halbleiterchip zum Sitzen kommt und diesen umschließt. Als Material für den Kantenschutz eignet sich grundsätzlich jedes elastomere Kunststoffmaterial, das die Eigenschaften einer solchen Schrumpffolie aufweist. In Frage kommt beispielsweise auch ein gleiches Material, wie es für handelsübliche Schrumpfschläuche verwendet wird.A sees embodiment of the invention suggest that the temperature shrinking material of the Edge protection is a shrink film. This undergoes a heat significant reduction of their longitudinal extent, so that one first slightly over to put the semiconductor chip Edge protection by heating firmly on the semiconductor chip for sitting comes and surrounds this. As material for The edge protection is basically any elastomeric plastic material, which has the properties of such a shrink film. In question For example, the same material as used for commercial heat shrink tubing comes becomes.
Der Kantenschutz weist eine topfförmige Kontur mit eingezogenem Rand auf, wobei der Kantenschutz der Größe und Kontur des Halbleiterchips entspricht. Auf diese Weise kann der Kantenschutz zunächst mit ausreichendem Spiel über den Halbleiterchip gestülpt werden und umschließt diesen nach dem Schrumpfprozess fest.Of the Edge protection has a cup-shaped contour with retracted edge on, with the edge protector of size and contour of the semiconductor chip corresponds. In this way, the edge protection can initially with sufficient game over slipped the semiconductor chip be and surround this after the shrinking process.
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform sieht vor, dass eine die passive Rückseite des Halbleiterchips bedeckende Oberseite des Kantenschutzes zumindest teilweise offen ist. Diese offene Rückseite des Halbleiterchips kann dessen Wärmeaustausch mit der Umgebung verbessern. Gegebenenfalls kann in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung der schrumpfbare Kantenschutz mit einem eingearbeiteten Kühlkörper versehen sein, der beim Schrumpfungsprozess fest auf die passive Rückseite des Halbleiterchips angedrückt wird und auf diese Weise für eine effektive Kühlung des fertigen Halbleiterbauteils sorgen kann.A sees embodiment of the invention before that one is the passive back the semiconductor chip covering the top of the edge protector, at least partially open. This open back of the semiconductor chip can its heat exchange improve with the environment. Optionally, in another embodiment the invention of the shrinkable edge protection with an incorporated Heat sink provided be in the shrinking process firmly on the passive back of the Semiconductor chips pressed will and for that way an effective cooling of the finished semiconductor device can provide.
Eine erfindungsgemäße Ausführungsform sieht vor, dass die Oberseite des Kantenschutzes eine Öffnung aufweist, die etwas kleiner ist als die passive Rückseite des Halbleiterchips. Auf diese Weise ist ein fester Sitz des Kantenschutzes auch nach dem Schrumpfungsprozess gewährleistet, ohne dass die Gefahr eines Abrutschens von den Chipseitenkanten besteht.A sees embodiment of the invention suggest that the top of the edge protector has an opening that something smaller than the passive back of the semiconductor chip. In this way, a tight fit of the edge protection even after the shrinking process ensured without the danger slipping off the chip side edges.
Eine alternative Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Oberseite des Kantenschutzes eine Vielzahl von kleineren Durchbrüchen aufweist. Diese Durchbrüche können beispielsweise eine runde oder eckige Kontur aufweisen und zwischen ca. 20% und ca. 80% der Oberfläche des Kantenschutzes ausmachen.A alternative embodiment The invention provides that the top of the edge protection a Variety of smaller breakthroughs having. These breakthroughs can for example, have a round or angular contour and between about 20% and about 80% of the surface of the edge protection.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsformen mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.The The invention will now be described by way of embodiments with reference to FIG the enclosed figures closer explained.
Die
Oberhalb
des Halbleiterchips
Wie
anhand
Wird
das elektronische Halbleiterbauteil
Es
ist vorgesehen, dass bei diesem sogenannten Reflow-Prozess gleichzeitig
der Kantenschutz
Die
Durchbrüche
Falls
auf den Kantenschutz
- 22
- elektronisches Halbleiterbauteilelectronic Semiconductor device
- 44
- HalbleiterchipSemiconductor chip
- 4141
- aktive Vorderseiteactive front
- 4242
- passive Rückseitepassive back
- 4343
- Kontaktflächecontact area
- 4444
- ChipseitenkanteChip side edge
- 4545
- Außenkontaktoutside Contact
- 4646
- Kontakthöckerbumps
- 4747
- KontaktstreifenContact strips
- 4848
- Abstützungsupport
- 66
- Kantenschutz edge protection
- 6161
- Oberseitetop
- 6262
- Seitenkanteside edge
- 6363
- eingezogener Randretracted edge
- 6464
- Öffnungopening
- 6565
- Durchbruchbreakthrough
- 88th
- Schaltungsträgercircuit support
- 81 81
- KontaktanschlussflächeContact pad
Claims (6)
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---|---|---|---|
DE10211729A DE10211729B4 (en) | 2002-03-18 | 2002-03-18 | Method for producing an electronic semiconductor component |
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DE10211729A1 DE10211729A1 (en) | 2003-10-16 |
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DE (1) | DE10211729B4 (en) |
Cited By (1)
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CN103229285A (en) * | 2010-09-27 | 2013-07-31 | 吉林克斯公司 | Corner structure for IC chip |
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2002
- 2002-03-18 DE DE10211729A patent/DE10211729B4/en not_active Expired - Fee Related
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