DE10217698A1 - Spritzgegossener Schaltungsträger und damit ausgestattete Schaltungsanordnung - Google Patents

Spritzgegossener Schaltungsträger und damit ausgestattete Schaltungsanordnung

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Abstract

Es werden ein spritzgegossener Schaltungsträger (2) und eine damit realisierte elektrische Schaltungsanordnung (1) vorgeschlagen. Ein Trägersubstrat (4) des Schaltungsträgers (2) weist mindestens einen bezüglich der benachbarten Substrat-Grundfläche (8) vorstehenden Kontaktierungshöcker (7) auf, an dessen Stirnfläche (9) eine zur Flip-Chip-Kontaktierung mittels Klebstoff geeignete Kontaktfläche (13) angeordnet ist. Diese Kontaktfläche (13) bildet eine muldenartige Vertiefung (27) zur Aufnahme des Klebstoffes (24).

Description

  • Die Erfindung betrifft einen spritzgegossenen Schaltungsträger mit einem Trägersubstrat, das mindestens einen bezüglich der benachbarten Substrat-Grundfläche vorstehenden Kontaktierungshöcker aufweist, an dessen Stirnfläche eine zur Flip-Chip-Kontaktierung mittels Klebstoff geeignete Kontaktfläche angeordnet ist. Ferner betrifft die Erfindung eine mit einem solchen Schaltungsträger ausgestattete elektrische Schaltungsanordnung.
  • Ein derartiger spritzgegossener Schaltungsträger sowie eine darauf aufbauend realisierte elektrische Schaltungsanordnung geht aus der EP 0782765 B1 hervor. Der Schaltungsträger ist in so genannter MID-Technologie (MID = Moulded Interconnect Device) gefertigt, die die Realisierung komplexer, dreidimensionaler Leiterstrukturen gestattet. Im Falle der EP 0782765 B1 liegt dem Schaltungsträger ein aus thermoplastischem Kunststoffmaterial bestehendes Trägersubstrat als Spritzgussteil zugrunde, an dessen Oberfläche dem gewünschten Verlauf entsprechende Leiterbahnen ausgebildet sind. Die Leiterbahnen sind hier das Ergebnis einer Laser-Strukturierung des zuvor ganzflächig metallisierten Trägersubstrates. Zum Erhalt von Kontaktflächen für die Flip-Chip-Kontaktierung eines Chips verfügt das Trägersubstrat über einstückig angeformte Kontaktierungshöcker (Polymer Studs), die an ihrer Stirnfläche mit einer Kontaktfläche versehen sind, welche Bestandteil einer auf dem Trägersubstrat verlaufenden und durch die Laser-Strukturierung herausgearbeiteten Leiterbahn ist.
  • Ähnliche Technologien werden in der EP 0968631 B1 und in der US 5081520 beschrieben.
  • Die US 5081520 beschreibt darüber hinaus die Verwendung eines anisotrop elektrisch leitenden Klebstoffes zur mechanischen Fixierung eines Chips am Schaltungsträger bei gleichzeitiger Herstellung der elektrischen Verbindungen zwischen den an den Kontaktierungshöckern vorgesehenen (ersten) Kontaktflächen und zugeordneten zweiten Kontaktflächen des Chips. Bei der Montage des Chips wird der Klebstoff zwischen den Kontaktflächen so komprimiert, dass die in ihm eingeschlossenen leitfähigen Partikel miteinander in Kontakt treten und eine elektrische Verbindung hervorrufen. Außerhalb der Kontaktflächen übernimmt der Klebstoff die Funktion eines Underfillers.
  • Nicht immer ist der elektrisch leitfähige Klebstoff in der Lage, eine den Anforderungen entsprechende sichere elektrische Verbindung zwischen den einzelnen Kontaktflächenpaaren herzustellen. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Maßnahmen vorzuschlagen, die eine sichere Flip-Chip-Kontaktierung mittels elektrisch leitfähigen Klebstoffen begünstigen.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem spritzgegossenen Schaltungsträger der eingangs genannten Art vorgesehen, dass die Kontaktfläche des betreffenden Kontaktierungshöckers eine muldenartige Vertiefung zur Klebstoffaufnahme bildet.
  • Ferner wird die Aufgabe bei einer elektrischen Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass mindestens eine an einem Kontaktierungshöcker vorgesehene, muldenartig vertiefte erste Kontaktfläche einer am festgeklebten Chip vorgesehenen zweiten Kontaktfläche gegenüberliegt und mit dieser zweiten Kontaktfläche einen Verdichtungsraum für den zwischen den Kontaktflächen angeordneten, elektrisch leitenden Klebstoff bildet.
  • Durch die muldenartige Vertiefung der Kontaktfläche des Kontaktierungshöckers wird erreicht, dass der Klebstoff - insbesondere bei pastöser oder flüssiger Konsistenz - durch die gegeneinandergepressten Kontaktflächen nicht aus dem Kontaktierungsbereich verdrängt wird. Die muldenartige Vertiefung bewirkt, dass der Klebstoff im Kontaktierungsbereich zurückgehalten wird. Außerdem kann die muldenartige Vertiefung zusammen mit der zugeordneten Kontaktfläche des aufzuklebenden Chips einen Hohlraum definieren, in dem der enthaltene Klebstoff beim Zusammenpressen der Kontaktflächen stark verdichtet wird - man kann somit von einem Verdichtungsraum sprechen was die gegenseitige Haftung und den elektrischen Übergang verbessert. Besonders vorteilhaft wirkt sich dies im Zusammenhang mit einem anisotrop leitenden Klebstoff aus, der in dem durch die muldenartige Vertiefung begrenzten Verdichtungsraum mangels Entweichungsmöglichkeit sehr stark verdichtet wird, woraus eine optimale gegenseitige Kontaktierung der im Klebstoff enthaltenen, elektrisch leitfähigen Partikel resultiert.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • Die muldenartige Vertiefung hat zweckmäßigerweise eine kreisförmige Querschnittsform.
  • Es ist von Vorteil, wenn die Kontaktfläche um die muldenartige Vertiefung herum einen ringförmigen Kontaktflächenabschnitt mit kuppenartiger Querschnittskontur bildet. Dadurch ergibt sich um die muldenartige Vertiefung herum ein erhabener Randbereich, der beim Gegeneinanderpressen der Kontaktflächen mit der gegenüberliegenden chipseitigen Kontaktfläche in Kontakt treten kann, so dass der erzeugte Verdichtungsraum nach außen hin abgeschottet wird. Es ergibt sich somit ein reproduzierbares Volumen für die Aufnahme des Klebstoffes, was die Reproduzierbarkeit der Klebeverbindung vorteilhaft beeinflusst.
  • Vor allem in Verbindung mit der so genannten Zweikomponenten- Spritzguss-MID-Technik kann der Kontaktierungshöcker mit einer in Höhenrichtung durchgehenden Durchbrechung versehen sein, die eine Durchkontaktierung aufnimmt, um eine elektrische Verbindung zur entgegengesetzten Seite des Schaltungsträgers herzustellen. Die Durchkontaktierung ist dabei zweckmäßigerweise im zentralen Bereich der muldenartigen Vertiefung mit der Kontaktfläche verbunden.
  • Bei den im Zusammenhang mit dem eingangs zitierten Stand der Technik diskutierten, bekannten MID-Technologien ergibt sich die Problematik, dass eine umfangreiche chemische Vorbehandlung des spritzgegossenen Trägersubstrates erforderlich ist und die gesamte Oberfläche des Trägersubstrates einem sich negativ auf die Werkstoffeigenschaften auswirkenden chemischen Angriff ausgesetzt wird. Man setzt daher neuerdings verstärkt auf eine MID-Technologie mit einer Laser-Direkt- Strukturierung. Bei diesem, beispielsweise in der Zeitschrift "PLASTVERARBEITER", 52. Jahrg. (2001), Nr. 11, Seite 92, angesprochenen Verfahren wird das Schaltungs-Layout auf einem Hochleistungskunststoff (beispielsweise sogenanntes PBTMID, PA6/6TMID oder PPMID) erzeugt, indem mit einem dem gewünschten Leiterbahnverlauf folgenden Laserstrahl bestimmte Oberflächenbereiche des Trägersubstrates aktiviert werden, an denen durch nachfolgende außenstromlose Metallisierung eine Metallschicht zur Bildung der gewünschten Leiterbahnen aufgebracht wird. Da keine Lösungsmittel und kein Ätzprozess nötig sind, ergeben sich unter anderem ökologische Vorteile. Auch die Werkzeugkosten sind relativ gering.
  • Sollen allerdings mit diesem Verfahren PSGAs (PSGA = Polymer Stud Grid Array) der eingangs geschilderten Art hergestellt werden, bedarf es eines nicht unerheblichen Maschinenaufwandes, um die zum Zwecke der Laseraktivierung in einer Vorrichtung fixierten Trägersubstrate stets so relativ zum Laserstrahl zu positionieren, dass auch an den abrupten Übergangsbereichen zwischen der Substrat-Grundfläche und dem Kontaktierungshöcker sowie an den teils recht steilwandigen Umfangsflächen der Kontaktierungshöcker die gewünschte Laserstrahlaktivierung erfolgen kann.
  • Es ist daher von Vorteil, wenn die mit der muldenartigen Vertiefung ausgestattete Kontaktfläche an einem Kontaktelement vorgesehen ist, das zu einer zwischen der Substrat-Grundfläche und der Höcker-Stirnfläche verlaufenden Leiterbahn gehört, wobei die Leiterbahn auf einer im Bereich des Außenumfangs des Kontaktierungshöckers vorgesehenen Rampe verläuft.
  • Das Vorhandensein einer Rampe zum Überleiten der Leiterbahn von der Substrat-Grundfläche zur Höcker-Stirnfläche ermöglicht einen für eine der Metallisierung vorausgehende Laserstrahlaktivierung optimalen Oberflächenverlauf des Trägersubstrates. Die Rampe lässt sich in ihrer Neigung und in ihren Übergangsbereichen zur Substrat-Grundfläche und zur Höcker-Stirnfläche so ausbilden, dass die der Realisierung der zugehörigen Leiterbahn vorausgehende Laserstrahlaktivierung ohne Änderung der Relativorientierung zwischen Laserstrahl und Trägersubstrat möglich ist. Auf diese Weise kann beispielsweise gewährleistet werden, dass ein rechtwinkelig zur Ausdehnungsebene der Substrat-Grundfläche orientierter Laserstrahl die zu metallisierenden Bereiche mit optimalem Energieeintrag strukturieren kann, wobei auch das Strukturieren im Bereich der Rampe möglich ist, ohne das Trägersubstrat durch aufwendige Handhabungsvorrichtungen zu verschwenken.
  • Die beiden Übergangsbereiche zwischen der Rampe und zum einen der Substrat-Grundfläche sowie zum anderen der Höcker-Stirnfläche sind zweckmäßigerweise abgerundet, so dass keine störenden Kanten auftreten. Auch ist es von Vorteil, wenn die Rampe zwischen den beiden Übergangsbereichen eine durchgehend gleichbleibende Steigung besitzt. Als vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn die Neigung der Rampe maximal 45° beträgt. Ein Neigungswinkel von zumindest im Wesentlichen 45° bietet nach derzeitigem Kenntnisstand den optimalen Kompromiss zwischen zuverlässiger Laserstrahl-Aktivierbarkeit und geringem Platzbedarf für die Ausgestaltung der Rampe.
  • Zur Bildung der Rampe ist zweckmäßigerweise an einer Stelle des Umfanges des betreffenden Kontaktierungshöckers ein Rampenkörper ausgebildet. Der Rampenkörper kann an der von der Substrat-Grundfläche wegweisenden Seite eine schiefe Ebene definieren, die die Rampe bildet.
  • Der Schaltungsträger kann an der gleichen Seite ohne weiteres mehrere Kontaktierungshöcker aufweisen. Besonders vorteilhaft ist die Zusammenfassung mehrerer Kontaktierungshöcker in einer Kontaktierungszone, so dass ihre Kontaktflächen vorteilhaft gleichzeitig mit einem aufgesetzten Chip in Flip- Chip-Technologie elektrisch kontaktierbar und mechanisch verbindbar sind.
  • Im Zusammenhang mit der Flip-Chip-Montage ist es vorteilhaft, wenn die Rampen der zugeordneten Kontaktierungshöcker so angeordnet sind, dass ihre Abgänge symmetrisch voneinander wegstreben. Dadurch kann ein Wegschwimmen des Chips bei seiner Platzierung auf dem Klebstoff vermieden werden.
  • Im Zusammenhang mit der Verwendung eines anisotrop elektrisch leitenden Klebstoffes kann der Klebstoff gleichzeitig die Funktion eines Underfillers übernehmen, so dass sich das separate Applizieren eines gesonderten Underfillers erübrigt.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
  • Fig. 1 einen Ausschnitt aus einer bevorzugten Ausführungsform einer mit einem spritzgegossenen Schaltungsträger aufgebauten, elektrischen Schaltungsanordnung, wobei das Trägersubstrat in Flip-Chip- Technologie mit einem Chip bestückt ist,
  • Fig. 2 den in Fig. 1 markierten Ausschnitt II im Querschnitt zur Verdeutlichung der Montagemaßnahmen,
  • Fig. 3 die Anordnung aus Fig. 1 vor dem Bestücken mit einem Chip, wobei vier in einer Kontaktierungszone platzierte Kontaktierungshöcker ersichtlich sind,
  • Fig. 4 eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 3 im Bereich eines Kontaktierungshöckers mit Blickrichtung gemäß Pfeil IV und
  • Fig. 5 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Anordnung aus Fig. 3 im Bereich eines Kontaktierungshöckers mit Blickrichtung gemäß Pfeil V.
  • Die Zeichnung zeigt eine allgemein mit Bezugsziffer 1 bezeichnete elektrische Schaltungsanordnung mit einem spritzgegossenen Schaltungsträger 2, der mit mindestens einem Chip 3 bestückt ist.
  • Der spritzgegossene Schaltungsträger 2 ist als dreidimensionales MID-Teil konzipiert. Er enthält ein aus spritzgießfähigem, vorzugsweise thermoplastischem Kunststoffmaterial bestehendes Trägersubstrat 4, das an mindestens einer Bestückungsseite 5 mit Leiterbahnen 6 versehen ist, die zur Übertragung elektrischer Signale zwischen bedarfsgemäß platzierten Anschlussstellen und einer oder mehreren Elektronikkomponenten dienen. Das Ausführungsbeispiel zeigt eine Anordnung, bei der mehrere Leiterbahnen 6 gleichzeitig mit einem auf dem Schaltungsträger 2 platzierten Chip 3 elektrisch kontaktiert sind.
  • Zur Kontaktierung des Chips 3 ist der Schaltungsträger 2 an der Bestückungsseite 5 mit mehreren, als einstückiger Bestandteil des Trägersubstrats 4 ausgebildeten Kontaktierungshöckern 7 versehen. Die Kontaktierungshöcker 7 stehen über die benachbarte Substrat-Grundfläche 8 vor und sind an ihrer von der Substrat-Grundfläche wegweisenden Stirnfläche - nachfolgend als Höcker-Stirnfläche 9 bezeichnet - jeweils mit einer ersten Kontaktfläche 13 versehen.
  • Die zur Kontaktierung eines Chips 3 dienenden Kontaktierungshöcker 7 sind gemeinsam in einer Kontaktierungszone 14 zusammengefasst, wobei ihre Anzahl und ihr Verteilungsmuster der Anzahl und dem Verteilungsmuster zweiter Kontaktflächen 15 entspricht, die an der Kontaktierungsseite 16 des zu kontaktierenden Chips 3 vorgesehen sind. Bevorzugt befinden sich die zweiten Kontaktflächen 15 an am Chip 3 vorgesehenen Kontaktpads 10.
  • Auf diese Weise kann der Chip 3 durch Kleben in so genannter Flip-Chip-Technologie an dem spritzgegossenen Schaltungsträger 2 gleichzeitig sowohl elektrisch kontaktiert als auch mechanisch fixiert werden.
  • Die ersten Kontaktflächen 13 sind beim Ausführungsbeispiel jeweils Bestandteil eines an der Höcker-Stirnfläche 9 angeordneten, insbesondere padartigen Kontaktelementes 11. Dieses ist einstückiger Bestandteil einer der Leiterbahnen 6, die teilweise auf der Substrat-Grundfläche 8 verlaufen und die ausgehend von dort im Bereich des Außenumfanges des zugehörigen Kontaktierungshöckers 7 zu dessen Höcker-Stirnfläche 9 hochsteigen.
  • Beim Anstieg zur Höcker-Stirnfläche 9 verläuft eine jeweilige Leiterbahn 6 zweckmäßigerweise auf einer im Bereich des Außenumfanges des zugehörigen Kontaktierungshöckers 7 angeordneten Rampe 17. Diese Rampe 17 ist beim Ausführungsbeispiel von einer Schrägfläche gebildet, die vergleichbar einer schiefen Ebene eine durchgehend gleichbleibende Steigung besitzt und die endseitig durch abgerundete Übergangsbereiche 18, 19 zum einen in die Substrat-Grundfläche 8 und zum andern in die Höcker-Stirnfläche 9 übergeht.
  • Daraus resultiert ein entsprechender Verlauf der jeweils zugehörigen Leiterbahn 6.
  • Um die Leiterbahnen 6 dem geschilderten Verlauf entsprechend herzustellen, kann prinzipiell jede geeignete MID-Technologie eingesetzt werden. Vorzugsweise wird jedoch das Verfahren der so genannten Laser-Direkt-Strukturierung angewandt. Ausgangspunkt ist hierbei beispielsweise ein für MID-Einsätze optimierter PBT-Kunststoff (Polybutylenterephtalat), wobei das Kunststoffmaterial mit eingebetteten Metallpartikeln bzw. Metallkeimen - beispielsweise aus Palladium oder Kupfer - versehen ist. Besonders empfehlenswert ist Kunststoffmaterial, das von der Firma LPKF Laser & Electronics AG, 30827 Garbsen, Deutschland, unter der Bezeichnung PBTMID vertrieben wird.
  • Nach der Spritzgussfertigung des Trägersubstrates 4 - einschließlich den als "Studs" bezeichenbaren Kontaktierungshöckern 7 - wird durch lokale Aktivierung der Substrat- Oberfläche mittels Laserstrahl das gewünschte Schaltungs- Layout erzeugt. Hierbei wird ein Laserstrahl über die Oberfläche des Trägersubstrates 4 hinweggeführt, wobei in den bestrahlten Oberflächenbereichen eine lokale Materialaktivierung stattfindet. Zum einen werden aus speziellen, nichtleitenden Wirksubstanzen Metallkeime abgespalten. Gleichzeitig erzeugen weitere Füllstoffe des Kunststoffmaterials eine ausgeprägte Rauhigkeit auf der bestrahlten Oberfläche. Bei einem sich anschließenden galvanischen Metallisierungsprozess erfolgt im Bereich der abgespaltenen und teilweise freigelegten Metallkeime eine lokale, der Laserspur folgende Kupfermetallisierung, wobei durch die Rauhigkeit eine sehr gute Haftung für die im Galvanikbad entstehende Metallschicht gewährleistet wird.
  • Auf diese Weise ergeben sich die Leiterbahnen 6 ausschließlich und exakt in denjenigen Oberflächenbereichen des Trägersubstrates 4, die vorausgehend der geschilderten Laserstrahlaktivierung ausgesetzt worden sind.
  • Durch die rampenartige Außenumfangsgestaltung der Kontaktierungshöcker 7 ist bei einer solchen MID-Technik gewährleistet, dass ein gemäß Pfeil 22 rechtwinkelig zur Substrat- Grundfläche 8 abstrahlender Laserstrahl in der Lage ist, alle relevanten Oberflächenbereiche - einschließlich dem Übergang von der Substrat-Grundfläche 8 zu einer Höcker-Stirnfläche 9 - optimal zu behandeln, selbst wenn er ausschließlich derart - beispielsweise durch ein 3-Achs-Positioniersystem - verlagert und positioniert wird, dass sich die Relativorientierung zwischen ihm und dem Trägersubstrat 4 nicht ändert. Dadurch kann auf einfache Gerätschaften zurückgegriffen werden, bei deren Anwendung es insbesondere nicht erforderlich ist, die räumliche Orientierung des Trägersubstrates 4 mit Bezug zum Laserstrahl 22 zu ändern.
  • In diesem Zusammenhang ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass die Rampe in ihrer Neigung und in ihren Übergangsbereichen 18, 19 zur Substrat-Grundfläche 8 und zur Höcker-Stirnfläche 9 so ausgebildet ist, dass die Laserstrahlaktivierung möglich ist, ohne die Orientierung von Laserstrahl und Trägersubstrat relativ zueinander zu verändern.
  • Als vorteilhaft hat es sich in diesem Zusammenhang erwiesen, maximal eine 45°-Neigung (N) der Rampe 17 mit Bezug zur Substrat-Grundfläche 8 vorzusehen. Neigungswinkel von weniger als 45° sind zwar ebenfalls möglich, führen jedoch dazu, dass sich der Übergangsbereich 18 zur Substrat-Grundfläche 8 weiter vom zugeordneten Kontaktierungshöcker 7 entfernt, so dass ein höherer Platzbedarf entsteht.
  • Die Rampe 17 ist zweckmäßigerweise an einem Rampenkörper 23 ausgebildet, der sich an einer Stelle des Umfanges des jeweiligen Kontaktierungshöckers 7 befindet und dort zur Seite hin absteht. Soll die Leiterbahn 6 über wenigstens zwei Abgänge von der ersten Kontaktfläche 13 verfügen, kann eine entsprechende Mehrzahl von Rampen 17 und zugehörigen Rampenkörpern 23 über den Umfang des Kontaktierungshöckers 7 verteilt angeordnet sein.
  • Wie sich insbesondere aus Fig. 4 und 5 ergibt, besitzen die Kontaktierungshöcker 7 zweckmäßigerweise eine kreisförmig konturierte Grundstruktur, die umfangsseitig an der Stelle der Rampe 17 bzw. des Rampenkörpers 23 unterbrochen ist.
  • Die ersten Kontaktflächen 13 sind für eine Bestückung mit einem Chip 3 in Flip-Chip-Technologie vorgesehen. Dabei wird der Chip gemäß Fig. 2 in Face-Down-Orientierung mit seinen zweiten Kontaktflächen 15 zuordnungsrichtig auf die ersten Kontaktflächen 13 der Kontaktierungshöcker 7 aufgesetzt und anschließend gebondet. Vorliegend kommt eine Klebeverbindung unter Einsatz eines elektrisch leitenden Klebstoffes 24 zur Anwendung, wobei der Klebstoff zwischen den einander jeweils zugewandten Paaren erster und zweiter Kontaktflächen 13, 15 appliziert wird.
  • Bei dem Klebstoff 24 könnte es sich um einen isotrop elektrisch leitfähigen Klebstoff handeln, der ausschließlich im Kontaktierungsbereich 26 zwischen den einander jeweils zugeordneten ersten und zweiten Kontaktflächen 13, 15 angeordnet wird. In den neben den Kontaktierungsbereichen 26 liegenden Bereichen zwischen dem Chip 3 und dem Trägersubstrat 4 wird dann zweckmäßigerweise ein aus einem anderen, nichtleitenden Material bestehender Underfiller platziert. Besonders vorteilhaft ist jedoch die beim Ausführungsbeispiel vorgesehene Realisierungsform, bei der der Klebstoff 24 über anisotrope elektrische Leitfähigkeit verfügt und gleichzeitig auch die Funktion des Underfillers zwischen Chip 3 und Trägersubstrat 4 übernimmt.
  • Der anisotrope Leitkleber 24 besteht beispielsweise aus einer Klebstoffpaste, in der leitfähige Partikel aus Silber, Nickel, Gold oder metallbeschichteten Kunststoffkugeln statistisch verteilt sind. Der Füllungsgrad ist so eingestellt, dass der Klebstoff von Hause aus in keiner Richtung elektrisch leitend ist. Erst beim Fügen mit Druck und Temperatur werden einige leitfähige Partikel zwischen den einander zugewandten ersten und zweiten Kontaktflächen 13, 15 eingeschlossen und deformiert, so dass sie nach dem Vernetzen des Klebstoffes und anschließendem Abkühlen eine dauerhafte elektrische Verbindung zwischen den Kontaktflächen 13, 15 herstellen.
  • Da außerhalb der verschiedenen Kontaktierungsbereiche 26 kein ausreichender Druck erzeugt wird, behält der Klebstoff 24 dort seine nichtleitenden Eigenschaften und kann problemlos die Funktion des Underfillers übernehmen.
  • Es ist vorteilhaft, wenn die Rampen 17 der einer gemeinsamen Kontaktierungszone 14 zugeordneten Kontaktierungshöcker 7 so orientiert sind, dass ihre Abgänge 25, zweckmäßigerweise symmetrisch, voneinander wegstreben. Auf diese Weise kann ein Wegschwimmen des Chips bei seiner Platzierung im anisotropen Klebstoff 24 vermieden werden.
  • Auf Grund einer speziellen Ausbildung der an den Kontaktierungshöckern 7 angeordneten ersten Kontaktflächen 13 wird eine besonders zuverlässige, elektrisch leitende Klebeverbindung zwischen den einander jeweils zugewandten ersten und zweiten Kontaktflächen 13, 15 erzielt. Die Vorteile ergeben sich bereits beim Einsatz isotrop elektrisch leitender Klebstoffe, in besonders vorteilhafter Weise jedoch bei Verwendung anisotrop elektrisch leitender Klebstoffe.
  • Die erwähnte besondere Gestaltung sieht die Bildung einer muldenartigen Vertiefung 27 durch die erste Kontaktfläche 13 vor. Diese Vertiefung 27 dient zur Aufnahme des Klebstoffes 24 und verhindert ein extensives Verdrängen des im Kontaktierungsbereich 26 applizierten Klebstoffes 24 beim Gegeneinanderpressen der beiden Kontaktflächen 13, 15.
  • Da der Klebstoff 24 durch die Wandung der muldenartigen Vertiefung 27 auch seitlich abgestützt wird, erreicht man überdies beim Kontaktierungsvorgang eine hohe Verdichtung des Klebstoffes, was - vor allem bei einem anisotropen Leitklebstoff - eine sehr hohe elektrische Kontaktierungssicherheit zur Folge hat.
  • Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird durch die muldenartige Vertiefung 27 zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Kontaktflächen 13, 15 ein Hohlraum definiert, der als Verdichtungsraum 28 für den darin enthaltenen, elektrisch leitenden Klebstoff 24 dient.
  • Im kontaktierten Zustand der ersten und zweiten Kontaktflächen 13, 15 liegt zweckmäßigerweise ein die muldenartige Vertiefung 27 umgrenzender ringförmiger Kontaktflächenabschnitt 29 direkt oder unter Zwischenschaltung einer nur sehr dünnen Kleberschicht an der zweiten Kontaktfläche 15 des Chips 3 an. Dadurch wird eine ringförmige Barriere um die von der zweiten Kontaktfläche 15 abgedeckte muldenartige Vertiefung 27 herum gebildet, die den Verdichtungsraum 28 nach außen hin abschottet. Die eingeschlossene Klebstoffmenge bzw. die Menge der eingeschlossenen leitenden Partikel wird dadurch reproduzierbar definiert.
  • Im Bereich des ringförmigen Kontaktflächenabschnittes 29 besitzt die erste Kontaktfläche 13 zweckmäßigerweise eine kuppenartige Querschnittskontur. Dadurch wird die Breite des ringförmigen Kontaktflächenabschnittes 29 gering gehalten, woraus eine hohe Flächenpressung mit entsprechend hoher Kontaktsicherheit beim Kontaktieren der zweiten Kontaktfläche 15 resultiert.
  • Die Querschnittsform der muldenartigen Vertiefung wird sich insbesondere an der Querschnittsform des zugeordneten Kontaktierungshöckers 7 orientieren. Eine längliche Querschnittsform ist möglich. Bevorzugt wird eine kreisförmige Querschnittsform, wie sie exemplarisch in Fig. 4 gezeigt ist.
  • Es ist zweckmäßig, wenn die Wandung der muldenartigen Vertiefung 27 ausgehend vom Vertiefungsgrund zu den Randbereichen hin sanft ansteigt, wie dies in der Fig. 2 zum Ausdruck kommt. Insgesamt kann die muldenartige Vertiefung 27 einen kugelkappenförmigen Raum begrenzen.
  • Das Trägersubstrat 4 kann neben der oben erwähnten Bestückungsseite 5 eine oder mehrere weitere Bestückungsseiten aufweisen. Insbesondere kann eine auf der entgegengesetzten Seite liegende Bestückungsseite vorgesehen sein. Diese beiden Bestückungsseiten können mittels so genannter Durchkontaktierungen elektrisch verbunden sein, wobei die Fig. 2 eine besonders zweckmäßige Platzierung einer solchen Durchkontaktierung 30 in strichpunktierten Linien illustriert. Diese Durchkontaktierung 30 durchdringt das Trägersubstrat 4, wobei sie wenigstens einen Kontaktierungshöcker 7 in Höhenrichtung durchsetzt. Sie trifft im zentralen Bereich der muldenartigen Vertiefung 27 auf das die erste Kontaktfläche 13bildende Kontaktelement 11, mit dem sie elektrisch leitend verbunden ist. Eine einstückige Ausgestaltung ist möglich. Bei Verwendung einer solchen Durchkontaktierung 30 kann - entsprechend dem jeweiligen Schaltungs-Layout - unter Umständen auf eine Leiterbahn 6 zur Kontaktierung der ersten Kontaktfläche 13 verzichtet werden. Entsprechend kann dann auch die nicht benötigte Rampe 17 entfallen.

Claims (15)

1. Spritzgegossener Schaltungsträger mit einem Trägersubstrat (4), das mindestens einen bezüglich der benachbarten Substrat-Grundfläche (8) vorstehenden Kontaktierungshöcker (7) aufweist, an dessen Stirnfläche (9) eine zur Flip-Chip- Kontaktierung mittels Klebstoff (24) geeignete Kontaktfläche (13) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (13) eine muldenartige Vertiefung (27) zur Klebstoffaufnahme bildet.
2. Schaltungsträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die muldenartige Vertiefung (27) eine kreisförmige Querschnittsform hat.
3. Schaltungsträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (13) um die muldenartige Vertiefung (27) herum einen ringförmigen Kontaktflächenabschnitt (29) mit zweckmäßigerweise kuppenartiger Querschnittskontur bildet.
4. Schaltungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine den Kontaktierungshöcker (7) in Höhenrichtung durchsetzende Durchkontaktierung (30), die im zentralen Bereich der muldenartigen Vertiefung (27) mit der Kontaktfläche (13) verbunden ist.
5. Schaltungsträger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (13) an einem an der Höcker-Stirnfläche (9) angeordneten Kontaktelement (11) vorgesehen ist, das Bestandteil einer zwischen der Substrat- Grundfläche (8) und der Höcker-Stirnfläche (9) verlaufenden Leiterbahn (6) ist.
6. Schaltungsträger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahn (6) entlang einem laserstrahlaktivierten Oberflächenbereich des Trägersubstrates (4) verläuft.
7. Schaltungsträger nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahn (6) auf einer im Bereich des Außenumfanges des Kontaktierungshöckers (7) vorgesehenen Rampe (17) verläuft.
8. Schaltungsträger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergangsbereiche (18, 19) zwischen der Rampe (17) und der Substrat-Grundfläche (8) sowie der Höcker- Stirnfläche (9) abgerundet sind.
9. Schaltungsträger nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rampe (17) zwischen den beiden Übergangsbereichen (18, 19) zur Substrat-Grundfläche (8) und zur Höcker-Stirnfläche (9) eine durchgehend gleichbleibende Steigung besitzt.
10. Schaltungsträger nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigung der Rampe (17) kleiner oder gleich 45° ist.
11. Schaltungsträger nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rampe (17) an einem an einer Stelle des Umfangs des Kontaktierungshöckers (7) angeordneten Rampenkörper (23) ausgebildet ist.
12. Schaltungsträger nach einem der Ansprüche 7 bis 11, gekennzeichnet durch mehrere in einer Kontaktierungszone (14) angeordnete Kontaktierungshöcker (7), deren Rampen (17) so angeordnet sind, dass ihre Abgänge (25), zweckmäßigerweise in symmetrischer Anordnung, voneinander wegstreben.
13. Elektrische Schaltungsanordnung mit einem spritzgegossenen Schaltungsträger (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, der mit mindestens einem in Flip-Chip-Technologie aufgeklebten Chip (3) bestückt ist, wobei mindestens eine an einem Kontaktierungshöcker (7) vorgesehene, muldenartig vertiefte erste Kontaktfläche (13) einer am festgeklebten Chip (3) vorgesehenen zweiten Kontaktfläche (15) gegenüberliegt und mit dieser einen Verdichtungsraum (28) für den zwischen den Kontaktflächen (13, 15) angeordneten, elektrisch leitenden Klebstoff (24) bildet.
14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (24) ein anisotrop leitender Klebstoff ist.
15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Chip (3) und dem Trägersubstrat (4) ein von anisotrop leitendem Klebstoff (24) gebildeter Underfiller angeordnet ist.
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